【簡介：】答：飛機什么是熱噴涂材料有：
1、飛機發(fā)動機葉片：飛機發(fā)動機葉片的修復(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：飛機什么是熱噴涂材料有：

1、飛機發(fā)動機葉片：飛機發(fā)動機葉片的修復(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)動機：航空發(fā)動機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)動機的功率、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)動機的使用性能，提高使用強度。

3、航空發(fā)動機的耐磨蝕涂層：航空發(fā)動機零件的工作條件比較惡劣，容易受到高溫、高負荷、振動、磨粒磨損、腐蝕等損害，這種損害是發(fā)動機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，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度，增強使用壽命。

4、飛機起落架等：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的應(yīng)用以及環(huán)境保護的要求，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)合強度，而且也增強了耐磨耐蝕性能，同時還有利于保護環(huán)境。

本科生科研指南(28):穿越黑障

當飛行器返回大氣層時，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），并進一步 導(dǎo)致飛行器材料和空氣的電離，產(chǎn)生等離子體 。

當物質(zhì)處于等離子體狀態(tài)時，其物理性質(zhì)會發(fā)生很大的改變，與固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)均不同，并對電磁波產(chǎn)生強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驗室中產(chǎn)生的等離子體及其發(fā)光的照片（注二）。

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

因此，“黑障”是當飛行器從外太空返回時進入大氣層后的重要現(xiàn)象。

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

圖中黑色的區(qū)域便是“黑障”區(qū)。例如，神舟五號飛船的返回艙在進入大氣層以后便發(fā)生了“黑障”現(xiàn)象。根據(jù)已發(fā)布的神舟五號執(zhí)行任務(wù)過程中的重要時間節(jié)點（注三），2003年10月16日6時04分， 神舟五號飛船進入大氣層后因“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07分，搜救直升機收到返回艙的無線電信號并且目視到返回艙，說明飛船已經(jīng)穿越了“黑障”區(qū)域。類似地，神州七號載人飛船也在返回途中碰到過“黑障”區(qū)（注四）。

當飛行器穿越“黑障”區(qū)時，因其所處的外部環(huán)境極其惡劣，存在著很強的事故隱患 。例如，1971年6月30日，前蘇聯(lián)聯(lián)盟11號宇宙飛船返回艙再入大氣層時，因壓力閥門密封性能在分離時被破壞，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，不僅飛行器進入地球大氣層時會有“黑障”區(qū)，當飛行器進入含有大氣層的其他星球時也會有“黑障”區(qū)。

例如， 火星探測器“探路者號”、“好奇號”均在進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)的時間只有幾分鐘，但其對飛行器的安全卻意義重大 。飛行器飛行過程中一般需要實時地將各類重要數(shù)據(jù)（包括沖擊、振動、熱流、位置、速度等）返回地面控制中心，方便地面控制中心進行數(shù)據(jù)分析和飛行器的相應(yīng)調(diào)整。

而一旦進入“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，地面人員無法實時地了解飛行器的實時狀況，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)對于后續(xù)飛行器著陸時的位置精度等等均有很大的影響 。

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

當飛行器降落在地球上時很多事情還方便處理一些。然而，當探測器在火星上遇到“黑障”時，失敗的風(fēng)險將更高。據(jù)統(tǒng)計， 人類已經(jīng)進行的火星探測器著陸實驗的成功率僅為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。

當飛行器穿越“黑障”區(qū)域時， 可以在以下幾個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，雷達對于保障載人航天返回艙的安全具有重要作用。

在神舟七號飛船進入大氣層后的返航途中遇到“黑障”時，通過對雷達跟蹤系統(tǒng)進行一系列優(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，本科生可以體會以下幾點重要綜合素質(zhì)。

知識的相通性

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的過程中，都會有“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，所以一般近似地認為月球沒有大氣層。因此，在月球表面著陸時便不必考慮“黑障”現(xiàn)象。

系統(tǒng)思維

通常，一個重大工程的設(shè)計和實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。

值得注意的是，前蘇聯(lián)聯(lián)盟11號宇宙飛船事故和多次的火星探測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)們在本科階段的學(xué)習(xí)中便要開始深刻領(lǐng)會。

知識間的關(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的同時，實際上也要考慮“黑障”的影響。

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

注釋部分