航空航天技術(shù)是一個國家科技水平和綜合國力的重要體現(xiàn),它的發(fā)展不僅推動了太空探索的進展,還促進了許多高新技術(shù)的進步,這些技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)深入到我們的日常生活中,對我們的衣食住行有了不小的改善。
星際美食家:探索方便面的宇宙級美味秘方
在吃方面,方便面是我們生活中很常見的食物,它吃起來簡單方便,味道也不錯,但方便面里不能光有面條,各種配料、調(diào)味品也是必不可少,其中就有脫水蔬菜包。我們都知道,普通蔬菜是很難保鮮的,還可能因為過季的原因吃不到當季蔬菜,但這些問題在脫水蔬菜面前都迎刃而解。這些看起來皺巴巴的小菜干,食用時只需將其泡進水里,稍等片刻即可食用,營養(yǎng)和風味均能被較好保留。
脫水蔬菜其實起源于“阿波羅”登月航天計劃中。美國航空航天局(NASA)為了讓航天員在太空中也可以吃到蔬菜補充維生素,發(fā)明的冷凍脫水蔬菜技術(shù)。這種技術(shù)可以去除蔬菜中的大部分水分,同時保留營養(yǎng)成分,且重量大幅減輕,便于長期儲存和攜帶。
脫水蔬菜生產(chǎn)車間
除了脫水蔬菜技術(shù),方便面的制作過程中還涉及到其他一些航天科技。例如,高湯萃取技術(shù)、凍干技術(shù)和快速成型技術(shù)也來自航天領(lǐng)域,這些技術(shù)可以更好地鎖住蔬菜與肉類的營養(yǎng),讓速食產(chǎn)品的健康屬性更進一步,并且最大化復(fù)原食材的原本味道。
守護天使:防護氣囊如何成為老年人的安全盾牌
說到衣服,衣服不僅是我們外在形象的裝飾,更是我們身體的守護者。老年人隨著年齡越來越大,身體機能越來越差,這樣就容易發(fā)生摔倒,穿戴式智能防護氣囊就是為了解決這一問題出現(xiàn)的。
穿戴式智能防護氣囊由航天技術(shù)轉(zhuǎn)化而來,其研發(fā)過程涵蓋了精密的電路布線、精心挑選的運動傳感器、處理器芯片的精細編程,以及跌倒數(shù)據(jù)的采集、處理和算法驗證。為了捕捉到跌倒動作的每一個細節(jié),研制團隊成員不惜在實驗室內(nèi)反復(fù)進行模擬跌倒測試,每日多達五六十次的跌倒,只為確保技術(shù)在實際應(yīng)用中的準確性和可靠性。
這款防護氣囊,呈馬甲式外形,重量僅約1千克。它能夠?qū)崟r監(jiān)測并自動感應(yīng)人體的動態(tài),在檢測到跌倒發(fā)生前的那一刻迅速充氣,為主受力部位—髖部提供及時的緩沖保護。這種氣囊的膨脹機制能有效吸收高達90%的撞擊力,顯著減少了跌倒造成的傷害風險。
此外,這款氣囊的充氣模塊設(shè)計為可替換,氣袋也可重復(fù)使用,既經(jīng)濟又環(huán)保。如今,這一高科技產(chǎn)品已經(jīng)走出實驗室,進入市場,成為千家萬戶老年人日常生活中的安全伴侶。
抗震英雄:橡膠隔震支座的建筑保護神力
到了住方面,傳統(tǒng)的抗震技術(shù)側(cè)重于將建筑物的上部結(jié)構(gòu)與地基緊密結(jié)合,用更粗的鋼筋、更多的混凝土澆注,以增強整體的堅固性。實踐證明,僅僅依靠增加材料的用量來提高建筑物的抗震能力,效果并不如預(yù)期那樣理想。
遭地震損毀的建筑
橡膠隔震支座的出現(xiàn)改善了這個問題,它的設(shè)計靈感來源于航空航天領(lǐng)域,特別是火箭發(fā)動機的柔性噴管技術(shù)。這種技術(shù)通過在建筑物的上部結(jié)構(gòu)與地基之間增加隔震層,安裝橡膠隔震支座,實現(xiàn)與地面的“軟連接”。當?shù)孛姘l(fā)生地震時,隔震支座能夠跟隨地震波來回擺動,頂部穩(wěn)穩(wěn)地支撐著建筑物,從而有效降低建筑物上部結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng),減少地震對建筑的破壞。通過這樣的技術(shù),可以把地震80%左右的能量抵消掉。
橡膠隔震支座
此外,橡膠隔震支座還具有良好的耐久性和抗疲勞性能,設(shè)計壽命可達60~70年,有的甚至能夠超過這一設(shè)計壽命。這種技術(shù)的安裝施工并不復(fù)雜,適用于新建或已有的建筑物,因此在地震高烈度地區(qū)及地震災(zāi)后重建項目中得到了廣泛應(yīng)用。
寶貝的舒適宇宙:嬰兒尿不濕與航天科技
新生兒也享受航天科技的福利,尿布濕作為嬰兒的日常用品,它的出現(xiàn)與航天技術(shù)有著密切的聯(lián)系。最初,尿不濕的發(fā)明是為了解決宇航員在太空中的排尿問題。在太空的失重環(huán)境中,傳統(tǒng)的如廁方式無法使用,因此NASA的華人工程師唐鑫源在20世紀80年代利用高分子吸收體材料,發(fā)明了一種能吸水1400毫升的紙尿片,這種紙尿片可以迅速吸收宇航員的尿液并固定,防止泄漏。2003年我國航天英雄楊利偉進入太空時,身上就穿了這樣的紙尿片。
這種材料不僅吸水能力強,而且能夠?qū)⑺直3衷诓牧蟽?nèi)部不回滲,因此它很快被應(yīng)用到了民用產(chǎn)品中,演變成了今天我們所熟知的嬰兒尿不濕。尿不濕的出現(xiàn)極大地方便了父母,減少了洗尿布的負擔,并且為嬰兒提供了更加干凈舒適的環(huán)境。
母親正在給小孩換尿布
未來制造:攪拌摩擦焊接開啟工業(yè)新紀元
在工業(yè)方面,攪拌摩擦焊接是一種在航空航天領(lǐng)域發(fā)展起來的高效、環(huán)保的焊接技術(shù)。這項技術(shù)是英國焊接研究所于1991年發(fā)明的,它利用摩擦熱和機械攪拌相結(jié)合的方式,通過旋轉(zhuǎn)的焊接工具對材料進行加熱和塑化,從而實現(xiàn)材料的連接,無需使用焊料或消耗品。
攪拌摩擦焊
這項技術(shù)的優(yōu)勢在于其焊接過程中材料不發(fā)生熔化,避免了傳統(tǒng)熔焊接過程中可能出現(xiàn)的氣孔、裂紋等缺陷,從而提高了焊接接頭的質(zhì)量和性能。此外,攪拌摩擦焊具有較低的熱輸入,可以減少焊接變形,提高生產(chǎn)效率。
在通行方面,攪拌摩擦焊接技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)從航空航天領(lǐng)域擴展到軌道交通、船舶、汽車、電力電子等多個工業(yè)領(lǐng)域。在汽車工業(yè)中,攪拌摩擦焊接因其輕量化、高效、環(huán)保的特點被用于制造電動汽車部件,有助于提高燃油經(jīng)濟性和續(xù)航里程。
未來,攪拌摩擦焊接技術(shù)有望進一步發(fā)展,通過機器人攪拌摩擦焊接技術(shù)的應(yīng)用,實現(xiàn)更復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的自動化焊接,提高生產(chǎn)效率和焊接質(zhì)量。同時,攪拌摩擦焊技術(shù)在新材料、新工藝的開發(fā)上也具有巨大的潛力和廣闊的應(yīng)用前景。
航空航天技術(shù)的發(fā)展對人民生活質(zhì)量的提高做出了重大貢獻,隨著航天技術(shù)的不斷進步和創(chuàng)新,相信未來會有越來越多的行業(yè)離不開航天技術(shù),人類社會的可持續(xù)發(fā)展將會得到了強有力的支持。
部分信息來源于光明網(wǎng)、新華網(wǎng)、人民網(wǎng)、科普中國等
(科學性審核:李良,中國空間學會科普與教育委員會委員)