单纯讨论一下某up对与再入烧蚀的见解

这篇文章基本可以看作上一篇的续集，这位up主对于阿波罗登月提出了一些见解，并得到了一些结论。但我认为这些见解存在不合理之处，所以写上几篇文章加以讨论。其实，很多人试图通过“硬核”的数学物理知识来反驳一些观点，这是未必恰当的，现实生活中的物理规律及其复杂，比如上篇文章中提到的轨道问题，已经被证明不可解（只有近似解），更不用说依靠高中甚至初中的知识去简单解释。而且小的误差也可能导致最终巨大的谬误（参考由汞蒸气压强计算汞的沸点），所以，当自己的计算与实际不符的时候，其实更可能出问题的，恰恰是“硬核”的计算。https://www.bilibili.com/video/BV1cY4y1V712

免责声明

1、本人水平低下，而且受限于时间因素，没有进行精确计算，也不作为实际再入的参考，如果有人试图按本文中提到的内容再入大气，后果自负（（

2、本人完全不知道中国和美国是怎么选择的烧蚀材料，文章只是进行分析。

我们来看这位up主提出的见解和计算，他讲到，飞船的动能和势能很大，隔热大底的升华热很小，美国也没有使用升力式再入技术（这是真的），故阿波罗计划是假的。

当然，受限于当时的计算机技术水平，阿波罗计划的确没有使用升力式再入，选择的是一种半弹道式的再入方法，这使得它需要更多的烧蚀物质。这是阿波罗计划比较落后的一点，现在我国“嫦娥5号”探测器采用“打水漂”的再入方法，其实也正是科技进步，尤其是信息科技进步的表现。

可是，再入所需要的烧蚀材料，远没有想象中的那么多。

视频中简单把烧蚀时受到的能量同飞船的机械能划等号，首先就是有问题的，我们知道再入发热主要靠的是空气摩擦发热，这种加热效率是很低的（可以参考高中有的气垫导轨，几百瓦的气泵最后只能托起一个小滑块），大量的能量变成了空气的动能，内能以及辐射。根据中国空间技术研究院总体部发布的数据来看，神舟飞船再入的热流密度峰值在200-250kcal/m^2s，1995年12月7日，伽利略号探测器以每小时17万千米的速度进入木星大气层（是月球返回的四倍），在那里，热流密度达到每平方厘米43千瓦，因此该探测器三分之二的重量是防热盾的重量，其防热盾在进入木星大气的过程中大部分被蒸发。

材料烧蚀防热的机理，当然也绝非仅仅只有升华，实际上，材料烧蚀的机理，由三者决定：

1、材料本身的高温热解，升华

2、碳化产生的热辐射

我国采用的烧蚀材料主要由硅氧烷组成，高温下，硅氧烷发生热解，生成碳，氢气，水，氧化硅等物质，碳层很黑（字面含义），能很好的热辐射

3、质量引射效应

最关键的效应（但此up完全没有提及），防热层材料升华后，生成的气态物质，能干扰作用在飞船上的激波，从而达到隔热的效果，这个因素占防热材料能防热的很大一部分。

由此可见，防热盾防热，不是简单的升华，而是一系列复杂的机理，从直觉上当然也是这样，如果防热盾仅靠的是升华热，那么应该采用难升华，升华热高的物质，但实际上采用的是易升华，升华热低的物质（关于up在视频中提到的1*10^6的升华热，不是高，而是低了，甚至比水还低）。

up还提到，加厚隔热盾并不能满足再入需求，这里当然要提到烧蚀剂的消耗速率了，烧蚀剂消耗速率可由Arrhenius（阿伦尼乌斯）公式推出

由这个公式可以看到，烧蚀剂消耗的速率和温度并不是线性的关系，而是和1/T呈e指数衰减的关系，而且，如果烧蚀剂碳层很厚，烧蚀剂的消耗速率就会大大减小。

现实是这样的吗？

我们看，阿波罗号飞船采用的是环氧改性酚醛，文献说明，这种酚醛产生的碳化层更厚，高温下热辐射效果更好，而这和我们的推断是一致的。从这里也说明，不同的工况下，决定烧蚀材料效率的主要因素也不相同。

所以说，阿波罗计划再入，是完全可行的，只是其工程设计比较低效罢了，我国的再入更高效，是采用了更先进的技术，而不是阿波罗计划造假导致的。

附录：”神舟“飞船烧蚀材料结构计算公式，引自《神舟飞船烧蚀分析》邢连群

我懒得算了，欢迎大佬来计算（doge）