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4　飛船返回艙為什麼設計成鐘形

早期載人飛船返回艙的形狀並不是鐘形的，蘇聯〃東方號〃系列飛船的返回艙都是球形的。但是經過飛行試驗，科學家們發現，球形的返回艙氣動效果很不理想。它在大氣層中飛行時幾乎不產生任何升力，相比之下，鐘形返回艙可以利用外形上的氣動效果，來更精確地控制返回艙的執行軌跡。另外，球形返回艙不容易獲得穩定的返回姿態，很難採用安裝緩衝發動機的方式來減緩返回艙落地時產生的衝力。這也是〃東方號〃飛船採用相對複雜和高風險的彈射方式，進行人、艙分別傘降的一個主要原因。

5　飛船為什麼能抗高溫

飛船返回地球大氣層的時候，基本沒有機動性，完全是一種自由落體運動，這樣的速度是極快的。雖然採用降落傘，可以使飛船減速，避免它與大氣層的劇烈摩擦，但是在飛船表面仍然會產生極高的溫度，大多數情況下都會高到1　700多攝氏度，有時甚至達到3　000多攝氏度。為了保障飛船返回艙裡面的航天員和珍貴實驗儀器裝置的安全，抵禦返回大氣層時所產生的高溫，順利地返回地面，飛船返回艙需要有超強的隔熱能力，即必須給飛船返回艙穿上一件〃避火衣〃。

飛船作為載人航天器，是一次性的，它使用一次後基本就不能使用了，比如我國的〃神舟〃飛船和俄羅斯的〃聯盟號〃飛船都是一次性的。

既然是一次性使用，對於〃避火衣〃的要求相對就可以低一些。這種〃避火衣〃是一種瞬間耐高溫材料，它的作用時間只有十幾分鍾，剛好滿足飛船返回艙返回地球的要求。

這種〃避火衣〃的材料是一種特殊纖維材料，或者是多孔顆粒物再加上有機物，它們具有良好的導熱功能。

當飛船返回艙重返大氣層的時候，劇烈的高溫將會使這層隔熱材料發生奇妙的變化，它們首先會燃燒起來，變成氣體，這樣就吸收了大量的熱量；變成氣體之後它們還會蒸發掉，蒸發的過程又帶走了一些熱量。

另一方面，這些隔熱材料在燃燒完畢之後，剩下的是碳化層，它們往往有很多的孔洞，這些孔洞也有一個好處……加大了飛船返回艙的表面積，這種表面積的增大讓返回艙有更多的面積與大氣層接觸，有利於傳導熱量。

〃避火衣〃完全燃燒之後就只剩這些孔洞，著陸後，返回艙表面燒黑的痕跡說明〃避火衣〃犧牲了自己，換來了返回艙的安全。儘管飛船的內部設施良好，但是為了安全起見，飛船完成這次使命之後就不再使用了。

載人航天技術的發展，在很大程度上依賴於〃避火衣〃的研製。一般來說，未來載人航天器的〃避火衣〃將會逐漸減輕自身的體重，每減少1千克，就可以使運載火箭的推力減少500千克，如果現代的〃避火衣〃能夠減少重量的15％，那麼可以使航天器的上升高度提高10％。這也給材料科學家們提出了一個難題。目前，科學家們正在想辦法克服困難，希望在新材料的研製中有所突破，為載人航天器製作出更加輕便、更加耐熱的〃避火衣〃。

6　飛船為什麼需要整流罩

運載火箭將飛船送入預定軌道前要經過稠密的大氣層，必須用整流罩對飛船加以保護。整流罩是飛船的保護外衣，在上升段飛行時它防止高速流動的空氣產生的高溫高熱進入飛船，破壞儀器裝置的效能和傷害飛船中的航天員；在火箭出現故障時，它又可以帶著飛船在逃逸塔的動力作用下飛離危險區域。

整流罩還具有以下功能：

第一，減小跨音速飛行時脈動壓力產生的振動和火箭發動機傳來的噪聲對飛船的影響。

第二，透過對整流罩內調溫，可以保證飛船所需的溫度和溼度要求。

第三，具有良好的氣動外形，可以減小飛行中