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新華網(wǎng)北京9月3日電(記者喻菲)中國(guó)利用神舟飛船返回著陸的降落傘技術(shù)制造了巨幅國(guó)旗和軍旗。9月3日紀(jì)念抗戰(zhàn)勝利70周年的大閱兵中,直升機(jī)懸掛著這兩面旗幟,以每小時(shí)180公里的速度飛過天安門。

國(guó)旗長(zhǎng)9米、寬6米,軍旗長(zhǎng)7.5米、寬6米。這是中國(guó)首次懸掛如此巨大的旗幟,以如此高的速度飛行展示。要讓國(guó)旗、軍旗在高速飛行中迎風(fēng)招展卻完好無損,其實(shí)并不簡(jiǎn)單,這曾是閱兵籌備中的一大難題。

在距離閱兵還有一百天左右的時(shí)候,中國(guó)空間技術(shù)研究院北京空間機(jī)電研究所接到了援助請(qǐng)求。當(dāng)時(shí),巨幅紅旗高速飛行時(shí)破損、展示效果差的難題,已經(jīng)困擾了閱兵籌備單位數(shù)月。作為中國(guó)唯一航天器回收著陸技術(shù)研制單位,北京空間機(jī)電研究所立即組織降落傘專家對(duì)紅旗開展研制。

北京空間機(jī)電研究所閱兵紅旗項(xiàng)目負(fù)責(zé)人江長(zhǎng)虹說,閱兵時(shí)掛在飛機(jī)鋼索上的紅旗會(huì)受到巨大的氣流沖擊,承受的風(fēng)力超過超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。“日常使用的紅旗在這種風(fēng)速下馬上就會(huì)被撕成布條。”

但是,閱兵保障單位提出了紅旗不僅不能隨意擺動(dòng),還要處于舒展?fàn)顟B(tài),并且高速飛行后絲毫無破損的要求。

紅旗與降落傘在空中的狀態(tài)既有相似之處,又不完全一樣,對(duì)于降落傘專家來說,這也是一個(gè)新課題。

專家說,從傳統(tǒng)氣動(dòng)力學(xué)的角度來看,沒有任何“負(fù)擔(dān)”的紅旗在空中的載荷,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于拉著重達(dá)3噸左右的神舟飛船返回艙的降落傘。然而,正是由于這種輕飄飄的狀態(tài),讓紅旗在高速行進(jìn)中不受控制地恣意甩動(dòng)起來,這導(dǎo)致在以往的歷次演練中,飛行很短時(shí)間紅旗就發(fā)生了嚴(yán)重破損。

江長(zhǎng)虹說,每一個(gè)時(shí)刻紅旗的擺動(dòng)形狀都完全不同,對(duì)應(yīng)的每一個(gè)形狀下風(fēng)吹在旗面上的力也是不同的,必須計(jì)算清楚每一時(shí)刻風(fēng)吹在紅旗上每一處的力有多大,這就是流體力學(xué)問題。紅旗受到風(fēng)吹的力后,又需要馬上計(jì)算清楚紅旗會(huì)怎么擺動(dòng),這就是固體力學(xué)問題。本來單獨(dú)的流體力學(xué)問題和單獨(dú)的固體力學(xué)問題已經(jīng)十分復(fù)雜,把這兩個(gè)問題交融在一起,解決起來就更難了,是當(dāng)前全世界公認(rèn)的難題。

專家建立了巨幅紅旗在高速流場(chǎng)中動(dòng)力學(xué)特性的仿真模型,進(jìn)行了大量的模擬計(jì)算。計(jì)算后,專家們開出了“藥方”:首當(dāng)其沖的是限制紅旗的劇烈擺動(dòng),其次是改用新型合適的材料,最后是提高縫紉和卷邊處理的精良度。

紅旗采用了與神舟飛船降落傘一樣的特制布料。江長(zhǎng)虹說:“用這種材料制作的降落傘可承載重達(dá)3噸的載人飛船返回艙,降落傘折疊起來還能放入一個(gè)大號(hào)的行李箱。如果用此種布料做一件衣服,重量比一個(gè)雞蛋還輕。這種材料已大量應(yīng)用到生活用品上,比如現(xiàn)在流行的超輕透氣的戶外皮膚風(fēng)衣,攜帶方便結(jié)實(shí)耐用的購(gòu)物袋等。”

但是,用這種材料制作的紅旗太透光,飛行起來的展示效果不好。因此,北京空間機(jī)電研究所請(qǐng)專門的材料研制廠家在布料上涂了一層特制涂料,既使紅旗的透光性恰到好處,保證了地面遠(yuǎn)距離觀看時(shí)的鮮艷度,又使紅旗有很好的防雨能力,足以應(yīng)對(duì)中雨、大風(fēng)等惡劣天氣。在一次飛行演練中,瓢潑大雨不期而至,紅旗在近一個(gè)小時(shí)的淋雨飛翔中,經(jīng)受住了考驗(yàn)。

專家介紹,巨型紅旗的技術(shù)含量不光體現(xiàn)在設(shè)計(jì)上,制作上也有“針功夫”。紅旗很大,沒有那么寬的整片布一氣呵成,因此用了航天降落傘縫紉技術(shù),將七片布料拼接而成。這種技術(shù)本質(zhì)上和平時(shí)縫紉衣服是一樣的,但對(duì)縫紉機(jī)選擇、縫合形式、縫紉寬度、縫線針腳長(zhǎng)度、縫線松緊程度、縫線的材料等都有嚴(yán)格要求,必須滿足航天標(biāo)準(zhǔn)要求才能使用。如果按照航天標(biāo)準(zhǔn)制作服裝,穿幾十年也不會(huì)開線。

據(jù)介紹,北京空間機(jī)電研究所先后完成了飛行器數(shù)據(jù)艙、返回式衛(wèi)星等30多種型號(hào)回收系統(tǒng)的研制,使中國(guó)成為世界上第三個(gè)獨(dú)立掌握航天器返回技術(shù)的國(guó)家,回收成功率居于世界先進(jìn)水平。

[責(zé)任編輯: 黃銳]

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