冬奥会的火炬跟夏季奥运会不一样,室外的环境温度很低,零下几十度,而火炬燃烧的温度又很高,有几百度,要经受的是冰与火的双重考验。
这次咱们北京冬奥会的火炬“飞扬”使用的是碳纤维材料。
听起来好像不新鲜,但实际上这是一种非常神奇的材料,也是被美国和日本长期垄断,技术封锁的新材料之王,中国人花了几十年技术攻关,才终于取得突破。
奥运火炬(奥运火炬用的什么燃料)
大家好,我奥利给!
时间来到2020年的7月,飞扬火炬的设计初稿从182个海选方案当中脱颖而出,入围之后根本来不及庆祝,大量的修改工作就扑面而来。
有一天,设计师李剑叶脑海当中突然闪过了一个镜头,一面在风中高高飘扬的五星红旗,这是电影《我和我的祖国》里的精彩片段。
有了,他决定彻底推翻以前的方案,要让火炬呈现出红旗漫卷、向上飘扬的浪漫。
之前的方案叫做瓷火之心,火炬的火焰是从里面的瓷心燃烧冒出来的,而现在要彻底改成一个空心的螺旋上升式的飘带,出火口改在了飘带的边缘上。
新的设计方案美是美啊,像飘带、像长城、像赛道,又像起伏的山峦、翻腾的火龙,道法自然、天人合一!
用什么样的材料才能做出这样柔美的线条呢?
再有,火炬的燃料使用的是氢能!它燃烧的产物只有水,没有二氧化碳,所以是完全零排放的一种能源,它足够绿色环保,这是我们北京冬奥的一大亮点。
但是氢燃烧的温度在800度以上,而且没有燃烧的内芯,是直接在火炬的外壳顶端燃烧。
什么样的材料才能够耐得住800度以上的高温,不起泡不开裂呢?
这一次我们选用的是中国公司自己研发的耐高温碳纤维材料,神奇的碳纤维,被誉为新材料之王!
碳纤维首先它是碳,含碳量高达95%,但同时它又是纤维,就像我们平时穿的衣服,纺织的这种纤维一样,是非常柔软的,加工性是非常强的。
听起来是不是很矛盾?是的,既有百炼钢,又有绕指柔!
这样一种神奇的材料,首先就是运用在航天航空,像战斗机、战略导弹、火箭、卫星,包括尖端武器、赛车、土木工程、竞技体育等等。
碳纤维的技术有着非常森严的技术壁垒,只有日本、美国等少数发达国家掌握了它的关键核心技术,对我们中国是长期技术封锁和产品垄断的。
跟芯片一样,人家是可以随时断供的,俄罗斯的大飞机MC-21就被美国和日本断供过T800碳纤维,中国的C919用的也是进口的T800高能碳纤维,我们同样也面临着断供的风险。
它的质量比铝要轻,但是强度却比钢铁还要硬,而且耐腐蚀,耐高温。
在同样的载荷下,如果用钛合金,航天器可以减重30%,如果利用碳纤维的复合材料呢,减重能够达到80%以上。
不要小瞧这个重量啊,我们的战斗机有5个核心指标:发动机推重比、巡航的速度、作战的半径、机动性能,还有就是有效载荷。
战斗机使用碳纤维材料的比重越大,飞机本身的重量就越轻,发动机的推重比自然就更大,我速度就快,飞得就远,性能就强,我装得也就更多。
所以这个碳纤维复合材料到底用了多少,这个使用量已经成为衡量战斗机先进程度的一个重要指标,美国的F22的比例是24%,F35的比例是35%。
我们国产碳纤维研究起步非常晚,2000年左右才开始。
2005年,国外开始对中国进口小丝束碳纤维进行封锁,这个小丝束碳纤维主要用于航空航天领域,战斗机就麻烦了!
但这种封锁和打压,激发了中国科研人的奋发和努力,在几十年如一日的攻关下,国产碳纤维核心技术不断突破!
2021年,咱们的歼20大幅列装,让碳纤维一夜走红!咱们的比例有多少?专家分析应该在20%以上。
而且根据媒体公开的报道,歼20采用的是T700级碳纤维,领先美国F-22的T300材料技术水平。
刚才我们提到的C919需要的T800级碳纤维我们也已经实现了低成本国产化,北京冬奥会的雪车就采用了国产T800级碳纤维复合材料。
是的,我们不但在逐步实现突破,而且已经开始量产,可以自给自足。
美日垄断的时候,碳纤维的价格你们知道有多少吗?1万美元一公斤,如今呢?800美元一公斤!
美日等西方国家想利用碳纤维材料遏制中国崛起的图谋彻底破产。
说回我们今天的主题——冬奥火炬,认识了碳纤维这种神奇的材料之后我们就明白了,为什么我们冬奥的火炬会这么轻盈,这么坚固,这么美丽了吧!
科技让冬奥火炬高高飞扬,也点亮了中国人的骄傲!#北京冬奥开幕式中国代表团旗手确定##关注北京冬奥会##科技冬奥##冬奥火炬传递的中国式浪漫#
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