火的主要用途是什么,火有什么好的用处

首页 > 健康 > 作者:YD1662022-11-24 07:33:04

大家想过没有,如果空间站里着火会怎么样?空间站里着火能用水来灭火吗?空间站里着火会有黑烟吗?梦天实验舱真的不怕着火吗?科学家为什么要在空间站里面玩火呢?我是东城观星,再跟大家聊聊空间站的话题。

火的主要用途是什么,火有什么好的用处(1)

一、比较严重的航天火灾事故

空间站里面会着火吗?当然会,在人类航天史上,不仅是空间站,飞船、航天飞机都发生过着火事件。航天活动中的火灾,跟生活中的火灾一样都是很危险的,甚至伴随着血与泪。1961年,一名苏联航天员在高压氧舱中训练,因为一个酒精棉球着火而引发了火灾,航天员因此而殉职,他也是人类历史上最早的一批航天员之一,跟加加林是同一批,所不同的是加加林一个月后成功进入太空,成为第一名进入太空的人类航天员,而邦达连科则成为人类历史上第一位殉职于航天事业的航天员。

1967年,美国的三名航天员在阿波罗飞船里被烧死,这艘飞船也没有进入太空,只是在地面测试中发生了火灾。这两起火灾虽然都是在地面发生的,但为后面的航天活动敲响了警钟,太空火灾一直都是载人航天工程中非常关注的重大事件。同时这两起火灾也为后面的载人航天活动减少了隐患。因为早期的飞船内部都是使用纯度很高的氧气,一旦发生火灾燃烧都会非常剧烈,在地面都不足以及时扑灭,一旦进入太空,其危险程度可想而知。学过化学的朋友都知道,就连铁丝都可以在纯氧气中燃烧,只要氧气充足,整个飞船被烧完都很正常。考虑到这种危险性,后面的飞船和空间站内都不再使用纯氧气,而是用跟大气层差不多氧气比例的气体。

比较严重的着火事件还有航天飞机的事故,虽然两起最惨痛的航天飞机事故并没有被归因为火灾事故,但两起事故全都伴随着大火。航天飞机的大火,也让我们考虑,载人航天器上自己携带动力装置是否足够安全。毕竟飞船的动力装置都是使用火箭发动机,使用的燃料也非常危险,一旦发生火灾很难保证不会影响到飞船内部。所以中国和俄罗斯的载人飞船都是把载人舱和动力舱隔离开来的,必要的时候可以抛掉动力舱。但是美国好像并没有吸取航天飞机的教训,载人龙飞船依然把动力装置整合到了飞船内部,不出事情还好,一旦出事,也是很危险的。

火的主要用途是什么,火有什么好的用处(2)

当然,这些比较严重的火灾都发生在大气层内部,人类更担心的是进入太空以后,空间站或者飞船内部着火了该怎么办?在太空发生火灾,打119或911都是没有用的,只能靠自救。幸运的是,在太空中的火灾虽然没少发生,但并没有出现过严重的火灾事故,没有发生人员伤亡。但,没发生过不代表以后不会发生,没有严重火灾也不代表没有危险。

1997年,俄罗斯的和平号空间站里面就发生了一起比较惊险的火灾,由于氧气泄露,金属都着火了,航天员无法有效扑灭,所幸的是,火灾在十多分钟以后自己灭掉了,航天员也保护好了自己没有受到伤害。阿波罗十三号也在轨道上发生了火灾和爆炸,很多设备都被炸毁了,幸好航天员躲到了登月舱逃过一劫。此外,还有很多太空中的火灾事故,虽然没有带来巨大损失,但也时刻警惕人类注意航天活动中防范火灾。

二、空间站里的火有什么不同

如果问你,是太空中的火好灭掉还是地球上的火好灭掉,你知道答案吗?答案恐怕没有你想象的那么简单。经常关注航天活动的朋友应该知道,太空中的火跟地面上的火是不一样的。地面点一根蜡烛,火苗是类似于液滴的结构,下面粗上面尖,我们已经习惯了这种形状的火。但是,进入太空微重力环境,火不再是经典的形状,而是球形的,就像灯泡一样。

在地球上蜡烛着火是有烟的,那太空中蜡烛着火还有烟吗?要知道,在密闭空间中,火灾最大的危害不是火本身,而是烟,很多人员伤亡事故都是因为烟气中毒。空间站里的蜡烛着火也是有烟的,但是相对于地面上来说,烟要少一些,而且微重力环境下烟不是往上飘的,而是直接向四周扩散。既然在空间站里面着火烟更少,那是不是说空间站里面更安全呢?并不是!

火的主要用途是什么,火有什么好的用处(3)

首先,空间站里面着火,可不仅仅是燃料可以冒烟,烧到其他物质也是会冒烟的,而且危害更大。其次,空间站里面着火烟气向四周扩散,并不像地球上的烟往上面走,躲避起来更加困难。第三,空间站是个狭小的密闭环境,一旦发生火灾,想躲都不容易。此外,空间站里面航天员行动不方便,不管是灭火还是逃跑都不如地面上来的轻松。1997年和平号空间站上的那次火灾,就产生了大量的浓烟,幸好航天员及时带上了防毒面具,躲过了一劫。

有人问,空间站里面的火怎么这么奇怪啊?其实,空间站里面的火比我们地球上的火更简单,真正复杂的是我们地球上的火,只是我们已经习惯了地球上的火,反而觉得空间站里面的火奇怪。地球上的火因为有重力作用,而变得比较复杂,不管是类似液滴的形状,还是烟的传播方向,甚至热量的传递都会比空间站里面更复杂。

火的主要用途是什么,火有什么好的用处(4)

地球上火焰因为风的作用和空气对流往往会越着越旺,这给灭火带来了一定的困难,大家都听说过森林火灾吧,那是就连现代灭火技术都难以控制的大灾难。但是空间站里面的火不一样,空间站里几乎没有重力作用,没有明显的热对流现象,热量均匀地向四周扩散,火焰也是向四周扩散,如果没有空气流动,火焰向四周扩散,阻碍氧气的进入,燃料很快就会把周围的氧气消耗完,所以太空中的火很容易就把自己的后路给断了,也就是太空中的火很容易自己熄灭。从这个角度讲,空间站里的火还是比较容易灭的。除非空间站里面空气剧烈流动,或者发生氧气泄露,那还是比较麻烦的。那空间站里用什么方法来灭火呢?

三、空间站可以用水来灭火吗

空间站里可以用水来灭火吗?听到这个问题,大家本能的就会回答不能吧?正常来说,空间站里是绝对不能用水来灭火的。因为在空间站微重力环境下,水是悬浮在空气中的,不容易跑到火源上盖住它,反而有可能漂浮到电气设备上,一旦水进入电器内部引起短路,那就非常危险了。但是事情也不是绝对的,一会儿咱们再补充。先说说常见的灭火方法。

空间站里面灭火,常备的灭火器是泡沫灭火器和二氧化碳灭火器。因为泡沫灭火器用过以后残留物太脏,打扫困难,所以二氧化碳灭火器更加常用。但是二氧化碳灭火器,有可能让航天员中毒,所以后来又提出了氮气灭火器和稀有气体灭火器。不管怎么样,空间站和载人飞船里也是需要配备灭火器的。比较有意思的是,后来开发了一种细水雾灭火器,可以继续回答刚才提到的问题,水也是可以在太空灭火的。但是这种灭火器必须把水变成细水雾,灭完火以后可以通过空气循环系统把水雾给除去,水还可以循环再利用,而且不会伤害电气设备。当然还有其他类型的灭火器以及灭火毯等也可以在空间站使用,这里就不多说了。

其实空间站里面灭火还有比地球上更方便的办法。那就是把着火的舱段隔离开,然后打开对外的舱门,把空气全部排空,没有空气了,火自然也就灭掉了。等火灭掉以后,再重新关闭舱门,重新灌满空气就好了。这一招在地球上就不行,打开门,外面空气中氧气更多,不仅不会灭火反而火会更旺。好了,接下来再说说梦天实验舱可以玩火的事情。

四、梦天实验舱里面可以玩火

梦天实验舱真的不怕火吗?梦天实验舱到位以后,中国的空间站就基本建设完成了。它跟另外两个舱段有一个很大的不同,除了没有睡眠舱以外,在里面还可以开展燃烧科学实验。当然,这里需要特别强调,并不是梦天实验舱不怕着火,而是它里面安装了燃烧科学实验柜。在实验柜内部进行的燃烧试验是安全的。但是,一旦实验柜以外发生火灾,跟其他舱段一样,也需要采取必要的灭火措施,否则仍然会被烧毁。

火的主要用途是什么,火有什么好的用处(5)

为什么要设置燃烧科学实验柜呢?在空间站里玩火不危险吗?其实燃烧科学有一些试验是必须要到太空去做的,因为地球表面不具备合适的实验条件。就像前面说的,微重力下的火焰比地球上的火焰更简单,影响因素更少。科学家只通过研究地面上的火,很多问题一直都搞不清楚,因为重力作用让火焰变得非常复杂,很难抓住一些关键信息。进入微重力环境以后,可以看到更单纯的火焰,本来在地球上不起眼的影响因素,在太空就可以有很明显的作用。另外,液体和固体到底是怎样燃烧的,只有到了微重力环境下才能清楚观察出来。当然,实验柜内部安装了一些观察火焰的先进设备,可以获得足够多的科学数据,否则就真成了玩火了。

火的主要用途是什么,火有什么好的用处(6)

通过这样的研究,人类对火焰原理的掌握就会更加清晰,为以后的科学发展提供重要数据。所以从人类开展太空活动以来,就一直在开展太空燃烧试验,并取得了大量的成果。尤其是美国、俄罗斯、日本等国。中国前期也开展了一些,但不太系统,现在有了自己的空间站,就可以更系统地研究火焰了。

当然,还有很重要的一点,人类对空间的火焰研究得越细致,就越有利于安全高效地消除火灾。为了空间站防火安全,就需要到太空去玩火,玩得越大,掌握得越多,将来应对措施也就越多。玩火最狠的当属欧空局了,当然这里面也有美国的参与。欧空局直接把天鹅座货运飞船当成了纵火场所。在完成货物输送任务以后,返回地球的过程中,直接在飞船内部放火,反正这种货运飞船是不需要回收的,里面也没有人,再大的火也不用怕,通过观察着火的情况,为人类了解太空火灾提供了大量的数据。

大家猜猜,中国的天舟飞船将来有没有可能用来做纵火实验呢?请到评论区发表您的观点。

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