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美空軍資助開(kāi)發(fā)納米氮化硼涂料，飛機(jī)以5倍音速飛行不是夢(mèng)

2017-10-19 14:05:00 作者：本網(wǎng)發(fā)布分享至：

在美國(guó)空軍的資助之下，美國(guó)國(guó)家航空暨太空總署（NASA）與美國(guó)賓漢頓大學(xué)成功找到了可以提升飛機(jī)飛行速度的涂覆材料，透過(guò)一種稱為氮化硼的散熱涂料加持，未來(lái)10年內(nèi)，飛機(jī)可能在不到1小時(shí)的時(shí)間用5倍音速?gòu)拿绹?guó)東岸飛到西岸！

雖然，目前氮化硼的單價(jià)高達(dá)每克1,000美元，初步商業(yè)化之后小老百姓們也是坐不起的，第一波乘客名單必須留給那些時(shí)間等于金錢(qián)的商人，但這無(wú)礙于人們盡情想像未來(lái)的科幻式超音速旅游。

讓車(chē)輛維持高速行駛的關(guān)鍵在于承受行進(jìn)途中產(chǎn)生的強(qiáng)烈熱能，比如已經(jīng)退役的超音速客機(jī)“協(xié)和號(hào)”，其表面硬鋁材質(zhì)使飛機(jī)能在1萬(wàn)5千米的高空承受高達(dá)127℃的摩擦高溫，以2.02馬赫（即時(shí)速2,474公里，1馬赫等于1倍音速）的速度飛行，當(dāng)年，協(xié)和號(hào)客機(jī)從倫敦飛抵紐約僅耗時(shí)約2小時(shí)53分鐘，創(chuàng)下航班飛行最快紀(jì)錄。換句話說(shuō)，除了穩(wěn)定的機(jī)身結(jié)構(gòu)與輕重量外，涂覆飛機(jī)的材料更是讓飛機(jī)能否超音速飛行的關(guān)鍵。

最近，NASA與美國(guó)賓漢頓大學(xué)合作進(jìn)行有關(guān)超音速飛機(jī)的研究，并確定了以納米氮化硼管（boron nitride nanotube，縮寫(xiě) BNNT）為機(jī)身涂覆材料，能承受比目前用于飛機(jī)的納米碳管高2倍的溫度。研究已發(fā)布在《科學(xué)報(bào)告》期刊。

納米碳管（Carbon Nanotube，縮寫(xiě)CNT）是一種管狀碳分子，由于具超強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度（比同體積鋼的強(qiáng)度高100倍）和耐受度（可承受高達(dá)400℃的溫度）而應(yīng)用于高端航太或跑車(chē)，不過(guò)現(xiàn)在研究表明，納米氮化硼管可承受高達(dá)900℃的溫度，讓飛機(jī)以時(shí)速6,400公里飛行，且比納米碳管還輕。

預(yù)計(jì)十年后應(yīng)用到商業(yè)飛機(jī)納米氮化硼管材料勢(shì)必首先應(yīng)用于戰(zhàn)斗機(jī)或太空探測(cè)器，但只要10~20年，商業(yè)航空旅行的體驗(yàn)將與如今大不相同，成為飛機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)制造材料。除了應(yīng)用在飛機(jī)表面外，納米氮化硼管也可添加到陶瓷或金屬，使其變得更堅(jiān)固，在環(huán)保型汽車(chē)或納米電子學(xué)領(lǐng)域或許能有所貢獻(xiàn)。

目前納米氮化硼管材料的最大問(wèn)題是價(jià)錢(qián)，每克要價(jià)1,000美元，如此高昂的成本來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品是不切實(shí)際的。不過(guò)，高質(zhì)量的納米碳管在20年前也大約是這種價(jià)格，現(xiàn)在每克成本僅需10~20美元，賓漢頓大學(xué)機(jī)械工程系副教授Changhong Ke認(rèn)為，納米氮化硼管也會(huì)走上類(lèi)似的路。目前，NASA是全球少數(shù)能生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)納米氮化硼管的機(jī)構(gòu)之一，如果往后有更多研究介紹納米氮化硼管的性能，或NASA具備量產(chǎn)技術(shù)，價(jià)格就會(huì)開(kāi)始下跌。

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