廣告4月24日是第九個(gè)中國(guó)航天日。隨著我國(guó)航天事業(yè)蓬勃發(fā)展，航天技術(shù)紛紛“下凡”，成為推動(dòng)生活品質(zhì)提升的重要力量。
安全氣囊、車用潤(rùn)滑油、油氣輸送管道……這些造福生活的科技成果背后，都有航天技術(shù)的影子。未來(lái)，隨著航天技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，相信它還將給人們帶來(lái)更多驚喜。
車輛用上長(zhǎng)征五號(hào)的潤(rùn)滑油
運(yùn)載火箭、地球衛(wèi)星、空間站……這些“大家伙”要正常運(yùn)轉(zhuǎn)，都離不開潤(rùn)滑油。
長(zhǎng)征五號(hào)火箭是我國(guó)研制的新一代大型低溫液體捆綁式運(yùn)載火箭。與以往火箭相比，它可運(yùn)載更重的貨物，飛行更遠(yuǎn)的距離，且其燃料采用更環(huán)保的液氧、液氫和煤油。
燃料變化給潤(rùn)滑油研發(fā)帶來(lái)了新挑戰(zhàn)。潤(rùn)滑油通常與火箭燃料直接接觸。液氧存放環(huán)境溫度為零下183攝氏度。在此溫度下，潤(rùn)滑油油脂會(huì)凍結(jié)并失去潤(rùn)滑效果。
為確保長(zhǎng)征五號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部件得到充分潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油研發(fā)人員與火箭相關(guān)分系統(tǒng)研制人員進(jìn)行大量驗(yàn)證性試驗(yàn)，研制出具有良好熱化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性和抗化學(xué)介質(zhì)特性的航天潤(rùn)滑油。它在極端低溫環(huán)境下依舊能穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑效果，被用在長(zhǎng)征五號(hào)的渦輪增壓泵、閥門、調(diào)節(jié)器等部件上，保障火箭順利升空。
如今，利用航天潤(rùn)滑油的研發(fā)積累，相關(guān)潤(rùn)滑油技術(shù)在民用領(lǐng)域落地生根。例如，超高黏溫性能潤(rùn)滑技術(shù)被用在車用潤(rùn)滑油產(chǎn)品中，可使車輛在零下40攝氏度低溫和50攝氏度高溫環(huán)境中正常啟動(dòng)，且潤(rùn)滑性能十分穩(wěn)定。除此之外，用于制造航天潤(rùn)滑油的酰胺一步法生產(chǎn)技術(shù)被用于車用輪轂脂制造中，使車用輪轂脂通過(guò)8萬(wàn)公里行車檢驗(yàn)，遠(yuǎn)高于一般潤(rùn)滑脂3萬(wàn)公里的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
航天級(jí)氣囊守護(hù)生命安全
安全氣囊是現(xiàn)代汽車不可缺少的安全設(shè)備。氣體發(fā)生器是安全氣囊的“心臟”，主要功能是當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，迅速為氣囊充氣，使其盡快展開，形成保護(hù)屏障，減輕司機(jī)和乘客受到的沖擊力。
氣體發(fā)生器的關(guān)鍵技術(shù)與火箭技術(shù)密切相關(guān)。氣體發(fā)生器內(nèi)裝有固態(tài)燃料和點(diǎn)火系統(tǒng)，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，傳感器會(huì)檢測(cè)到碰撞力并將其傳遞給微處理器。微處理器判斷碰撞程度后，向氣體發(fā)生器發(fā)送點(diǎn)火信號(hào)。接收到信號(hào)的氣體發(fā)生器立即點(diǎn)燃固態(tài)燃料，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體。這些氣體迅速充滿氣囊，使其快速膨脹，為人們提供保護(hù)。
航天動(dòng)力技術(shù)研究院（中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司第四研究院）是我國(guó)航天固體動(dòng)力技術(shù)研發(fā)的領(lǐng)跑者。得益于在固體燃料等領(lǐng)域的技術(shù)積累，研究院研制出的汽車安全氣囊氣體發(fā)生器，能通過(guò)藥劑燃燒在幾十毫秒內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，在車輛碰撞時(shí)為安全氣囊瞬間充氣。相關(guān)產(chǎn)品已打入主流市場(chǎng)。
除此之外，工作人員介紹，研究院還利用相關(guān)技術(shù)成功研制出直升機(jī)安全氣囊系統(tǒng)，顯著提高飛行員在碰撞發(fā)生后的生存率。同時(shí)，研究院還針對(duì)老年人群體，研發(fā)出穿戴式跌倒防護(hù)氣囊產(chǎn)品。它能在檢測(cè)到穿戴者跌倒時(shí)，立即使氣囊充氣，有效減輕或避免跌倒造成的損傷，為老年人安全提供更多保障。
燃爆技術(shù)創(chuàng)新管道生產(chǎn)工藝
在油氣輸送領(lǐng)域，管道安全性和耐用性至關(guān)重要。傳統(tǒng)碳鋼管道雖然具有較高強(qiáng)度和較低成本，但在惡劣腐蝕環(huán)境下，耐腐蝕性能不足，易導(dǎo)致泄漏事故。而合金管道雖然耐腐蝕性能優(yōu)異，但高昂成本使其難被廣泛推廣。
而應(yīng)用航天爆燃技術(shù)制造的雙金屬?gòu)?fù)合管道，兼具碳鋼的高強(qiáng)度和合金的耐腐蝕性。雙金屬?gòu)?fù)合管道外層使用普通碳鋼，保證管道具有足夠的承壓能力和機(jī)械強(qiáng)度。內(nèi)層采用耐蝕合金材料，如不銹鋼、銅、鈦等，能有效抵抗腐蝕介質(zhì)的侵蝕，延長(zhǎng)管道使用壽命。
雙金屬?gòu)?fù)合管道的制造過(guò)程是這樣的。首先，準(zhǔn)備一個(gè)與金屬管道內(nèi)徑相匹配的襯套，襯套材料為耐蝕合金。隨后，在襯套內(nèi)填充高能燃料，并設(shè)置燃料固定機(jī)構(gòu)以確保燃料性能穩(wěn)定。同時(shí)，在襯套上、下端分別安裝封頭，在其內(nèi)部形成封閉空間。最后，引爆襯套內(nèi)高能燃料，產(chǎn)生的高溫高壓氣體會(huì)通過(guò)液體介質(zhì)傳遞力，使襯套迅速向外膨脹，緊貼在金屬管道內(nèi)壁，形成牢固的復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)。
在制造雙金屬?gòu)?fù)合管時(shí)，工作人員并非照搬航天燃爆技術(shù)，而是將其改造成金屬管道爆燃加襯技術(shù)。
航天爆燃加襯技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，使用它制造的雙金屬?gòu)?fù)合管道已在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┠茉摧斔捅Ｕ稀?span style="display:none">sYN即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
航天員面罩變身火場(chǎng)逃生“神器”
在火災(zāi)事故中，煙霧中毒、缺氧窒息往往是導(dǎo)致人員傷亡的主要原因。為防止吸入有毒煙霧，除了使用濕毛巾捂住口鼻迅速撤離外，還可以佩戴防毒面具等防護(hù)裝備。但普通防毒面具通常只能簡(jiǎn)單過(guò)濾外部空氣，難以過(guò)濾有毒煙霧，無(wú)法在嚴(yán)重火災(zāi)事故中較長(zhǎng)時(shí)間使用。針對(duì)這一難題，一種應(yīng)用航天科技打造的便攜式無(wú)源增氧呼吸面罩應(yīng)運(yùn)而生。
工作人員在設(shè)計(jì)這種面罩時(shí)參考航天員在太空艙內(nèi)活動(dòng)時(shí)佩戴的面罩結(jié)構(gòu)。便攜式無(wú)源增氧呼吸面罩可將使用者呼出的水蒸氣及二氧化碳，與內(nèi)置化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)換，生成等體積的氧氣。整個(gè)循環(huán)不與外界進(jìn)行氣體接觸，可避免使用者在火場(chǎng)吸入有毒有害氣體，也可為使用者提供安全穩(wěn)定的氧氣支持。
以往用于火場(chǎng)的過(guò)濾式逃生面罩，安全性較差，配套的消防呼吸器重量大，使用復(fù)雜。與此不同，便攜式無(wú)源增氧呼吸面罩體積小型，操作簡(jiǎn)便，重量約為1.45千克。此外，便攜式無(wú)源增氧呼吸面罩密封效果較好，采用耐高溫阻燃材料制成，具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，能長(zhǎng)時(shí)間提供安全可靠的呼吸防護(hù)。
干粉“導(dǎo)彈”破解高層消防難題
近年來(lái)，我國(guó)城市建筑越來(lái)越密集、樓層越來(lái)越多。在摩天大樓拔地而起的同時(shí)，火災(zāi)安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。
傳統(tǒng)消防裝備的研發(fā)迭代速度往往跟不上城市建筑“長(zhǎng)高”的速度，高層火勢(shì)蔓延速度快、救援難度大，一旦發(fā)生火災(zāi)可能造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。尤其是在城市核心地區(qū)，建筑密度、人員居住密度較大，一般無(wú)法實(shí)施大規(guī)模消防救援。
針對(duì)這一消防領(lǐng)域痛點(diǎn)問題，中國(guó)航天科工集團(tuán)第二研究院利用航天發(fā)射技術(shù)、控制技術(shù)和信息處理技術(shù)研制出“滅火導(dǎo)彈消防車”。
相關(guān)工作人員介紹，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防員只要按下發(fā)射器，車上裝有干粉的“滅火導(dǎo)彈”即可升空，定向直飛到起火點(diǎn)。與傳統(tǒng)滅火水槍或水炮相比，“滅火導(dǎo)彈”借助可見光、激光和紅外線三光合一探測(cè)瞄準(zhǔn)裝置能夠準(zhǔn)確找到起火點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滅火目標(biāo)的精準(zhǔn)打擊。
“滅火導(dǎo)彈消防車”從啟動(dòng)到發(fā)射“滅火導(dǎo)彈”，全程只需要3分鐘。它個(gè)頭與普通大型卡車相當(dāng)，有效發(fā)射距離可達(dá)數(shù)百米，能準(zhǔn)確命中高樓窗戶等小目標(biāo)。
4月24日是第九個(gè)中國(guó)航天日。隨著我國(guó)航天事業(yè)蓬勃發(fā)展，航天技術(shù)紛紛“下凡”，成為推動(dòng)生活品質(zhì)提升的重要力量。
安全氣囊、車用潤(rùn)滑油、油氣輸送管道……這些造福生活的科技成果背后，都有航天技術(shù)的影子。未來(lái)，隨著航天技術(shù)不斷創(chuàng)新發(fā)展，相信它還將給人們帶來(lái)更多驚喜。
車輛用上長(zhǎng)征五號(hào)的潤(rùn)滑油
運(yùn)載火箭、地球衛(wèi)星、空間站……這些“大家伙”要正常運(yùn)轉(zhuǎn)，都離不開潤(rùn)滑油。
長(zhǎng)征五號(hào)火箭是我國(guó)研制的新一代大型低溫液體捆綁式運(yùn)載火箭。與以往火箭相比，它可運(yùn)載更重的貨物，飛行更遠(yuǎn)的距離，且其燃料采用更環(huán)保的液氧、液氫和煤油。
燃料變化給潤(rùn)滑油研發(fā)帶來(lái)了新挑戰(zhàn)。潤(rùn)滑油通常與火箭燃料直接接觸。液氧存放環(huán)境溫度為零下183攝氏度。在此溫度下，潤(rùn)滑油油脂會(huì)凍結(jié)并失去潤(rùn)滑效果。
為確保長(zhǎng)征五號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部件得到充分潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油研發(fā)人員與火箭相關(guān)分系統(tǒng)研制人員進(jìn)行大量驗(yàn)證性試驗(yàn)，研制出具有良好熱化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性和抗化學(xué)介質(zhì)特性的航天潤(rùn)滑油。它在極端低溫環(huán)境下依舊能穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑效果，被用在長(zhǎng)征五號(hào)的渦輪增壓泵、閥門、調(diào)節(jié)器等部件上，保障火箭順利升空。
如今，利用航天潤(rùn)滑油的研發(fā)積累，相關(guān)潤(rùn)滑油技術(shù)在民用領(lǐng)域落地生根。例如，超高黏溫性能潤(rùn)滑技術(shù)被用在車用潤(rùn)滑油產(chǎn)品中，可使車輛在零下40攝氏度低溫和50攝氏度高溫環(huán)境中正常啟動(dòng)，且潤(rùn)滑性能十分穩(wěn)定。除此之外，用于制造航天潤(rùn)滑油的酰胺一步法生產(chǎn)技術(shù)被用于車用輪轂脂制造中，使車用輪轂脂通過(guò)8萬(wàn)公里行車檢驗(yàn)，遠(yuǎn)高于一般潤(rùn)滑脂3萬(wàn)公里的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)。
航天級(jí)氣囊守護(hù)生命安全
安全氣囊是現(xiàn)代汽車不可缺少的安全設(shè)備。氣體發(fā)生器是安全氣囊的“心臟”，主要功能是當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，迅速為氣囊充氣，使其盡快展開，形成保護(hù)屏障，減輕司機(jī)和乘客受到的沖擊力。
氣體發(fā)生器的關(guān)鍵技術(shù)與火箭技術(shù)密切相關(guān)。氣體發(fā)生器內(nèi)裝有固態(tài)燃料和點(diǎn)火系統(tǒng)，當(dāng)車輛發(fā)生碰撞時(shí)，傳感器會(huì)檢測(cè)到碰撞力并將其傳遞給微處理器。微處理器判斷碰撞程度后，向氣體發(fā)生器發(fā)送點(diǎn)火信號(hào)。接收到信號(hào)的氣體發(fā)生器立即點(diǎn)燃固態(tài)燃料，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體。這些氣體迅速充滿氣囊，使其快速膨脹，為人們提供保護(hù)。
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除此之外，工作人員介紹，研究院還利用相關(guān)技術(shù)成功研制出直升機(jī)安全氣囊系統(tǒng)，顯著提高飛行員在碰撞發(fā)生后的生存率。同時(shí)，研究院還針對(duì)老年人群體，研發(fā)出穿戴式跌倒防護(hù)氣囊產(chǎn)品。它能在檢測(cè)到穿戴者跌倒時(shí)，立即使氣囊充氣，有效減輕或避免跌倒造成的損傷，為老年人安全提供更多保障。
燃爆技術(shù)創(chuàng)新管道生產(chǎn)工藝
在油氣輸送領(lǐng)域，管道安全性和耐用性至關(guān)重要。傳統(tǒng)碳鋼管道雖然具有較高強(qiáng)度和較低成本，但在惡劣腐蝕環(huán)境下，耐腐蝕性能不足，易導(dǎo)致泄漏事故。而合金管道雖然耐腐蝕性能優(yōu)異，但高昂成本使其難被廣泛推廣。
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雙金屬?gòu)?fù)合管道的制造過(guò)程是這樣的。首先，準(zhǔn)備一個(gè)與金屬管道內(nèi)徑相匹配的襯套，襯套材料為耐蝕合金。隨后，在襯套內(nèi)填充高能燃料，并設(shè)置燃料固定機(jī)構(gòu)以確保燃料性能穩(wěn)定。同時(shí)，在襯套上、下端分別安裝封頭，在其內(nèi)部形成封閉空間。最后，引爆襯套內(nèi)高能燃料，產(chǎn)生的高溫高壓氣體會(huì)通過(guò)液體介質(zhì)傳遞力，使襯套迅速向外膨脹，緊貼在金屬管道內(nèi)壁，形成牢固的復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)。
在制造雙金屬?gòu)?fù)合管時(shí)，工作人員并非照搬航天燃爆技術(shù)，而是將其改造成金屬管道爆燃加襯技術(shù)。
航天爆燃加襯技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，使用它制造的雙金屬?gòu)?fù)合管道已在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，為人們?nèi)粘Ｉ钐峁┠茉摧斔捅Ｕ稀?span style="display:none">sYN即熱新聞——關(guān)注每天科技社會(huì)生活新變化gihot.com
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在火災(zāi)事故中，煙霧中毒、缺氧窒息往往是導(dǎo)致人員傷亡的主要原因。為防止吸入有毒煙霧，除了使用濕毛巾捂住口鼻迅速撤離外，還可以佩戴防毒面具等防護(hù)裝備。但普通防毒面具通常只能簡(jiǎn)單過(guò)濾外部空氣，難以過(guò)濾有毒煙霧，無(wú)法在嚴(yán)重火災(zāi)事故中較長(zhǎng)時(shí)間使用。針對(duì)這一難題，一種應(yīng)用航天科技打造的便攜式無(wú)源增氧呼吸面罩應(yīng)運(yùn)而生。
工作人員在設(shè)計(jì)這種面罩時(shí)參考航天員在太空艙內(nèi)活動(dòng)時(shí)佩戴的面罩結(jié)構(gòu)。便攜式無(wú)源增氧呼吸面罩可將使用者呼出的水蒸氣及二氧化碳，與內(nèi)置化學(xué)物質(zhì)轉(zhuǎn)換，生成等體積的氧氣。整個(gè)循環(huán)不與外界進(jìn)行氣體接觸，可避免使用者在火場(chǎng)吸入有毒有害氣體，也可為使用者提供安全穩(wěn)定的氧氣支持。
以往用于火場(chǎng)的過(guò)濾式逃生面罩，安全性較差，配套的消防呼吸器重量大，使用復(fù)雜。與此不同，便攜式無(wú)源增氧呼吸面罩體積小型，操作簡(jiǎn)便，重量約為1.45千克。此外，便攜式無(wú)源增氧呼吸面罩密封效果較好，采用耐高溫阻燃材料制成，具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，能長(zhǎng)時(shí)間提供安全可靠的呼吸防護(hù)。
干粉“導(dǎo)彈”破解高層消防難題
近年來(lái)，我國(guó)城市建筑越來(lái)越密集、樓層越來(lái)越多。在摩天大樓拔地而起的同時(shí)，火災(zāi)安全風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加。
傳統(tǒng)消防裝備的研發(fā)迭代速度往往跟不上城市建筑“長(zhǎng)高”的速度，高層火勢(shì)蔓延速度快、救援難度大，一旦發(fā)生火災(zāi)可能造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。尤其是在城市核心地區(qū)，建筑密度、人員居住密度較大，一般無(wú)法實(shí)施大規(guī)模消防救援。
針對(duì)這一消防領(lǐng)域痛點(diǎn)問題，中國(guó)航天科工集團(tuán)第二研究院利用航天發(fā)射技術(shù)、控制技術(shù)和信息處理技術(shù)研制出“滅火導(dǎo)彈消防車”。
相關(guān)工作人員介紹，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，消防員只要按下發(fā)射器，車上裝有干粉的“滅火導(dǎo)彈”即可升空，定向直飛到起火點(diǎn)。與傳統(tǒng)滅火水槍或水炮相比，“滅火導(dǎo)彈”借助可見光、激光和紅外線三光合一探測(cè)瞄準(zhǔn)裝置能夠準(zhǔn)確找到起火點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)滅火目標(biāo)的精準(zhǔn)打擊。
“滅火導(dǎo)彈消防車”從啟動(dòng)到發(fā)射“滅火導(dǎo)彈”，全程只需要3分鐘。它個(gè)頭與普通大型卡車相當(dāng)，有效發(fā)射距離可達(dá)數(shù)百米，能準(zhǔn)確命中高樓窗戶等小目標(biāo)。
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