穿“泳衣”的导弹你见过吗?

发布时间:2023-05-06 17:02:19  |  来源:中国网  |  作者:姚琰  |  责任编辑:李汀
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2000年悉尼奥运会游泳比赛中,澳大利亚选手伊恩·索普身着覆盖全身的新型泳衣,一举打破三项世界纪录,拿下三金两银,鲨鱼皮泳衣由此名震天下。鲨鱼皮泳衣并不是真用鲨鱼的皮肤做的泳衣,而是一种仿生学设计,研究人员发现:鲨鱼的皮肤并不是光滑的,而是由许多鳞片构成一幅类似锁子甲的结构,这种结构能够让水高效通过,减少水的阻力。

1506年,意大利科学家达·芬奇首先提出物体在流体中运动会受到阻力的观点,此后,牛顿等著名科学家都曾作有关研究,直到1904年普朗特提出边界层理论后,才认识到流动阻力的实质。物体在流体中运动受到的阻力近似的分为摩擦阻力和压差阻力,其中摩擦阻力是物体表面剪切力产生的流动阻力,物体附近很薄的一层(边界层),粘性引起的摩擦起着主要的作用,边界层外,粘性力可以忽略;压差阻力则是垂直于物体表面的压力产生的对流体流动的阻力,大小主要和飞行器、航行器流线型设计有关。

两种阻力中,摩擦阻力占主要地位且不可避免,摩擦阻力的存在会增加能源消耗减小导弹的航程,因此摩擦阻力是越小越好。

受自然界仿生学启发,一些科学家已经开始了边界层流动控制减阻的研究。生物(动物和植物)在漫长的生息繁衍中进化出了许多超出人类想象的特殊微结构,其表面摩擦阻力和压差阻力也都相当低。科学家从海豚身上仿生制造出柔顺壁面,从鲨鱼盾鳞结构仿生制造出复杂肋条结构,从荷叶表面的乳突结构制造出超疏水结构壁面,都可以起到减阻效果。

相信不久的将来,这种一种或者结合多种特点的仿生“泳衣”会制造出来,我们的导弹也可以穿上减阻仿生“泳衣”,自如的实现空中飞行和水下航行。

航天三院三部水下装备总体部 姚琰

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