http://news.sina.com.cn/w/2003-02-03/1306897032.shtml
哥伦比亚号失事原因
主持人:首先请宋宜昌先生谈谈这次航天飞机失事的原因,您对此事怎么看待的?
宋宜昌:美国一共前后生产了5架航天飞机,最早生产了2架就是哥伦比亚和挑战者,航天飞机它也像普通的飞机一样,它的起飞和着陆都是它最危险的时候,普通的飞机事故率60%以上都是在起飞和着陆,航天飞机的事故率大概也是这个比例,起飞和着陆是最危险的,但是实际上着陆比起飞更危险,因为它重返大气层的时候有个再入角的问题,如果选不好,航天飞机受热部分就不能保证有足够的保护,这样高温很可能侵蚀到它的机构,所以它的再入角和姿态是非常重要的。
第二个就是防热瓦,第三是它本身的结构,由于航天飞机起飞的时候它的过载比较小,小于3个G,所以它对结构的冲击不是很大,前两个原因出事故的原因可能性比较大。航天飞机姿态有4套平行的惯性平台,专业上叫多余度系统,多余度就是如果一套系统出了问题其他的系统可以保证它继续正常工作,而且就是在重返大气层关键的时候,一般来说无论是飞机的自动的程序,计算机的自动程序还是地面控制,就是高度关注状态,可是防热瓦不一样,防热瓦它的姿态控制系统出毛病的可能性概率特别低。所以防热瓦就非常关键。
宋宜昌:防热瓦非常关键,美国航天飞机一共有8种防热瓦,是哪8种,第一种叫低温重复使用表面绝热材料LRSI。第二种是高温重复使用表面绝热材料,HRSI。第三种是柔性重复使用表面绝热材料,FRSI,第四种叫高级柔性重复使用表面绝热材料,AFRI;第五种叫高温耐熔纤维复合材料,FRIC―HRSI;第六种叫增强碳/碳材料,RCC;第七种金属,第八种二氧化硅织物。这八种每一种的材料是不一样的,第一种它主要的结构叫碱性聚芳酰胺,这个主要是用在航天飞机的顶部,它的耐绝热的温度能耐394度温度,这块的温度在航天飞机重返大气层的温度是最低。
第二种它的成分主要是二氧化硅,四硅化合物,硼-硅酸盐,它的主要是装在航天飞机的鼻锥周围,主体落架舱周围,鼻锥罩界面,机翼前缘,外储箱输送管路舱门,垂直尾翼前缘。它可以耐648摄氏度到1260摄氏度。第五种高温耐熔纤维复合材料,是用铝硼硅酸盐和纯二氧化硅纤维织成的复合纤维。
第六种是最重要的,它可以耐航天飞机重返大气层所经受的最高温度。它是把石墨和一种数值先把它们织成一种纺织品,然后在高度和真空底下不断加热,最后它可以耐1700摄氏度高温。航天飞机什么地方最热呢?它主要是说它的鼻锥,还有机翼前缘,机翼前缘一共有44块RCC板,每个机翼是22块,鼻锥部分只有1块。
主持人:大家不要着急有关军事问题稍后回答。有网友问是不是鼻锥部分的防热瓦脱落了?
宋宜昌:因为鼻锥部分是一个整体的,只有一块,不可能脱落。
主持人:有网友问为什么整个机身不用整块的防热材料包起来?
宋宜昌:因为绝热材料大部分是非金属的物质,航天飞机的机身是金属,这两种材料的热膨胀系数是不一样的,如果一采用整体的由于在高温下的膨胀系数不一样,就会变成整体脱落,所以就需要把它切成一块一块,每块中间留个热膨胀缝,有点像铁轨留的缝和水泥公路面留的缝一样。它的填料是陶瓷氧化铝.三氧化二硼和二氧化硅纤维织物。
主持人:有网友问过去也掉过防热瓦为什么没有影响航天飞机的飞行和着陆?
宋宜昌:防热瓦通常在航天飞机的下部,它有4层,即使掉一两片也影响不是很大,因为航天飞机的下降进入大气层到着陆时间很短,所以掉一两片还来不及破坏整体结构。但是如果大面积的脱落,或者出现一种长裂缝,那就非常危险了。