涨知识:航天飞行器外表覆盖着的金色薄膜竟是塑料

永利游戏网站2017年2月17日讯  在人类社会现代化进程中,塑料起着至关重要的作用。其应用领域极其广泛,例如在农业领域、建筑领域、汽车领域、医用与食品包装等领域。

很多现代通信卫星、侦察卫星、深空探测器以及将要被送上太空的韦伯太空望远镜的表面,都被一层金灿灿或者银闪闪的薄膜覆盖着。这种薄膜对航天器的安全起着至关重要的作用。很多人将其误认为是金箔或者是银箔,实际上,这是一种名叫聚酰亚胺的高性能聚合物材料与金属材料复合而成的薄膜。

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一位NASA戈达德太空中心的女工程师正在给美国“陆地卫星计划”中的一颗卫星上的红外传感器设备铺设“多层隔热材料”(MLI)。MLI将在太空中保护敏感的星上设备,时期免遭高速微粒、剧烈温度变化之苦。

始于洲际弹道导弹的贮存课题

上世纪50年代后期到60年代,随着大力神液体燃料洲际弹道导弹和民兵固体燃料洲际弹道导弹的崛起,美国解决了洲际弹道导弹从无到有的问题,而接踵而来的生存问题也随着地下发射井的发展而得到了一定程度上的解决。最终,美国空军开始把目光聚焦在洲际弹道导弹的寿命上来。

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上面这张大力神2号导弹(编号395-C,美国空军将其称作395-Charlie)发射瞬间的照片恰好展示了她的两个重要的特点:

第一,棕红色的尾烟说明了美国终于开始转为使用肼类燃料和四氧化二氮氧化剂这样的常温配置了。从大力神2号导弹开始,液氧煤油方案在洲际弹道导弹中逐渐成为历史。

第二,大力神2号导弹是从导弹地下发射井内点火升空的。这种方式极大地增强了导弹的生存能力和快速反应能力。

工业用途广泛

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如今,对聚酰亚胺材料的研究正逐步深入,而相关的工业产品则层出不穷。上图为在机械手的辅助下,工程师对聚酰亚胺薄膜进行加工。

良好的绝缘性能和耐热耐腐蚀性能使得聚酰亚胺成为高性能漆包线、绕包线的优秀材料。

另外,美国推出的超声速客机预研计划中,新型的超声速客机的飞行速度可达Ma 2.45以上。为了应对长时间高速飞行带来的高温,新型聚酰亚胺纤维将在机翼和机体结构中得到大量应用。(预计每架飞机的使用量在25吨以上)

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如今,聚酰亚胺与铝结合而成的多层隔热材料已经被制成了急救毯,这种毯子能够反射人体发出红外线,有助于在紧急情况下维持体温。

另外,目前市面上经常能够看到的“超细纤维毛巾”产品,其中也有采用聚酰亚胺的(通常是80%的涤纶+20%的聚酰亚胺)。

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