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NASA研制排斥液体的涂层材料,将大幅提高液体燃料利用率并减小航天器重量
王强 2017-04-09
导语

NASA科学家们研制出一种排斥液体的涂层材料,该涂层可用于航天器的液体燃料储箱中或其他装有液体的部件上,有望大大提高燃料的利用率,降低航天器的质量。


图:宇航员测试NASA研制的排斥液体的涂层材料

据NASATechBrief网站近日报道,NASA科学家们研制出一种排斥液体的涂层材料,该涂层可用于航天器的液体燃料储箱中。 

在地球上,液体由于重力的作用总是沿着重力方向向下流动。而对于航天器液体燃料储箱,为了让液体燃料流向箱底,似乎只需要在箱底钻出孔就能使其流向所需要的器件中。然而这在微重力情况下是不可能实现的,微重力下,液体燃料不会进行流动,而是相互粘结,粘在燃料储箱壁面上。目前普遍的做法是利用外界力量如在航天器上安装特殊的器件如风向标、海绵、屏障和通道来引导液体燃料流向其所需要的部位,如发动机。 

一般在微重力情况下,液体燃料粘附在储箱表面,一方面导致储箱外表面的高温直接作用于液体燃料,并引起液体燃料的蒸发,使燃料利用率大大降低;另一方面发动机需要燃料时,由于没有重力的驱动作用,液体燃料无法流动到发动机,则发动机无法进行点火燃烧。而若储箱有了这种排斥液体的涂层,其中的液体将不再粘附在储箱内表面,而是停留在储箱底端,随时都能流动到发动机或其他部位,也无需再安装额外的器件驱动液体流动,因此也大大简化了储箱的结构、降低了航天器的质量。 

NASA的科学家们将其研制的排斥液体的涂层涂在储箱,保证液体燃料无法粘附在其壁面,从而控制微重力下液体燃料的流动性。科学家们将在国际空间站对其排斥液体的涂层进行对比实验,即准备两种储箱,一种涂有排斥液体的涂层,而另一种则是普通、未涂涂层的储箱并装有彩色的水,利用高分辨率摄像机记录两种储箱在进行移动的过程中水的流动性和变化。 

若该实验证明排斥液体的涂层有效,那么这种涂层将能够用于长航时飞行航天器的燃料储箱或或其他装有液体的部件上,大大提高燃料的利用率,降低航天器的质量。

(本文来源:国防科技信息网,作者:中国航天系统科学与工程研究院 特日格乐;原文见这里;)

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  • NASA
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作者 王强

硕士研究生

西北工业大学

活跃作者
  • 爱因斯坦 科研工作者 北京航空航天大学 博士
  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
  • 金陵 本科生 北京大学 本科


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