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为何飞船穿越大气层，只有返回时才发生燃烧？这是啥原理？

为何飞船穿越大气层，只有返回时才发生燃烧？这是啥原理？

2025-02-21 01:57:50阅读量：14 字体：大中小

火箭点火发射到空中时，由于重力的约束，速度较慢，即使与空气摩擦也不会燃烧。之后速度慢慢加快，但由于火箭是垂直发射，穿过大气层的速度更快，大气层的温度更低，即使速度很快，也能在燃烧之前冲出大气层进入宇宙，而宇宙是真空环境，没有摩擦反应就不会燃烧。同时火箭有整流罩保护，整流罩是火箭头部的钢铁外衣，耐高温能力强。所以火箭起飞穿越大气层时，没有燃烧爆炸。

返回的飞船相对于出发的时间来说是“轻装上阵”。虽然没那么重，但是“上山容易，下山难”。飞船的返回过程比发射复杂得多。首先，它们将以宇宙第一速度进入大气层，然后用缓冲火箭和面积约1000的巨大降落伞减速。最后飞船的返回舱将以3.5米/秒左右的速度着陆。降落伞是一种可膨胀的空气动力学减速器，它利用空气阻力的原理，通过相对于空气运动的充气而膨胀。现代降落伞是使人或物从空中安全降落到地面的航空工具。
但是当它刚进入大气层时，返回舱的速度非常快，大约达到11km/s，所以它的外壳会与大气层发生激烈的摩擦，产生大量的热量。这个过程被称为“气动加热”。在距离地面80到40公里的稠密大气层中，气动加热过程达到最高点，返回舱表面温度达到1000到3000度。整个返回舱看起来像一颗着火的流星，所以超高速是燃烧的原因之一。
没有整流罩的保护，飞船随火箭飞出大气层时，即使最后速度比较快，也因为整流罩的保护而顺利通过。但当火箭飞出大气层时，这套钢铁防护服完成了使命，一分为二，离开了飞船。因此在返回城时，失去整流罩的返回舱只能依靠其外层的防火涂层来防火，而卫星等天体在返回时没有任何保护。所以进入大气层后发生激烈摩擦，产生“火球”。