發射火箭進入太空是一項昂貴的努力,但火箭故障可能導致發射失敗甚至是昂貴且可能致命的事故。
火箭在太空任務中的關鍵作用
去年12月,俄羅斯的進度MS-04太空貨物在前往國際空間站的途中墜毀。隨後,調查揭示了質子M火箭彈的問題,促使俄羅斯當局將質子太空火箭固定了三個半月。
火箭可以製定或打破太空任務。為了提高火箭的性能,美國宇航局已轉向壓力敏感的油漆。
不穩定壓力敏感的油漆
NASA航空航天研究人員在最先進的空氣動力學測試中使用了名為Unsteady PSP(壓敏塗料)的高科技油漆來測量影響飛機和航天器的波動壓力。
NASA解釋說,飛機和航天器應均應設計以承受稱為自助力的動態力。否則,就有被動搖成碎片的風險。
在存在高壓氣流的情況下會產生明亮的深紅色PSP,使研究人員可以精確測量這些波動的力量。
壓力敏感的油漆如何工作
油漆通過與氧氣反應產生光線作用。壓力的差異會導致與彩繪表面相互作用的氧氣量變化,從而導致發出的光強度變化。
油漆的變化使研究人員能夠在加速火箭上可視化不斷變化的力在火箭上的位置。不同的壓力被視為顏色。紅色意味著高於平均壓力,而藍色表示低於平均壓力。
“它到處都是微小的毛孔,使模型流過的空氣與塗料的更大表面積接觸。這使氧氣可以在塗料上更快地反應,從而在影響飛機過程中影響平面和火箭的波動壓力上更準確地數據,” NASA“ NASA”解釋了在聲明中。
用於太空發射系統火箭模型的模擬飛行
在模型的模擬飛行中太空發射系統(SLS)火箭在NASA的AMES研究中心的風洞中,相機記錄了研究人員合併以了解模型車輛上任何地方的壓力。
SLS是世界上最強大的火箭,可以將NASA的獵戶座航天器運送到小行星和火星行星。確保火箭的工作正常,有效地工作將是接近成功的載人任務的一步。
該技術使研究人員能夠足夠快地捕獲測量值,以趕上整個模型車輛表面上快速變化的壓力負載。數據提供了第一步,以更好地了解車輛的結構將如何在飛行中響應自助餐,並通過設計最大程度地減少影響。油漆以薄層噴塗,也可以加快SLS測試的成本加快和降低成本。
“我們從該測試中學到了這種方法是您需要學習自助餐的方法,”說吉姆·羅斯(Jim Ross)是AMES實驗性航空物理分支的航空航天工程師。 “我們對不穩定的流程不了解,這種油漆可以幫助我們弄清楚。”