菲力爾涉獵航天事業(yè)
火箭進(jìn)入太空，離不開大量的燃料。但是攜帶大量燃料會(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)，又消耗地球上大量的能源，且存在重大安全隱患。所以，全世界航天方面的科學(xué)家都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，F(xiàn)LIR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)?，它可以在極端低溫下，以較小的燃料箱大量?jī)?chǔ)存低溫燃料。
但德國(guó)的研發(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)椋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，那就意味著低溫技術(shù)將無(wú)法被應(yīng)用在航天器上。
ZARM的研究人員經(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研究人員可以精確的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，F(xiàn)LIR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，才使人們了解了這一現(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。”
FLIR熱成像儀在航天領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，不僅幫助ZARM發(fā)現(xiàn)了低溫燃料的毛細(xì)現(xiàn)象，讓航天器設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出了重量既輕，又經(jīng)濟(jì)的低溫燃料箱。還在航天評(píng)估層流設(shè)計(jì)、航天器無(wú)損檢測(cè)等方面發(fā)揮著重要的作用。