【簡(jiǎn)介：】答：飛機(jī)什么是熱噴涂材料有：
1、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片：飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的修復(fù)，一般采用等離子噴涂技術(shù)在表面制備金屬涂層，涂層總厚度≥0.25mm，具有良好的抗熱沖擊性能，經(jīng)過多年的應(yīng)用，熱噴

答：飛機(jī)什么是熱噴涂材料有：

1、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片：飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的修復(fù)，一般采用等離子噴涂技術(shù)在表面制備金屬涂層，涂層總厚度≥0.25mm，具有良好的抗熱沖擊性能，經(jīng)過多年的應(yīng)用，熱噴涂加工技術(shù)下制備的金屬涂層，使用性能良好。

2、航空發(fā)動(dòng)機(jī)：航空發(fā)動(dòng)機(jī)都有比較完整的氣路密封系統(tǒng)，密封裝置的好壞直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、推力和銷路，因此，氣路密封是效率和性能使用的重要途徑之一，采用熱噴涂技工技術(shù)制備可磨耗密封涂層，能有效改善發(fā)動(dòng)機(jī)的使用性能，提高使用強(qiáng)度。

3、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的耐磨蝕涂層：航空發(fā)動(dòng)機(jī)零件的工作條件比較惡劣，容易受到高溫、高負(fù)荷、振動(dòng)、磨粒磨損、腐蝕等損害，這種損害是發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和使用壽命都受到一定程度的影響，天盟公司經(jīng)過試驗(yàn)，在基體表面噴涂一層0.25mm厚的碳化鎢涂層，能大大提高工件的使用強(qiáng)度，增強(qiáng)使用壽命。

4、飛機(jī)起落架等：在采用熱噴涂技術(shù)之前，一般采用鍍硬鉻技術(shù)，隨著熱噴涂加工及時(shí)的應(yīng)用以及環(huán)境保護(hù)的要求，目前多采用HVOF技術(shù)噴涂WC-Co涂層，這類涂層較鍍鉻來說，具有更高的結(jié)合強(qiáng)度，而且也增強(qiáng)了耐磨耐蝕性能，同時(shí)還有利于保護(hù)環(huán)境。

本科生科研指南(28):穿越黑障

當(dāng)飛行器返回大氣層時(shí)，因飛行器與大氣間的劇烈摩擦和周圍氣體的壓縮升溫，其表面的溫度將急劇升高（注一），并進(jìn)一步 導(dǎo)致飛行器材料和空氣的電離，產(chǎn)生等離子體 。

當(dāng)物質(zhì)處于等離子體狀態(tài)時(shí)，其物理性質(zhì)會(huì)發(fā)生很大的改變，與固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)均不同，并對(duì)電磁波產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸收和散射作用。

圖一展示了筆者采用高能量聚焦激光在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生的等離子體及其發(fā)光的照片（注二）。

因此，當(dāng)飛行器周圍被等離子所覆蓋之時(shí)， 飛行器與外部的通信因電磁波被等離子體強(qiáng)烈的削弱而受到嚴(yán)重的影響，從而產(chǎn)生通信不暢甚至中斷的現(xiàn)象，簡(jiǎn)稱為“黑障” 。另外，等離子體對(duì)于雷達(dá)信號(hào)也有很好的吸收作用。

因此，“黑障”是當(dāng)飛行器從外太空返回時(shí)進(jìn)入大氣層后的重要現(xiàn)象。

“黑障”在飛行器返回大氣層時(shí)廣泛存在。 圖二展示了典型的飛行器進(jìn)入大氣層后其下落高度（左側(cè)）和速度（右側(cè)）隨時(shí)間的變化曲線。

圖中黑色的區(qū)域便是“黑障”區(qū)。例如，神舟五號(hào)飛船的返回艙在進(jìn)入大氣層以后便發(fā)生了“黑障”現(xiàn)象。根據(jù)已發(fā)布的神舟五號(hào)執(zhí)行任務(wù)過程中的重要時(shí)間節(jié)點(diǎn)（注三），2003年10月16日6時(shí)04分， 神舟五號(hào)飛船進(jìn)入大氣層后因“黑障”而通信中斷 。

后續(xù)，隨著飛船的下落速度不斷降低，飛船周圍的等離子體也逐漸變薄。6時(shí)07分，搜救直升機(jī)收到返回艙的無線電信號(hào)并且目視到返回艙，說明飛船已經(jīng)穿越了“黑障”區(qū)域。類似地，神州七號(hào)載人飛船也在返回途中碰到過“黑障”區(qū)（注四）。

當(dāng)飛行器穿越“黑障”區(qū)時(shí)，因其所處的外部環(huán)境極其惡劣，存在著很強(qiáng)的事故隱患 。例如，1971年6月30日，前蘇聯(lián)聯(lián)盟11號(hào)宇宙飛船返回艙再入大氣層時(shí)，因壓力閥門密封性能在分離時(shí)被破壞，艙內(nèi)壓力急劇降低導(dǎo)致三名宇航員死亡，教訓(xùn)慘痛。值得注意的是，不僅飛行器進(jìn)入地球大氣層時(shí)會(huì)有“黑障”區(qū)，當(dāng)飛行器進(jìn)入含有大氣層的其他星球時(shí)也會(huì)有“黑障”區(qū)。

例如， 火星探測(cè)器“探路者號(hào)”、“好奇號(hào)”均在進(jìn)入火星大氣層后遇到過“黑障”現(xiàn)象 。

盡管“黑障”現(xiàn)象持續(xù)的時(shí)間只有幾分鐘，但其對(duì)飛行器的安全卻意義重大 。飛行器飛行過程中一般需要實(shí)時(shí)地將各類重要數(shù)據(jù)（包括沖擊、振動(dòng)、熱流、位置、速度等）返回地面控制中心，方便地面控制中心進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和飛行器的相應(yīng)調(diào)整。

而一旦進(jìn)入“黑障”區(qū)域，飛行器與地面控制中心間的通信聯(lián)系被切斷，地面人員無法實(shí)時(shí)地了解飛行器的實(shí)時(shí)狀況，也無法給出有效的操作指令。

然而，因高空大氣中的湍流等的存在， 上述失聯(lián)對(duì)于后續(xù)飛行器著陸時(shí)的位置精度等等均有很大的影響 。

如果著陸地點(diǎn)不佳（例如難以營救的偏遠(yuǎn)山區(qū)等等），不但極大地增加了后續(xù)地面搜救的難度，而且可能對(duì)飛行器的安全以及宇航員的生命造成一定的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)飛行器降落在地球上時(shí)很多事情還方便處理一些。然而，當(dāng)探測(cè)器在火星上遇到“黑障”時(shí)，失敗的風(fēng)險(xiǎn)將更高。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 人類已經(jīng)進(jìn)行的火星探測(cè)器著陸實(shí)驗(yàn)的成功率僅為37% （注五）。因此，飛行器穿越“黑障”區(qū)域的研究具有重要的意義。

當(dāng)飛行器穿越“黑障”區(qū)域時(shí)， 可以在以下幾個(gè)方面下功夫從而削弱“黑障”的影響 。

1、將通信用的天線安裝在等離子體最為薄弱的位置。

2、在飛行器表面適當(dāng)噴涂可以減少等離子體厚度的涂層。

3、優(yōu)化飛行器的形狀，從而減弱等離子體的厚度并優(yōu)化其分布。

另外，雷達(dá)對(duì)于保障載人航天返回艙的安全具有重要作用。

在神舟七號(hào)飛船進(jìn)入大氣層后的返航途中遇到“黑障”時(shí)，通過對(duì)雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)進(jìn)行一系列優(yōu)化，其在 11秒之內(nèi)便鎖定了返回艙 （注六），為后續(xù)的著陸和搜救提供了重要的位置數(shù)據(jù)。

從“黑障”相關(guān)的研發(fā)故事中，本科生可以體會(huì)以下幾點(diǎn)重要綜合素質(zhì)。

知識(shí)的相通性

從“黑障”形成的原理可知，只要存在大氣層，飛行器在著陸過程中便會(huì)遇到“黑障”區(qū)域。因此，無論是在地球上著陸還是在火星表面探測(cè)的過程中，都會(huì)有“黑障”的身影。

因大氣層是由星體的引力而產(chǎn)生的，月球等星體由于質(zhì)量較小，無法有效地吸附氣體分子，所以一般近似地認(rèn)為月球沒有大氣層。因此，在月球表面著陸時(shí)便不必考慮“黑障”現(xiàn)象。

系統(tǒng)思維

通常，一個(gè)重大工程的設(shè)計(jì)和實(shí)施涉及到非常多的環(huán)節(jié)和因素。這就需要科研工作者不但能夠提升個(gè)別局部產(chǎn)品的性能，而且要從系統(tǒng)的視角去審視最終產(chǎn)品的綜合性能指標(biāo)。

值得注意的是，前蘇聯(lián)聯(lián)盟11號(hào)宇宙飛船事故和多次的火星探測(cè)器著陸失敗已為我們敲響了警鐘。系統(tǒng)思維能力需要同學(xué)們?cè)诒究齐A段的學(xué)習(xí)中便要開始深刻領(lǐng)會(huì)。

知識(shí)間的關(guān)聯(lián)性

“黑障”現(xiàn)象并非孤立地存在，而是與“熱障”現(xiàn)象等有著極其密切的聯(lián)系。在開展飛行器熱防護(hù)的同時(shí)，實(shí)際上也要考慮“黑障”的影響。

例如，從飛行器表面涂層的設(shè)計(jì)而言，既要能夠有效地為飛行器提供熱保護(hù)，也需要能夠削弱等離子體的形成并抑制其厚度。因此，上述需求對(duì)材料的設(shè)計(jì)提出了更高、更為苛刻的要求。

注釋部分