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是否可以延长再入器在高层大气中的减速时间,来显著降低峰值温度?

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航天器的再入段的温度可以达到数千度,同时带来很大的气动压力和过载,这带来了很大的结构重量。如果让再入器通过反推或者升力大幅延长在高层大气中的减速时间,让再入器在稀薄的大气中充分减速,是否可以显著降低峰值温度和气动压力。我了解到亚音速阶段气动压力和速度平方成正比,超音速阶段的平衡温度和速度的立方成正比,如果让再入器在高层大气中的减速时间延长数倍,可能可以让再入器的峰值温度下降到低于一千度,甚至不需要特殊的隔热材料,可以大幅度降低结构重量。我不确定我的描述是否存在问题,如果我的概念存在问题请大家指出。


IP属地:福建来自Android客户端1楼2023-06-05 22:43回复
    其实本来就是通过这种方法来减少航天员过载。现在返回舱也都是升力式返回,弹道式的航天员扛不住。因此这个应该都优化到极致了,毕竟升阻比无法无限提高,最后还是需要隔热材料。


    IP属地:山东来自Android客户端2楼2023-06-05 23:09
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      2025-08-02 08:25:59
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      可以的。现实也是这么干的。但是可以延长到什么程度呢?


      IP属地:重庆来自iPhone客户端3楼2023-06-05 23:17
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        话说如果不要求一次制动完成的话,可以将近点弄到一个很高的位置,多次制动。我们未来火星采样反回在火星的大气制动可能就会这么干。


        IP属地:重庆来自iPhone客户端4楼2023-06-05 23:20
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          不清楚


          IP属地:新疆来自Android客户端5楼2023-06-06 00:13
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            3吧


            IP属地:新疆来自Android客户端6楼2023-06-06 00:13
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              3吧


              IP属地:新疆来自Android客户端7楼2023-06-06 00:13
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                3吧


                IP属地:新疆来自Android客户端8楼2023-06-06 00:13
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                  2025-08-02 08:19:59
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                  IP属地:广东来自Android客户端9楼2023-06-06 00:36
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                    这个得算,对第二宇宙速度再入得在稀薄大气中获得足够负升力,避免飞跃,对第一宇宙速度得在稀薄大气中获得足够正升力避免过早下坠入稠密大气。
                    一方面需要足够的升阻比,一方面能提供足够升力的位置,可能热流密度就已经很大了,热流密度小,升力有微弱无法维持,这是一个矛盾。
                    只是个简单的计算和控制问题,目前没这么做,唯一可能的原因就是无法解决这个矛盾,方案不可行。


                    IP属地:辽宁来自Android客户端10楼2023-06-06 01:19
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                      这样会有个问题,你用于长时间减速的燃料会大大增加返回舱本身的质量,其减少的载荷量和重量成本还不如直接贴隔热瓦,或者就参考航天飞机和星舰,用极大的体积进行滑翔再入(但是看这俩隔热瓦的厚度就知道这玩意还是不能省的)


                      IP属地:上海来自Android客户端11楼2023-06-06 02:36
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                        我觉得如果想做到较显著又较低气动热的气动减速,可能会需要半轨或以上的减速距离,而这是对降落精度十分不利的,几乎无法实用。而现有的第一甚至第二宇宙速度再入大气层的技术是成熟的,风险是可控的,落点是精准的,减速、防热技术是已知的


                        IP属地:北京来自Android客户端12楼2023-06-06 06:05
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                          现在不是正在发展气囊减速返回吗,上次发射了一个缩比模型,设计为在返回舱底部,返回时打开,形成一个锥形气囊伞,在返回过程中持续发挥减速效果。


                          IP属地:新疆来自Android客户端13楼2023-06-06 07:16
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                            我可能没有描述清楚我的想法,我的最终目的是通过反推和升力构型完成足够长的滞空时间。比如再入器将在50-80km的高层大气中,维持10-20分钟的时间,从23马赫减速到10马赫。这段时间有足够的速度,重力提供一点的向心力,再入器只需要提供约0.5g的反推和升力,这里的反推的作用只是维持高度。假如空气稀薄,导致升力占50%左右,反推需要每秒提供2.5左右的速度增量,在10分钟的减速过程中将消耗1500dv。我想问的是,消耗燃料的同时如果大幅降低结构重量,这样的操作有没有可行性。


                            IP属地:福建来自Android客户端14楼2023-06-06 07:54
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                              2025-08-02 08:13:59
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                              飞船带的燃料不够,发动机推力不够。
                              参考猎鹰9号,他也只能做一级的亚轨道回收,那时候速度还不到第一宇宙速度。


                              IP属地:江苏15楼2023-06-06 08:06
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