4月24日是第九個中國航天日。隨著我國航天事業蓬勃發展,航天技術紛紛“下凡”,成為推動生活品質提升的重要力量。
安全氣囊、車用潤滑油、油氣輸送管道……這些造福生活的科技成果背后,都有航天技術的影子。未來,隨著航天技術不斷創新發展,相信它還將給人們帶來更多驚喜。
車輛用上長征五號的潤滑油
運載火箭、地球衛星、空間站……這些“大家伙”要正常運轉,都離不開潤滑油。
長征五號火箭是我國研制的新一代大型低溫液體捆綁式運載火箭。與以往火箭相比,它可運載更重的貨物,飛行更遠的距離,且其燃料采用更環保的液氧、液氫和煤油。
燃料變化給潤滑油研發帶來了新挑戰。潤滑油通常與火箭燃料直接接觸。液氧存放環境溫度為零下183攝氏度。在此溫度下,潤滑油油脂會凍結并失去潤滑效果。
為確保長征五號發動機關鍵運動部件得到充分潤滑,潤滑油研發人員與火箭相關分系統研制人員進行大量驗證性試驗,研制出具有良好熱化學穩定性、抗氧化性和抗化學介質特性的航天潤滑油。它在極端低溫環境下依舊能穩定實現潤滑效果,被用在長征五號的渦輪增壓泵、閥門、調節器等部件上,保障火箭順利升空。
如今,利用航天潤滑油的研發積累,相關潤滑油技術在民用領域落地生根。例如,超高黏溫性能潤滑技術被用在車用潤滑油產品中,可使車輛在零下40攝氏度低溫和50攝氏度高溫環境中正常啟動,且潤滑性能十分穩定。除此之外,用于制造航天潤滑油的酰胺一步法生產技術被用于車用輪轂脂制造中,使車用輪轂脂通過8萬公里行車檢驗,遠高于一般潤滑脂3萬公里的應用標準。
航天級氣囊守護生命安全
安全氣囊是現代汽車不可缺少的安全設備。氣體發生器是安全氣囊的“心臟”,主要功能是當車輛發生碰撞時,迅速為氣囊充氣,使其盡快展開,形成保護屏障,減輕司機和乘客受到的沖擊力。
氣體發生器的關鍵技術與火箭技術密切相關。氣體發生器內裝有固態燃料和點火系統,當車輛發生碰撞時,傳感器會檢測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,向氣體發生器發送點火信號。接收到信號的氣體發生器立即點燃固態燃料,通過化學反應產生大量氣體。這些氣體迅速充滿氣囊,使其快速膨脹,為人們提供保護。
航天動力技術研究院(中國航天科技集團有限公司第四研究院)是我國航天固體動力技術研發的領跑者。得益于在固體燃料等領域的技術積累,研究院研制出的汽車安全氣囊氣體發生器,能通過藥劑燃燒在幾十毫秒內產生大量氣體,在車輛碰撞時為安全氣囊瞬間充氣。相關產品已打入主流市場。
除此之外,工作人員介紹,研究院還利用相關技術成功研制出直升機安全氣囊系統,顯著提高飛行員在碰撞發生后的生存率。同時,研究院還針對老年人群體,研發出穿戴式跌倒防護氣囊產品。它能在檢測到穿戴者跌倒時,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。
燃爆技術創新管道生產工藝
在油氣輸送領域,管道安全性和耐用性至關重要。傳統碳鋼管道雖然具有較高強度和較低成本,但在惡劣腐蝕環境下,耐腐蝕性能不足,易導致泄漏事故。而合金管道雖然耐腐蝕性能優異,但高昂成本使其難被廣泛推廣。
而應用航天爆燃技術制造的雙金屬復合管道,兼具碳鋼的高強度和合金的耐腐蝕性。雙金屬復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械強度。內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的侵蝕,延長管道使用壽命。
雙金屬復合管道的制造過程是這樣的。首先,準備一個與金屬管道內徑相匹配的襯套,襯套材料為耐蝕合金。隨后,在襯套內填充高能燃料,并設置燃料固定機構以確保燃料性能穩定。同時,在襯套上、下端分別安裝封頭,在其內部形成封閉空間。最后,引爆襯套內高能燃料,產生的高溫高壓氣體會通過液體介質傳遞力,使襯套迅速向外膨脹,緊貼在金屬管道內壁,形成牢固的復合金屬結構。
在制造雙金屬復合管時,工作人員并非照搬航天燃爆技術,而是將其改造成金屬管道爆燃加襯技術。
航天爆燃加襯技術具有操作簡便、成本低等優點,使用它制造的雙金屬復合管道已在多個領域得到應用,為人們日常生活提供能源輸送保障。
航天員面罩變身火場逃生“神器”
在火災事故中,煙霧中毒、缺氧窒息往往是導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裝備。但普通防毒面具通常只能簡單過濾外部空氣,難以過濾有毒煙霧,無法在嚴重火災事故中較長時間使用。針對這一難題,一種應用航天科技打造的便攜式無源增氧呼吸面罩應運而生。
工作人員在設計這種面罩時參考航天員在太空艙內活動時佩戴的面罩結構。便攜式無源增氧呼吸面罩可將使用者呼出的水蒸氣及二氧化碳,與內置化學物質轉換,生成等體積的氧氣。整個循環不與外界進行氣體接觸,可避免使用者在火場吸入有毒有害氣體,也可為使用者提供安全穩定的氧氣支持。
以往用于火場的過濾式逃生面罩,安全性較差,配套的消防呼吸器重量大,使用復雜。與此不同,便攜式無源增氧呼吸面罩體積小型,操作簡便,重量約為1.45千克。此外,便攜式無源增氧呼吸面罩密封效果較好,采用耐高溫阻燃材料制成,具有較強的環境適應性,能長時間提供安全可靠的呼吸防護。
干粉“導彈”破解高層消防難題
近年來,我國城市建筑越來越密集、樓層越來越多。在摩天大樓拔地而起的同時,火災安全風險也隨之增加。
傳統消防裝備的研發迭代速度往往跟不上城市建筑“長高”的速度,高層火勢蔓延速度快、救援難度大,一旦發生火災可能造成嚴重的人員傷亡和財產損失。尤其是在城市核心地區,建筑密度、人員居住密度較大,一般無法實施大規模消防救援。
針對這一消防領域痛點問題,中國航天科工集團第二研究院利用航天發射技術、控制技術和信息處理技術研制出“滅火導彈消防車”。
相關工作人員介紹,當火災發生時,消防員只要按下發射器,車上裝有干粉的“滅火導彈”即可升空,定向直飛到起火點。與傳統滅火水槍或水炮相比,“滅火導彈”借助可見光、激光和紅外線三光合一探測瞄準裝置能夠準確找到起火點,實現對滅火目標的精準打擊。
“滅火導彈消防車”從啟動到發射“滅火導彈”,全程只需要3分鐘。它個頭與普通大型卡車相當,有效發射距離可達數百米,能準確命中高樓窗戶等小目標。
4月24日是第九個中國航天日。隨著我國航天事業蓬勃發展,航天技術紛紛“下凡”,成為推動生活品質提升的重要力量。
安全氣囊、車用潤滑油、油氣輸送管道……這些造福生活的科技成果背后,都有航天技術的影子。未來,隨著航天技術不斷創新發展,相信它還將給人們帶來更多驚喜。
車輛用上長征五號的潤滑油
運載火箭、地球衛星、空間站……這些“大家伙”要正常運轉,都離不開潤滑油。
長征五號火箭是我國研制的新一代大型低溫液體捆綁式運載火箭。與以往火箭相比,它可運載更重的貨物,飛行更遠的距離,且其燃料采用更環保的液氧、液氫和煤油。
燃料變化給潤滑油研發帶來了新挑戰。潤滑油通常與火箭燃料直接接觸。液氧存放環境溫度為零下183攝氏度。在此溫度下,潤滑油油脂會凍結并失去潤滑效果。
為確保長征五號發動機關鍵運動部件得到充分潤滑,潤滑油研發人員與火箭相關分系統研制人員進行大量驗證性試驗,研制出具有良好熱化學穩定性、抗氧化性和抗化學介質特性的航天潤滑油。它在極端低溫環境下依舊能穩定實現潤滑效果,被用在長征五號的渦輪增壓泵、閥門、調節器等部件上,保障火箭順利升空。
如今,利用航天潤滑油的研發積累,相關潤滑油技術在民用領域落地生根。例如,超高黏溫性能潤滑技術被用在車用潤滑油產品中,可使車輛在零下40攝氏度低溫和50攝氏度高溫環境中正常啟動,且潤滑性能十分穩定。除此之外,用于制造航天潤滑油的酰胺一步法生產技術被用于車用輪轂脂制造中,使車用輪轂脂通過8萬公里行車檢驗,遠高于一般潤滑脂3萬公里的應用標準。
航天級氣囊守護生命安全
安全氣囊是現代汽車不可缺少的安全設備。氣體發生器是安全氣囊的“心臟”,主要功能是當車輛發生碰撞時,迅速為氣囊充氣,使其盡快展開,形成保護屏障,減輕司機和乘客受到的沖擊力。
氣體發生器的關鍵技術與火箭技術密切相關。氣體發生器內裝有固態燃料和點火系統,當車輛發生碰撞時,傳感器會檢測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,向氣體發生器發送點火信號。接收到信號的氣體發生器立即點燃固態燃料,通過化學反應產生大量氣體。這些氣體迅速充滿氣囊,使其快速膨脹,為人們提供保護。
航天動力技術研究院(中國航天科技集團有限公司第四研究院)是我國航天固體動力技術研發的領跑者。得益于在固體燃料等領域的技術積累,研究院研制出的汽車安全氣囊氣體發生器,能通過藥劑燃燒在幾十毫秒內產生大量氣體,在車輛碰撞時為安全氣囊瞬間充氣。相關產品已打入主流市場。
除此之外,工作人員介紹,研究院還利用相關技術成功研制出直升機安全氣囊系統,顯著提高飛行員在碰撞發生后的生存率。同時,研究院還針對老年人群體,研發出穿戴式跌倒防護氣囊產品。它能在檢測到穿戴者跌倒時,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。
燃爆技術創新管道生產工藝
在油氣輸送領域,管道安全性和耐用性至關重要。傳統碳鋼管道雖然具有較高強度和較低成本,但在惡劣腐蝕環境下,耐腐蝕性能不足,易導致泄漏事故。而合金管道雖然耐腐蝕性能優異,但高昂成本使其難被廣泛推廣。
而應用航天爆燃技術制造的雙金屬復合管道,兼具碳鋼的高強度和合金的耐腐蝕性。雙金屬復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械強度。內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的侵蝕,延長管道使用壽命。
雙金屬復合管道的制造過程是這樣的。首先,準備一個與金屬管道內徑相匹配的襯套,襯套材料為耐蝕合金。隨后,在襯套內填充高能燃料,并設置燃料固定機構以確保燃料性能穩定。同時,在襯套上、下端分別安裝封頭,在其內部形成封閉空間。最后,引爆襯套內高能燃料,產生的高溫高壓氣體會通過液體介質傳遞力,使襯套迅速向外膨脹,緊貼在金屬管道內壁,形成牢固的復合金屬結構。
在制造雙金屬復合管時,工作人員并非照搬航天燃爆技術,而是將其改造成金屬管道爆燃加襯技術。
航天爆燃加襯技術具有操作簡便、成本低等優點,使用它制造的雙金屬復合管道已在多個領域得到應用,為人們日常生活提供能源輸送保障。
航天員面罩變身火場逃生“神器”
在火災事故中,煙霧中毒、缺氧窒息往往是導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裝備。但普通防毒面具通常只能簡單過濾外部空氣,難以過濾有毒煙霧,無法在嚴重火災事故中較長時間使用。針對這一難題,一種應用航天科技打造的便攜式無源增氧呼吸面罩應運而生。
工作人員在設計這種面罩時參考航天員在太空艙內活動時佩戴的面罩結構。便攜式無源增氧呼吸面罩可將使用者呼出的水蒸氣及二氧化碳,與內置化學物質轉換,生成等體積的氧氣。整個循環不與外界進行氣體接觸,可避免使用者在火場吸入有毒有害氣體,也可為使用者提供安全穩定的氧氣支持。
以往用于火場的過濾式逃生面罩,安全性較差,配套的消防呼吸器重量大,使用復雜。與此不同,便攜式無源增氧呼吸面罩體積小型,操作簡便,重量約為1.45千克。此外,便攜式無源增氧呼吸面罩密封效果較好,采用耐高溫阻燃材料制成,具有較強的環境適應性,能長時間提供安全可靠的呼吸防護。
干粉“導彈”破解高層消防難題
近年來,我國城市建筑越來越密集、樓層越來越多。在摩天大樓拔地而起的同時,火災安全風險也隨之增加。
傳統消防裝備的研發迭代速度往往跟不上城市建筑“長高”的速度,高層火勢蔓延速度快、救援難度大,一旦發生火災可能造成嚴重的人員傷亡和財產損失。尤其是在城市核心地區,建筑密度、人員居住密度較大,一般無法實施大規模消防救援。
針對這一消防領域痛點問題,中國航天科工集團第二研究院利用航天發射技術、控制技術和信息處理技術研制出“滅火導彈消防車”。
相關工作人員介紹,當火災發生時,消防員只要按下發射器,車上裝有干粉的“滅火導彈”即可升空,定向直飛到起火點。與傳統滅火水槍或水炮相比,“滅火導彈”借助可見光、激光和紅外線三光合一探測瞄準裝置能夠準確找到起火點,實現對滅火目標的精準打擊。
“滅火導彈消防車”從啟動到發射“滅火導彈”,全程只需要3分鐘。它個頭與普通大型卡車相當,有效發射距離可達數百米,能準確命中高樓窗戶等小目標。
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