港媒稱，中國成功發(fā)射新火箭標(biāo)志著其在太空武器方面的突破，有專家分析，長征七號運(yùn)載火箭搭載的多用途飛船縮比返回艙與中國的高超音速滑翔式飛行器DF-ZF（“東風(fēng)-征服”）看上去很像，而且，返回艙的顏色也表明，其使用了一種用于高超音速飛行器的新型抗熱涂層。

    軍事專家說，中國成功發(fā)射新火箭標(biāo)志著其在太空武器方面的突破。

    在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射的“長征七號”上攜帶著13.5噸“貨物”——其中90%是這枚火箭使用的特殊的無毒燃料，這種燃料可以用于多種運(yùn)載工具，此外還有抗風(fēng)裝置、一個縮比返回艙、多枚小型衛(wèi)星和其他設(shè)備。

    對于澳門的軍事觀察人士黃東來說，新華社在子彈型的返回艙在東風(fēng)著陸場西南戈壁區(qū)安全著陸后不久拍攝的照片展示了很多細(xì)節(jié)。黃東說：“這個縮比返回艙與中國的高超音速滑翔式飛行器DF-ZF（”東風(fēng)-征服“）看上去很像。”

    延伸閱讀

    盤點(diǎn)國際新型高速飛行器熱防護(hù)涂層前沿技術(shù)

    一、前言

    新型高速飛行器（如可重復(fù)使用天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)、飛船返回艙、近空間高超聲速飛行器等）在穿越或飛行于大氣層過程中表面受到強(qiáng)氣動加熱的作用，溫度可達(dá)1327～2727℃甚至更高，因此對飛行器表面熱防護(hù)系統(tǒng)提出異常苛刻的要求，同時高速飛行器表面不同部位在往返過程中將承受不同的熱腐蝕環(huán)境，其表面須采用不同功能的熱防護(hù)材料。其鼻錐、前緣、垂尾等部位采用的是高溫/超高溫防熱材料，而飛行器表面其它部位則主要采用可重復(fù)使用的非燒蝕防隔熱材料，外加熱防護(hù)涂層。于是，熱防護(hù)涂層成為了防隔熱材料能否成功運(yùn)用于飛行器外部防隔熱的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它解決了防隔熱材料在高溫環(huán)境下的抗沖蝕、抗熱裂、輻射和抗氧化等瓶頸問題。

    二、高速飛行器表面熱防護(hù)研究進(jìn)展

    非燒蝕防隔熱層可分為剛性隔熱瓦和柔性隔熱氈。剛性隔熱瓦表面經(jīng)歷了RCG、TUFI、HETC為代表的３代涂層發(fā)展歷程，而柔性隔熱氈表面熱防護(hù)涂層也經(jīng)歷了DC92、D-9、PCC三代涂層的演變。在這些涂層的研發(fā)過程中，不斷提高耐溫性和輻射率成為了科研者一直追求的目標(biāo)，通過不斷的創(chuàng)新和努力，新一代涂層HETC的耐溫性被提高到1600℃以上，而輻射率被提高到0.9以上。表１給出了不同非燒蝕防隔熱材料表面熱防護(hù)涂層的基本信息。

    表１ 不同非燒蝕防隔熱材料表面熱防護(hù)涂層

    美國航天飛機(jī)挑戰(zhàn)者號、X-34、X43A、X-51A高速飛行器表面非燒蝕防隔熱材料的應(yīng)用分布情況如下圖所示。

    美國挑戰(zhàn)者號、X-34高速飛行器表面熱防護(hù)材料應(yīng)用

    剛性隔熱瓦是高速飛行器迎風(fēng)面主要采用的熱防護(hù)材料，經(jīng)過多年研制，剛性隔熱瓦由一元朝多元材料體系發(fā)展，通過結(jié)構(gòu)上的組合成功實(shí)現(xiàn)了多元體系兩元結(jié)構(gòu)的防隔熱一體化設(shè)計(jì)，其典型代表有：LI（Lock heed insulation）、FRCI（Fibrous refractory composite insulation）、AETB（Alumina enhanced thermal barrier）、BRI（Boeing reusable insulation）幾代陶瓷纖維隔熱瓦以及新型防隔熱一體化材TUFROC（Toughened  uni-piece fibrous reinforced oxidization-resistant composite）。

    剛性隔熱瓦表面熱防護(hù)涂層也分別經(jīng)歷了：RCG（Reaction cured glass）、TUFI（Tougheneduni-piece fibrous）、HETC（High efficency tantalum based ceramic composite structures）三代涂層的升級改進(jìn)。

    柔性隔熱氈是高速飛行器背風(fēng)面主要使用的熱防護(hù)材料，典型代表有：FRSI（Flexible reusable surface）、AFRSI（Advanced flexible reusable surface）、LHB（Lowheat blanket）、HHB（High heat blanket）、TABI（Tailorable advanced blanket  insulation）、CFBI（Composite flexible blanket insulation）、CRI（conformal reusable insulation）、OFI（Opacifled fibrous insulation） 。

    柔性隔熱氈表面熱防護(hù)涂層也主要經(jīng)歷了：DC92、D-9、PCC （Protective ceramic coating）三代涂層的升級改進(jìn)。

    三、剛性隔熱瓦熱防護(hù)涂層

    1、雙層梯度涂層

    最早由美國宇航局James.C Fletcher提出，該涂層由阻擋內(nèi)層和輻射玻璃外層組成，內(nèi)層為SiO2，其作用是將輻射玻璃層和基體材料分開，防止二者可能發(fā)生的反應(yīng)，另外它也可以很好地匹配基底材料的熱膨脹系數(shù)，使整體材料具有很好的抗熱震性。其外層由難溶輻射劑（SiC、CrO2   CoO2  NiO2  Si3N4   CrO2等其中一種或幾種）、高硅玻璃和硼硅酸鹽玻璃組成，使涂層擁有高硬度、極高的輻射率以及抗熱震裂紋性能。

    2、固化玻璃涂層RCG

    該涂層是美國航天飛機(jī)剛性陶瓷瓦上首次得到使用的高輻射率涂層，它成功地被運(yùn)用在LI-2200、LI-900等第一代陶瓷隔熱瓦上。RCG采用SiB4作為輻射劑，以特別制備的高硅玻璃粉和硼硅酸鹽玻璃粉為粘結(jié)劑。最終使涂層具有低的熱膨脹系數(shù)、高的力學(xué)強(qiáng)度和高的輻射率等優(yōu)異性能，具有較高的抗熱沖擊強(qiáng)度和表面硬度，其高溫下的流動性可以很好地使涂層達(dá)到高溫自愈合的作用，且可在1480℃高溫下成功實(shí)現(xiàn)抗氧化。

    3、增韌單層纖維隔熱涂層TUFI

    TUFI涂層被成功運(yùn)用到FRCI、AETB、BRI為代表的陶瓷隔熱瓦上。以高溫結(jié)構(gòu)材料MoSi2作為輻射劑，以硼硅酸鹽玻璃作為粘結(jié)劑，以SiB6作為燒結(jié)助劑，使涂層具有高的熔點(diǎn)、極好的高溫抗氧化性。

    4、高性能鉬基涂層

    主要由MoSi2和MoB2組成，可以在低溫下流動，且可以起到抗氧化作用。鉬基涂層的熔點(diǎn)在1949℃左右，軟化點(diǎn)在1593～1649℃，這說明鉬基涂層具有比硅基涂層更好的耐溫性，同時鉬基涂層擁有高的輻射率、良好的抗沖擊性和抗氧化性。

    5、難熔金屬相超高溫?zé)岱雷o(hù)涂層

    該涂層由硼硅酸鹽玻璃作為內(nèi)層，硅酸鹽玻璃（如SiC、HfC等）作為外保護(hù)層，再添加一定量的難熔金屬相（如Ti、Hf、Zr、Mo、Ni、Ta等及其硅化物，氧化物，硼化物或碳化物等）。摻雜難熔金屬相復(fù)合材料可以在1650℃下很好地保護(hù)基底材料， 起到很好地抵抗腐蝕、潮濕、高溫?zé)彷d荷等作用。

    6、防隔熱一體化梯度涂層TUFROC

    2010年美國成功發(fā)射并返回的X-37B臨近空間飛行器的翼前緣、垂尾等部位首次使用了整體增韌抗氧化復(fù)合結(jié)構(gòu)材料TUFROC。其雙層結(jié)構(gòu)的內(nèi)層采用低熱導(dǎo)率的AETB或FRCI，其表面涂覆了TUFI涂層，而外層則采用耐高溫的ROCCI材料。內(nèi)層作為過渡層可緩和涂層和基底的熱膨脹不匹配，外層起到高輻射抗氧化抗沖刷作用。ROCCI表面涂覆了高效鉭基陶瓷復(fù)合涂層HETC，中間過渡區(qū)域采用成分為TaSi2、MoSi2、WSi2等高輻射劑和含醇鹽的有機(jī)硅組成的高效粘結(jié)劑，這種設(shè)計(jì)將隔熱和防熱問題耦合起來研究，真正實(shí)現(xiàn)了防隔熱一體化的梯度設(shè)計(jì)理念。

    四、柔性隔熱氈表面熱防護(hù)涂層

    柔性隔熱氈主要有FRSI、AFRSI、LHB、HHB、TABI、CFBI、CRI、OFI，被廣泛運(yùn)用在飛行器機(jī)身表面大部分面積，如上翼、尾翼側(cè)面，升降舵輔助翼，剎車裝置中，如美國OV-099航天飛機(jī)。

    美國OV-099航天飛機(jī)柔性隔熱氈表面涂層應(yīng)用

    其發(fā)展歷程包括：

    1、DC92型熱防護(hù)涂層

    該涂層由50%～55%的膠態(tài)硅溶膠和45%～50%的石英陶瓷顆粒組成。其中石英陶瓷顆粒作為增強(qiáng)相，膠態(tài)硅溶膠作為粘結(jié)劑，另外為了判斷涂層涂覆情況， SiB4作顏料劑，通過氣相沉積混合氣體方式制備疏水涂層表面，可運(yùn)用到柔性隔熱氈FRSI剛性隔熱瓦LI-900和FRCI上。

    2、D-9型熱防護(hù)涂層

    該涂層由膠態(tài)的硅溶膠和不定形的SiC或SiB6組成，以異丙醇為溶劑，它具有低的熱膨脹系數(shù)，耐高溫性和抗熱震性能相比DC92提高。

    3、PCC型熱防護(hù)陶瓷涂層

    該涂層以氧化硅粉末和膠態(tài)的硅溶膠為混合物，以六硼化硅、四硼化硅、碳化硅、二硅化鉬、二硅化鎢、氧化鋯中的一種或幾種為輻射劑。高比表面積凝膠粒子與大尺寸SiO2和硼化硅粘附在一起形成一個整體，使涂層粘度和熱穩(wěn)定性相對于RCG、C-9增加，六硼化硅在加熱過程中在硼硅酸鹽玻璃表面慢慢發(fā)生氧化形成表面薄膜，阻止涂層表面的揮發(fā)和進(jìn)一步氧化。PCC不僅能耐受1650℃高溫條件，同時具有高輻射率、高粘性和高穩(wěn)定性、低表面能等諸多優(yōu)點(diǎn)。

    五、結(jié)語

    未來的熱防護(hù)涂層的研究需改變以往涂層各功能單獨(dú)分開設(shè)計(jì)的理念，需將涂層耐溫性、抗氧化性、高輻射率、抗沖刷性等多種有益性能綜合起來考慮，以實(shí)現(xiàn)多種功能一體化設(shè)計(jì)。