“閱兵藍(lán)”中高速飛過的紅旗，滿滿都是航天黑科技
2015-09-08
閱兵方陣空中護(hù)旗梯隊?wèi)覓斓膰旌蛙娖祯r艷奪目，吸引了全世界的目光。據(jù)了解，這是我國首次懸掛如此巨大的紅旗進(jìn)行高速飛行展示，也是世界上飛行速度最快的巨幅紅旗。
我們常見的紅旗用普通布料印染好圖案就行了，但巨幅的紅旗要掛在直升機(jī)上高速飛行，如何保證紅旗不破，并且要具有很好展示外觀，卻是中國空間技術(shù)研究院北京空間機(jī)電研究所航天科技人員經(jīng)過刻苦攻關(guān)，運(yùn)用了大量航天高科技才解決的。下面我們就來看看閱兵紅旗運(yùn)用了哪些航天高科技。
★高科技一
航天降落傘流固耦合技術(shù)，“你中有我、我中有你”
大尺寸紅旗在高速飛行時破損是最大的問題，要弄清楚紅旗為什么會被吹破、怎么才能不被吹破，那就必須知道紅旗究竟是怎么擺動的、擺動的時候撕扯的力究竟有多大。長期從事航天降落傘研究工作的北京空間機(jī)電研究所在接到紅旗攻關(guān)任務(wù)時，首先分析了紅旗擺動和降落傘開傘的相似性，發(fā)現(xiàn)可以運(yùn)用航天降落傘流固耦合技術(shù)來搞清楚紅旗破損的原因。
所謂流固耦合技術(shù)，是一門“你中有我、我中有你”的交叉融合科學(xué)，即流體力學(xué)和固體力學(xué)相互交融。
拿紅旗運(yùn)動來說，每一個時刻紅旗的擺動形狀都完全不同，對應(yīng)的每一個形狀下風(fēng)吹在旗面上的力也是不同的，就必須計算清楚每一時刻風(fēng)吹在紅旗上每一處的力有多大，這就是流體力學(xué)問題。紅旗受到風(fēng)吹的力后，又需要馬上計算清楚紅旗會怎么擺動，這就是固體力學(xué)問題。本來單獨(dú)的流體力學(xué)問題和單獨(dú)的固體力學(xué)問題就已經(jīng)十分復(fù)雜了，把這兩個問題交融在一起，相互緊密關(guān)聯(lián)，解決起來就更難了，是當(dāng)前全世界公認(rèn)的難題。這么復(fù)雜的科學(xué)問題其實(shí)隱藏在身邊無數(shù)的簡單現(xiàn)象中，比如洗衣機(jī)洗衣服時一邊攪動衣服、一邊用水流沖刷衣服，這也包含著復(fù)雜的流固耦合問題。
接到緊張的任務(wù)后，北京空間機(jī)電研究所閱兵紅旗項目團(tuán)隊夜以繼日地開展著研究。模擬計算中，紅旗每擺動一秒，就得用高性能工作站計算一天。經(jīng)過艱苦的研究攻關(guān)，大量的模擬計算數(shù)據(jù)表明，材料和紅旗邊角自由甩動對紅旗破損影響最大，使用合適的布料和限制邊角甩動就能大大減輕紅旗受到的撕扯力。
★高科技二
航天降落傘材料技術(shù)，特制涂料防風(fēng)雨
用于航天器降落傘的特制布料正好可以在閱兵紅旗項目中派上用常用這種材料制作的神舟飛船降落傘可承載重達(dá)3噸的載人飛船返回艙，降落傘折疊起來還能放入一個大號的行李箱。如果用此種布料來做一件衣服，重量比一個雞蛋還輕。這種材料已經(jīng)大量應(yīng)用到生活用品上，比如現(xiàn)在流行的超輕透氣的戶外皮膚風(fēng)衣，攜帶方便結(jié)實(shí)耐用的購物袋等等。
但是，如果簡單地用這種材料制作閱兵紅旗，會太透光，飛行起來的展示效果不好。因此，北京空間機(jī)電研究所請專門的材料研制廠家經(jīng)過攻關(guān)研究，在布料上涂了一層特制的涂料，既改善了外觀，又使紅旗有很好的防雨能力，即使閱兵時下雨紅旗也能迎風(fēng)飄揚(yáng)。經(jīng)過特殊涂刷的這種特制布料，未來可推廣應(yīng)用到高端的雨衣、防雨布、戶外防雨服等生活用品上。
★高科技三
航天降落傘縫紉技術(shù)體現(xiàn)“針功夫”
閱兵紅旗尺寸巨大，國旗長9米高6米，單塊布料不夠大，必須用多塊布料拼接而成。在拼接方面，閱兵紅旗采用了航天降落傘縫紉技術(shù)。這種技術(shù)本質(zhì)上和平時縫紉衣服是一樣的，但應(yīng)用于航天降落傘的縫紉，對縫紉機(jī)選擇、縫合形式、縫紉寬度、縫線針腳長度、縫線松緊程度、縫線的材料等等都有嚴(yán)格的要求，有專門的航天標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)定，縫制紅旗必須滿足航天標(biāo)準(zhǔn)要求才能使用。當(dāng)然，按照航天標(biāo)準(zhǔn)來也可以制作服裝，成本可能會高一些，但做出來的質(zhì)量是絕對一流的，穿幾十年也不會開線。
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