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飛越天安門(mén)的巨幅紅旗,原來(lái)還有這些航天黑科技
最后更新: 2019-10-02 09:01:07本文轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)“科技日?qǐng)?bào)”(ID:kjrbwx)
10月1日上午十時(shí)40分許,新中國(guó)成立70周年閱兵式上,9架直-8直升機(jī)分別懸掛黨旗、國(guó)旗、軍旗飛過(guò)天安門(mén)廣場(chǎng)。巨幅黨旗和國(guó)旗長(zhǎng)9米、寬6米,軍旗長(zhǎng)7.5米、寬6米,在高空中經(jīng)受著每小時(shí)160至180公里飛行速度的考驗(yàn)。
一般來(lái)說(shuō),在如此高速下,巨幅旗幟尾部會(huì)產(chǎn)生劇烈抖動(dòng),沖擊會(huì)使旗幟邊緣局部受損,進(jìn)而在集中載荷作用下整個(gè)旗幟被撕裂。然而閱兵紅旗卻能平整展開(kāi),在藍(lán)天映襯下絢麗多姿。記者從承擔(dān)國(guó)慶閱兵紅旗攻關(guān)任務(wù)的中國(guó)航天科技集團(tuán)五院508所,了解到其中的奧秘。
在盛大慶典活動(dòng)中進(jìn)行國(guó)旗飛行展示,是國(guó)際慣例。要解決旗面破損問(wèn)題,通常是將飛行時(shí)速將至100公里以?xún)?nèi),或縮小旗面尺寸。但在國(guó)慶閱兵中,這兩種方法都不適用。懸掛紅旗的直-8直升機(jī)是空中受閱方隊(duì)的排頭兵,如果飛行速度過(guò)低,會(huì)給其后的固定翼飛機(jī)飛行帶來(lái)安全隱患。如果將旗面尺寸縮小,又會(huì)影響飛行展示效果。
國(guó)慶閱兵紅旗的需求單位曾選用幾種常規(guī)滌綸材質(zhì),制成紅旗進(jìn)行試飛,結(jié)果紅旗完全無(wú)法承受高速氣流的沖刷,破損嚴(yán)重。他們通過(guò)增加質(zhì)量的方法加大了旗面材料的強(qiáng)度,使旗面材料變得更加厚重,但在飛行試驗(yàn)中,旗面尾部吹毛脫絲的現(xiàn)象非常嚴(yán)重,而且紅旗抖動(dòng)異常,聲響巨大。
接到紅旗攻關(guān)任務(wù)后,508所科研團(tuán)隊(duì)迅速開(kāi)展集智攻關(guān)。通過(guò)航天器回收降落傘的研制經(jīng)驗(yàn)他們發(fā)現(xiàn),旗面材料在氣流中飛行時(shí),尾部所受的慣性力大小與材料質(zhì)量分布率成正比。因此增加旗面材料質(zhì)量雖然能提高強(qiáng)度,卻也要承受更大破壞力。
在這一思路引導(dǎo)下,研制團(tuán)隊(duì)將目光投向了航天器降落傘同性質(zhì)材料。該材料所用高強(qiáng)錦絲長(zhǎng)絲的線(xiàn)密度可以達(dá)到20旦或更小,粗細(xì)僅有頭發(fā)直徑的三分之一,但強(qiáng)度可達(dá)普通民用錦絲強(qiáng)度的兩倍。最終選取的高強(qiáng)錦絲綢,比神舟飛船降落傘材料強(qiáng)度高17%,重量降低了15%。
工作人員甄選布料
但對(duì)于掛飛紅旗來(lái)說(shuō),這種輕薄柔軟的錦絲綢材料自身剛度并不夠。研制團(tuán)隊(duì)結(jié)合真實(shí)飛行試驗(yàn)數(shù)據(jù),參照降落傘流固耦合仿真分析軟件計(jì)算結(jié)果,對(duì)旗面尾部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
他們借鑒降落傘設(shè)計(jì)技術(shù),在旗面尾部?jī)蓚?cè)增加了兩塊梯形“風(fēng)兜”設(shè)計(jì)。風(fēng)兜的存在可以大大提高旗面尾部的受力拒變能力,減輕風(fēng)力對(duì)旗面尾部的壓迫,既減小旗面變形,又保護(hù)旗面。
展示風(fēng)兜
此時(shí)的閱兵紅旗已經(jīng)達(dá)到了飛行要求,但在高空飛行中透光度太強(qiáng),展示效果還不完美。508所邀請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的材料研制單位開(kāi)展研究,在布料上增加了一層特制涂料,不僅改善了外觀,還讓紅旗具備了很好的防雨能力,即使閱兵時(shí)下雨,旗面上的雨水也會(huì)迅速滑落,紅旗依舊能迎風(fēng)飄揚(yáng)。
- 原標(biāo)題:飛越天安門(mén)的巨幅紅旗,原來(lái)還有這些航天黑科技
- 責(zé)任編輯: 于文凱 
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