話說(shuō)火箭沖入太空,離不開(kāi)大量的燃料。但攜帶大量燃料會(huì)讓航天器的負(fù)重過(guò)大,致使航天器升空的能量與質(zhì)量比居高不下。世界各大航天國(guó)家不得不為此付出巨額的航空預(yù)算,既不經(jīng)濟(jì)又消耗大量能源,而且存在重大安全隱患。所以,全世界航天科學(xué)家一直都在極力探尋一種既能夠節(jié)省巨額航空預(yù)算,又具有出色能量質(zhì)量比的解決方案。在新技術(shù)的研發(fā)與探索方面,FLIR紅外熱像儀在其間起到了至關(guān)重要的作用。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)研發(fā)與探索,低溫技術(shù)憑借著出色的能量與質(zhì)量比,被認(rèn)為可能是最經(jīng)濟(jì)有效的解決方案之一。因?yàn)椋梢栽跇O端低溫下,以較小的燃料箱大量?jī)?chǔ)存低溫燃料。但是,德國(guó)研發(fā)機(jī)構(gòu)ZARM經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),雖然低溫技術(shù)可以減少航天器的負(fù)重,降低航空預(yù)算,可低溫燃料的易揮發(fā)特性和深空重力的消失,會(huì)導(dǎo)致使用低溫液體燃料進(jìn)行軌道推進(jìn)變得十分困難。主要是因?yàn)樵谑е貭顟B(tài)下,氣態(tài)低溫燃料可能會(huì)進(jìn)入燃料出口,造成航天元器件嚴(yán)重受損,甚至讓航天器發(fā)動(dòng)機(jī)完全停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這一問(wèn)題在地球環(huán)境下完全不存在,因?yàn)榈厍蛞梢宰柚箽怏w進(jìn)行燃料出口。這一問(wèn)題的發(fā)現(xiàn),給航天器設(shè)計(jì)師們提出了極大的挑戰(zhàn)。如果不能設(shè)計(jì)出符合低溫技術(shù)特性的完美燃料箱,就意味著低溫技術(shù)將無(wú)法被應(yīng)用在航天器上。
ZARM研究人員經(jīng)過(guò)不懈的努力,通過(guò)使用FLIR紅外熱像儀,為這個(gè)問(wèn)題找到了最為理想的解決辦法。他們利用FLIR紅外熱像儀發(fā)現(xiàn)低溫燃料具有毛細(xì)反應(yīng),它的特點(diǎn)是具有芯吸性。只要把燃料箱設(shè)計(jì)成多孔供給的方式,可以有效避免氣態(tài)低溫燃料出口的問(wèn)題。
實(shí)驗(yàn)室中,利用FLIR紅外熱像儀,ZARM研究人員可以精確地確定燃料在多孔介質(zhì)上流淌的距離,由于低溫燃料和室溫存在溫差,流入孔道的低溫燃料能夠影響孔道的溫度,所以,FLIR熱像儀可以針對(duì)孔道呈現(xiàn)出清晰的熱圖像。
實(shí)驗(yàn)過(guò)后,ZARM的研究助理說(shuō)道:“之前人們不了解低溫燃料是否會(huì)具有芯吸現(xiàn)象,以及蒸發(fā)是如何影響該現(xiàn)象的,直到我們利用FLIR紅外熱像儀做了實(shí)驗(yàn),并用紅外熱像儀記錄了這些測(cè)試過(guò)程和結(jié)果,才了解了這一現(xiàn)象。我們現(xiàn)在已經(jīng)知道毛細(xì)作用會(huì)導(dǎo)致低溫燃料流入預(yù)設(shè)的多孔道內(nèi)。這不僅可以防止局部干燥,還可以確保發(fā)動(dòng)機(jī)不限次數(shù)的無(wú)氣重啟,而且無(wú)需輔助推進(jìn)系統(tǒng)的幫助。”