NASA科學家們研制出一種排斥液體的涂層材料,該涂層可用于航天器的液體燃料儲箱中。
在地球上,液體由于重力的作用總是沿著重力方向向下流動。而對于航天器液體燃料儲箱,為了讓液體燃料流向箱底,似乎只需要在箱底鉆出孔就能使其流向所需要的器件中。然而這在微重力情況下是不可能實現的,微重力下,液體燃料不會進行流動,而是相互粘結,粘在燃料儲箱壁面上。目前普遍的做法是利用外界力量如在航天器上安裝特殊的器件如風向標、海綿、屏障和通道來引導液體燃料流向其所需要的部位,如發動機。
一般在微重力情況下,液體燃料粘附在儲箱表面,一方面導致儲箱外表面的高溫直接作用于液體燃料,并引起液體燃料的蒸發,使燃料利用率大大降低;另一方面發動機需要燃料時,由于沒有重力的驅動作用,液體燃料無法流動到發動機,則發動機無法進行點火燃燒。而若儲箱有了這種排斥液體的涂層,其中的液體將不再粘附在儲箱內表面,而是停留在儲箱底端,隨時都能流動到發動機或其他部位,也無需再安裝額外的器件驅動液體流動,因此也大大簡化了儲箱的結構、降低了航天器的質量。
NASA的科學家們將其研制的排斥液體的涂層涂在儲箱,保證液體燃料無法粘附在其壁面,從而控制微重力下液體燃料的流動性??茖W家們將在國際空間站對其排斥液體的涂層進行對比實驗,即準備兩種儲箱,一種涂有排斥液體的涂層,而另一種則是普通、未涂涂層的儲箱并裝有彩色的水,利用高分辨率攝像機記錄兩種儲箱在進行移動的過程中水的流動性和變化。
若該實驗證明排斥液體的涂層有效,那么這種涂層將能夠用于長航時飛行航天器的燃料儲箱或或其他裝有液體的部件上,大大提高燃料的利用率,降低航天器的質量。(中國航天系統科學與工程研究院 特日格樂)
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