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比鋼更牢固且隔熱 美借納米技術攻關高超音速武

時間:2019-11-23 15:02來源:網絡整理 瀏覽:
參考消息網11月22日報道美國《大眾機械》月刊網站11月19日發(fā)表凱爾·溝上的文章《納米技術如何幫助美軍達到5馬赫》,摘編如下:美國正大力推

關于11月22日的報告,大眾機械網站于11月19日發(fā)表了一篇關于納米技術如何幫助美軍達到5馬赫的文章,摘錄如下:

美國正在大力推廣高超音速武器,目前正在研究至少五個不同的項目。納米技術正在成為關鍵技術之一,而碳納米管有望成為一種固體和輕質材料,能夠在超音速飛行中迅速散熱。

高超音速武器以驚人的速度穿過大氣層,而馬赫5是這種武器的速度門檻。以非常快的速度將物體推到空中會帶來一個問題:隨著速度的加快,物體穿過空氣的摩擦也會加速。

這種摩擦產生熱量。當以3馬赫飛行時,Sr-71型黑鳥戰(zhàn)略偵察機的表面溫度將達到260攝氏度。當飛行速度達到6馬赫時,20世紀60年代的x 15火箭動力試驗機必須承受650攝氏度的高溫。在10馬赫的速度下,溫度足以熔化最堅硬的鋼。高超音速武器可以在24馬赫飛行。(航空工業(yè)指的是飛機在高速飛行時遇到的高溫-熱障,這張網注)

信息圖片:美國sr-71戰(zhàn)略偵察機能以三倍音速飛行。(美國空軍官方網站)

美國軍用獵鷹飛機超音速飛行效果圖片(美國防部官方網站)

由于航天器和核彈頭重返大氣層所面臨的技術挑戰(zhàn),科學家和工程師知道如何處理傳統(tǒng)的空氣摩擦。但當洲際導彈的飛行員彈頭從太空重返大氣層,擊中敵方目標時,它只會在高溫下暴露幾分鐘。另一方面,高超音速武器在大氣層中飛行,整個飛行過程都會受到高溫的影響。

國防一號的一篇文章描述了科學家如何使用碳納米管來解決高溫問題。佛羅里達州立大學高性能材料研究所的科學家正在研究碳納米管作為制造超音速武器的材料。碳納米管(CNT)是一種合成材料,只有一納米直徑的碳管,比鋼更結實,可以隔熱。研究人員發(fā)現,將碳納米管浸泡在苯酚中可使其散熱能力提高1/6。

這意味著能夠承受超音速飛行的高溫和壓力的材料即將問世。報告表明,高超聲速武器的設計者甚至可以使用更厚的涂層來獲得更高的速度。

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