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这种神奇材料,能让飞机更安全着陆!
来源:本站编辑 阅读:29 时间:2024-06-05 16:14

飞机是一种非常复杂的交通工具,它不仅个头大、重量大,而且飞得很快。想要让它安全着陆,需要飞机里很多零部件“密切合作”,其中非常关键的一个零部件就是刹车片。

飞机着陆,要在长度有限的跑道上把速度降到零。这时,刹车片承受着巨大的摩擦力和因摩擦产生的大约为1000摄氏度的高温,要是碰上雨雪、沙尘等天气,它面临的“考验”就更大了。


目前,碳/碳复合材料是当之无愧的最佳选择!

你可能觉得这个名字有些奇怪,为什么会有两个“碳”字呢?是不是写错了?

没有错。第一个“碳”指的是碳纤维,第二个“碳”指的是碳基体。它们组合成一个“团队”,不仅发挥着各自的优势,还能产生1+1>2的神奇效果。

如果把碳/碳复合材料比作钢筋混凝土,那么碳纤维可以看作钢筋,而碳基体则是黏结、保护碳纤维的混凝土。

碳/碳复合材料不仅“身体”轻盈,耐高温,还有耐磨、强度高、“寿命”长的独特本领,跟同样重量的其他材料比,它的承重能力也更优异。因此,人们常把它用在航空航天等领域。我们的国产大飞机C919上的刹车片就是用它做的。

不仅仅是飞机刹车片,载人飞船、火箭、导弹等飞行器,特别是未来的高速飞行器,更离不开碳/碳复合材料。

飞行器在大气层中飞行,会与大气产生摩擦,导致飞行器表面温度升高。如果以非常快的速度在大气层中飞行,它的外表面与大气的摩擦会更加剧烈,从而产生超过2000摄氏度的高温。在这样的温度下,普通的材料很快就会熔化,甚至气化,导致飞行器解体。

碳/碳复合材料是目前解决这个问题不可或缺的选择。因为它在超高温下,不仅不会熔化,而且还能继续保持它特有的优异“本领”。告诉你,咱们的神舟系列载人飞船就用了它!

你知道吗?碳/碳复合材料这么厉害,我国对它的研制却曾是一片空白。

20世纪80年代,我国还只能从国外进口飞机。飞机上的刹车片容易磨损,需要定期更换。然而,那时候我们没有碳/碳复合材料制备技术,更无法生产这种刹车片,不得不花大价钱从国外购买。

因为碳/碳复合材料具有独特的优异本领,各种火箭、导弹等都离不开它,因此,外国限制它的出口。结果就是不仅我国刹车片买得了这次保不了下次,随时面临“断供”,而且材料的制备技术,更是被严格封锁。那时的中国,在这个领域处处受制于人。

这种状况,揪着科学家黄伯云先生的心,他下定决心要做出有中国特色的碳/碳刹车材料。于是,他带领团队开启了数十年的研究。

起初,没有任何资料可以参考,只能摸着石头过河,不断尝试。每实验一次的周期就长达数月。在这期间,他们每隔几十天就打开炉门,取出样品,检测各种指标,加工后又放进炉子,焦急地等待结果。

夏天,他们所在的湖南长沙经常是将近40摄氏度的高温,是一个名副其实的“火炉城市”。他们实验用的炉子,内部温度要超过1000摄氏度,实验室内的温度也常常高达50摄氏度,甚至更高。黃伯云带着团队冒着酷热坚持研究,实在热得受不了了,就到外面“凉快”一下。

然而,开始的几年,他们收获的是一堆连他们自己都看不懂的黑色碳块,只能一次又一次地进行实验……

正在实验的紧要关头,黄伯云病了,需要做手术。刚刚做完手术的他,顾不上休息,马上赶回实验室。

就是这样的拼搏,2000年9月,他们做出了自认为不错的样品。于是,满怀期待地进行模拟刹车试验,结果却失败了!整整12年,所有能想到的招数都用完了,大家无比沮丧。

黄伯云说,那是一段“最黑暗、最痛苦的日子”。但他不能放弃,必须整理好心情,带领团队重新投入艰难的研究工作。

他对大家说:“科学研究不可能没有失败,失败并不可怕,关键是不能轻言放弃,要找到病症,对症下药。这个项目我们一定要做好,就是拼着命,也要干成!”

在大家的努力下,一种效能好、成本低的高性能航空制动材料—碳/碳复合材料终于在他们的手中诞生了,这道卡脖子的“枷锁”终于被打开了!

这块世界材料领域的“硬骨头”,在历经了20年的无数次实验后,终于被黄伯云团队印上了“中国”两个字。他也因此入选“感动中国•2005年度人物”!

今天,黄伯云团队还在寻求新的突破,他们研制出更加神奇的升级版碳/碳复合材料,使用温度超过3000摄氏度。

生命不息,科研不止!神秘的碳/碳世界,期待着你去探索;更多神奇的材料,等待着你的创造和发明。

从现在起,加油吧!