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神舟号飞船的观察窗是怎样防热与密封的?
2020-03-29 10:56:34  出处:科普中国  作者:王超 编辑:小淳   点击可以复制本篇文章的标题和链接

众所周知,绝大部分材料只能在常温或不太高的温度下才能维持优良的密封性能,而飞船却要求返回舱舷窗(观察窗)同时实现防热与密封。飞船研制者们采用多层窗玻璃形式,并结合合理的结构设计,解决了高温密封难题。

下图为飞船返回舱舷窗结构示意图。窗口采用三层玻璃:最外层是高温防热玻璃,这层玻璃无密封要求,专门用以防热;内两层则采用钢化玻璃,同时承压和密封。

神舟号飞船的观察窗是怎样防热与密封的?
飞船返回舱舷窗结构示意图

这种结构形式特点如下:

1)防热玻璃与密封玻璃分开,避开了高温密封的难点;

2)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;

3)单层玻璃的承压能力按飞船舱内正常大气压设计,双层玻璃保证了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,这就提高了密封的可靠性。

以上设计方案需经过结构的细节设计,才能获得预期效果:防热玻璃和周围防热材料要通过各种烧蚀试验筛选出来;各部分的温度则要用复杂结构温度场的分析程序进行计算,才能确定三层玻璃、密封件和其他部件的工作温度和尺寸。

神舟号飞船的观察窗是怎样防热与密封的?

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