古今詩詞詠江豚(續六十三)【清】張百熙《江豚行》:江豚吹風風怒號,江翻岸倒白浪高……張百熙(1847─1907),字蓋錚蛔饕鼻錚徘閉:銑□橙恕G逋問輳1874年)進士,改翰林院庶吉士。歷任山東鄉試副考官、山東學政、四川鄉試正考官、日講起居注官、國子監祭酒、江西鄉試正考官、廣東學政、內閣學士兼禮部侍郎、都察院左都禦史、工部尚書、吏部尚書、戶部尚書、郵傳部尚書等職。有《退思軒詩集》六卷。1902年,張百熙以吏部尚書兼任管學大臣,並主持京師大學堂,
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擬定京師大學堂、考選入學、高等學堂、中學堂、小學堂、蒙學堂等各級學堂共六個章程進呈,被清廷以《欽定學堂章程》之名頒布。張百熙為官三十餘年,擔任過許多重要官職,最為突出的是對近代教育的卓越貢獻。【清】李夢鬆《登小姑山》:削空拔江起,峰腳南可登。……江豚忽出沒,禿秋時翩䎖。……小姑山,即小孤山,位于安徽省宿鬆縣城東南六十公裡的長江中的獨立山峰。禿秋,即“禿j”,水鳥名,頭項無毛,狀如鶴而大,色蒼灰,好啖蛇。《詩·小雅·白華》“有j在梁”;毛傳:“j,禿j也。”䎖[z□ng],飛。本博《古今詩詞詠江豚(續五十八)》曾介紹李夢鬆《過江遇風》:十裡江面一舟過,
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江豚鼓浪白鰭大。…… 李夢鬆,號歉夫,有《歉夫文稿》,中有《送汪山人歸黃山序》:……曾與山人涉漢江,舟至中流,風雷大作,江豚觸舟下。山人立而長嘯,目放光與烈決相亂江豚闢,易舟得渡。同舟者壯之。本博主附言:清代漢江江豚分布資料一則。 清·孫原湘《渡江》:晴江如鏡秋如畫,如此秋江不嫌大。……中流大波忽如山,人立江豚望風拜。船頭一落如井底,倏又掀騰擲天外。……君不見十畝輕風小陂塘,穩渡時來覆舟戒。孫原湘(1760-1829),字子瀟,一字長真,晚號心青,自署姑射仙人侍者,昭文(今江蘇常熟)人。清嘉慶十年(1805年)進士。翰林院庶吉士,充武英殿協修。不久得疾返裡不出,先後主持玉山、毓文、紫琅、婁東、遊文等書院講席。有《天真閣集》。 江豚拜風──江豚性喜隨波浪前行,出沒于江面,形似拜揖。“人立”,有時江豚身體垂直于水面。“人立江豚望風拜”,似可為此圖作題。2020年5月3日,湖北宜昌葛洲壩到至喜長江大橋之間的長江水面上,有江豚在江水中追逐、嬉戲,成為一道美麗的風景。圖源見水印。向古代詠江豚詩詞作者致敬!向江豚圖片拍攝者致謝!5月6日,
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正當我們為長五B舉國歡慶之時,中國載人航天突然宣布這樣一項異常: 圖片來源:中國載人航天官網長征五號B運載火箭搭載進行首次試驗驗證的柔性充氣式貨物返回艙試驗艙,6日在返回過程中出現異常,專家正在對相關數據進行分析。那所謂的“柔性充氣式返回試驗艙”是什麼呢?簡單來說,就是“胖五”搭載了兩個試驗船升空,一個載人,一個拉貨,那個拉貨的出了問題,
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但是載人飛船已經在5月8日回收,獲得圓滿成功。從對外宣傳的名稱上看,“柔性充氣式返回試驗艙”其實有些歧義,會讓大家以為這個試驗的重點在貨運艙上,如果你沒看過官方的模擬動畫,有可能會跟前幾年畢格羅搞的那個充氣式太空艙搞混淆。 畢格羅的BEAM充氣式太空艙于2016年與國際空間站對接圖片來源:《到太空去開旅館──地產大亨畢格羅與他的充氣太空艙》 畢格羅太空艙充氣圖片來源:《到太空去開旅館──地產大亨畢格羅與他的充氣太空艙》 實際上本次的充氣式貨運返回艙與畢格羅的充氣式太空艙毫無關系,本次貨運飛船試驗的關鍵技術是充氣式再入與下降技術,簡單說是說貨運飛船採用的是充氣減速技術再入地球大氣層,充氣結構除了大幅度增加貨運飛船的截面積,從而增大氣動阻力,起到減速作用外,還對貨運飛船起到熱防護作用。圖片來源:CCTV4視頻截屏根據之前公布的模擬動畫,貨運飛船著陸時並沒有使用降落傘,所以充氣結構還起到了減緩著陸衝擊的作用,如果試驗成功,可以說一石三鳥。 非常遺憾的是貨運飛船的充氣結構在再入地球大氣層階段出現問題。其實這項技術並不簡單,因為早在2018年,spaceX公司老板馬斯克就發了一條神秘的twitter,引發了網友無限猜想。圖片來源:twitter他說SpaceX將嘗試使用一個巨大的派對氣球把火箭的上面級從軌道速度下回收回來。 美國馬裡蘭大學工程學院的學生奎因‧庫佩克(Quinn Kupec)在馬斯克推特中評論道:“如果你說的和我想的一樣,這是一個超低彈道再入系數減速器的話,你應該來馬裡蘭大學看看。我們一直在做這方面的研究,剛剛結束了一些測試。”圖片來源:twitter庫佩克在twitter上貼出的圖片,這條留言得到了馬斯克的親自回復,對他的想法表示肯定。這裡需要解釋一下彈道系數的概念。彈道系數:用來衡量航天器在飛行過程中克服空氣阻力的能力的數值。彈道系數較高,意味著重返大氣層的航天器減速較慢,到達地面時速度依然較快。能得到馬斯克的親自回復,說明庫佩克同學的說法沒錯,馬斯克應該就是想用這種充氣式低彈道系數再入技術來回收火箭上面級,跟這次長五B發射的貨運試驗船使用的技術應該是一回事。現在兩年過去了,馬斯克也沒有實現他的諾言,看來這項技術並不容易。這項技術是國內首次進行在軌試驗,新技術的探索之路總是充滿荊棘,出現問題可以理解,但為什麼要研究這項技術呢?我們要先從航天器的再入說起。航天器再入航天器再入就是指從在軌飛行的無氣動阻力狀態,降低軌道高度,直到進入到大氣層中。地球是一顆有比較厚的大氣層的行星。大氣層的正常厚度在150到200公裡高度之間,而越往下氣體越稠密。稠密大氣層會給圍繞行星低軌道飛行的航天器自然減速;而且最麻煩是再入時會因摩擦產生高溫。航天器再入大氣時,其飛行速度由7.8千米/秒降到幾十米每秒,飛行高度由400千米降到數千米,巨大的動能和重力勢能幾乎全部要靠熱能來耗散。由此產生的熱量是驚人的。飛船、小型空天飛行器再入的最高溫度在1500℃以上,有時溫度甚至高達1865℃、航天飛機再入時的最高溫度達1650℃。天宮一號退役後再入大氣燒毀的照片圖片來源:《剛剛,天宮一號再入大氣層燒毀》要對付這層障礙,目前的辦法是給航天器外層加燒蝕材料,中層加隔熱材料,
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內層加防熱大底。在再入的過程中逐步靠與上層大氣摩擦減速。接近地球表面或者火星表面時,再用降落傘減速,接近地面時再用火箭反推減速或用充氣囊緩衝。 神舟十一號返回艙表面黑乎乎的燒蝕痕蹟就是再入大氣是摩擦發熱的結果圖片來源:《小火箭聊導彈飛船與高超聲速飛行器的熱防護》 所以載人飛船的再入防護及減速配置一般需要:防熱大底,隔熱層,外層燒蝕材料,
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減速傘,反推火箭或者緩衝氣囊等。如果有一個方案能夠將這一套配置的功能集成于一體,將節省下來的寶貴重量和空間留給有效載荷,甚至能夠降低成本,是不是值得我們去嘗試一下? IRDT (inflatable re-entry and descent technology)技術,即充氣式再入及下降技術提供了這樣一種可能。IRDT技術IRDT技術的方案是使用充氣結構展開折疊的大型防熱盾,使得阻力更大彈道系數更低、更好的推開前方熾熱的空氣層,從而減速更快、受到的氣動加熱更低、返回地面更經濟安全。還有發射儲存體積小重量輕、比降落傘堅固的多,因此能在降落傘無法承受會被扯爛的高度和速度下安全展開使用等優點。典型的IRDT外形(上圖為2000年俄羅斯福蓋特號火箭上面級使用IRDT技術回收,因遭遇暴風雪丟失,圖片來源:space.skyrocket.de)IRDT基本構造是最外層塗著包括有機硅、酚醛樹脂等燒蝕升華材料,然後是耐熱纖維、碳纖維、玻璃纖維、可能有凱夫拉和諾梅克斯纖維織物、多層隔熱材料包括鍍鋁聚□亞胺膜、硅酸鋁或者碳化硅氣凝膠隔熱層等等材料多層疊加復合組成的充氣柔性結構,內部充氮氣。隨著航天事業和深空探測任務的不斷發展,再入返回運載工具受到運載火箭整流罩的大小限制越來越明顯。針對降低返回系統重量以增加有效載荷的日益需求,IRDT成為國際上研究的熱點。它具有易折疊包裝、重量輕、展開阻力面積大,
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再入時彈道系數低和產生的氣動熱量小等明顯優點,為深空探測以及有效載荷的回收提供了一種新的技術途徑。航天科技集團508所測試的返回器充氣前狀態圖片來源:《我國回收著陸技術重大突破!新一代載人飛船這樣回家》 上世紀末,
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歐美國家已開展了此項技術的研究。美國針對火星大氣的再入任務,啟動了HAID項目和LDSD項目,前者進行了亞軌道的飛行試驗,後者開展了高空氣球的空投試驗。日本艙薄膜減速器(Membrane Aeroshell for Atmospheric-entry Capsule,MAAC)項目組已經開展了高空氣球投放試驗和亞軌道飛行測試,俄羅斯的火星96探測器原計劃採用IRDT技術再入火星大氣撞擊火星進行探測,但因為探測器發射失敗未能實施, 2000年、2002年和2005年,俄羅斯在歐洲航天局(european space agency,ESA)等機構的合作參與下,進行了三次IRDT的飛行試驗。三次飛行試驗均未完全成功,但在軌成功地實施了充氣展開,積累了大量的數據和經驗。 俄羅斯充氣再入與降落模塊的收攏和展開外形示意圖圖片來源:《國外典型充氣式再入減速器項目》 從國外IRDT技術的發展來看,同樣也是充滿了曲折,目前為止尚未有成功從軌道飛行速度再入地球大氣或者火星大氣的先例,多是進行了原理驗證或亞軌道試驗。小結:IRDT技術作為一種新型減速技術,它與傳統返回飛行器相比較,具有回收器體積小、阻力面大、彈道系數低、氣動熱量小和適應低密度大氣等特點,因此受到航天界的高度關注,雖然尚未有真正意義上的從軌道速度再入地球大氣或火星大氣的成功先例,但並不能否定這項技術的價值,隨著航天技術的不斷發展,相信充氣式再入返回技術成功應用的那一天不會太遙遠。 參考文獻:1、航空知識,
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“胖五”發射的柔性返回試驗艙異常錛對我國航天有何影響?2、楊宇光,漫談 | 航天器如何再入大氣層?3、空天大視野,國外典型充氣式再入減速器項目4、深圳市綠航星際太空科技研究院,到太空去開旅館──地產大亨 畢格羅與他的充氣太空艙5、邢強,
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小火箭聊導彈飛船與高超聲速飛行器的熱防護6、黃宛寧,《流浪地球》中的逃生氣囊球和馬斯克有什麼關系?7、浮空君,用大氣球回收火箭上面級,馬斯克也許沒開玩笑8、ncc21382,長征五號B運載火箭的柔性充氣式貨物返回艙試驗艙是什麼? 作者:中科院空天信息創新研究院黃宛寧,