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关于【玻璃大数据】陆勇:23年,他专注于做一块玻璃,为航天器打造“防护装甲”的信息

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看似普通的航天器舷窗是怎样做到可以抵挡太空力量的?

航天器舷窗大多是三层结构,最外层采用耐热性能好的高硅氧或石英玻璃,用做热防护;中间层与最内层采用热稳定性好、强度高的强化硅酸盐玻璃,用来承压、承力。

三层玻璃结构,最外层与中间层之间为真空,避免热对流,更大程度上进行热防护。同时,中间层与最内层玻璃之间则充氮气,并且玻璃与舱体接缝处采用橡胶来密封,提高中间层与最内层的承压、承力能力。采用如此复杂的结构是有道理的防热玻璃与密封玻璃分开,避开了单层玻璃需要耐高温同时密封的难点,两项难题分开解决,各个击破。逐渐降温,内两层玻璃经适当的隔热,已接近中温和常温,因而比较易于实现密封;冗余设计,内两层的单层玻璃的承压能力按飞船舱内正常大气压设计,而使用双层玻璃是为了保证承压与密封的冗余设计,即双层玻璃中任一层损坏时,另一层玻璃仍可以正常工作。

为了实现牢不可破,航天器舷窗还不单只有3层玻璃的结构形式呦!比如,国际空间站上的广角天窗的防护玻璃就多达4层,由外到内分别为碎片防护层、冗余承压层、主承压层和内部防护层。其最外层的碎片防护层的结构又是相对独立的,如果最外层出现损伤还可以更换。

可见,通过精心选材加上独特设计打造出来的航天器舷窗是非常牢靠的,但在复杂的空间环境中,也存在着它的“天敌”,比如空间碎片与微流星。空间碎片的大小从微米级到米级都有,分布在常用的载人航天器轨道区域。微流星是在星际空间高速运动的固体中性不带电颗粒,质量通常小于1克。通常,航天器、空间碎片与微流星在各自的轨道上高速运行。如果航天器不慎与之相撞,就可能会对航天器舷窗造成损坏,严重的甚至会危及整个航天器的安全运行。这种说法可一点都不夸张呦,两个高速运行的汽车突然相撞,那种情况尽管也十分糟糕,但车速比起太空中物体的速度来说就不算什么了。

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