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4　飞船返回舱为什么设计成钟形

早期载人飞船返回舱的形状并不是钟形的，苏联〃东方号〃系列飞船的返回舱都是球形的。但是经过飞行试验，科学家们发现，球形的返回舱气动效果很不理想。它在大气层中飞行时几乎不产生任何升力，相比之下，钟形返回舱可以利用外形上的气动效果，来更精确地控制返回舱的运行轨迹。另外，球形返回舱不容易获得稳定的返回姿态，很难采用安装缓冲发动机的方式来减缓返回舱落地时产生的冲力。这也是〃东方号〃飞船采用相对复杂和高风险的弹射方式，进行人、舱分别伞降的一个主要原因。

5　飞船为什么能抗高温

飞船返回地球大气层的时候，基本没有机动性，完全是一种自由落体运动，这样的速度是极快的。虽然采用降落伞，可以使飞船减速，避免它与大气层的剧烈摩擦，但是在飞船表面仍然会产生极高的温度，大多数情况下都会高到1　700多摄氏度，有时甚至达到3　000多摄氏度。为了保障飞船返回舱里面的航天员和珍贵实验仪器设备的安全，抵御返回大气层时所产生的高温，顺利地返回地面，飞船返回舱需要有超强的隔热能力，即必须给飞船返回舱穿上一件〃避火衣〃。

飞船作为载人航天器，是一次性的，它使用一次后基本就不能使用了，比如我国的〃神舟〃飞船和俄罗斯的〃联盟号〃飞船都是一次性的。

既然是一次性使用，对于〃避火衣〃的要求相对就可以低一些。这种〃避火衣〃是一种瞬间耐高温材料，它的作用时间只有十几分钟，刚好满足飞船返回舱返回地球的要求。

这种〃避火衣〃的材料是一种特殊纤维材料，或者是多孔颗粒物再加上有机物，它们具有良好的导热功能。

当飞船返回舱重返大气层的时候，剧烈的高温将会使这层隔热材料发生奇妙的变化，它们首先会燃烧起来，变成气体，这样就吸收了大量的热量；变成气体之后它们还会蒸发掉，蒸发的过程又带走了一些热量。

另一方面，这些隔热材料在燃烧完毕之后，剩下的是碳化层，它们往往有很多的孔洞，这些孔洞也有一个好处……加大了飞船返回舱的表面积，这种表面积的增大让返回舱有更多的面积与大气层接触，有利于传导热量。

〃避火衣〃完全燃烧之后就只剩这些孔洞，着陆后，返回舱表面烧黑的痕迹说明〃避火衣〃牺牲了自己，换来了返回舱的安全。尽管飞船的内部设施良好，但是为了安全起见，飞船完成这次使命之后就不再使用了。

载人航天技术的发展，在很大程度上依赖于〃避火衣〃的研制。一般来说，未来载人航天器的〃避火衣〃将会逐渐减轻自身的体重，每减少1千克，就可以使运载火箭的推力减少500千克，如果现代的〃避火衣〃能够减少重量的15％，那么可以使航天器的上升高度提高10％。这也给材料科学家们提出了一个难题。目前，科学家们正在想办法克服困难，希望在新材料的研制中有所突破，为载人航天器制作出更加轻便、更加耐热的〃避火衣〃。

6　飞船为什么需要整流罩

运载火箭将飞船送入预定轨道前要经过稠密的大气层，必须用整流罩对飞船加以保护。整流罩是飞船的保护外衣，在上升段飞行时它防止高速流动的空气产生的高温高热进入飞船，破坏仪器设备的性能和伤害飞船中的航天员；在火箭出现故障时，它又可以带着飞船在逃逸塔的动力作用下飞离危险区域。

整流罩还具有以下功能：

第一，减小跨音速飞行时脉动压力产生的振动和火箭发动机传来的噪声对飞船的影响。

第二，通过对整流罩内调温，可以保证飞船所需的温度和湿度要求。

第三，具有良好的气动外形，可以减小飞行中