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        古老折紙技巧解決太空挑戰(zhàn)

        2021-03-18 09:40:40朱崇愷
        知識(shí)就是力量 2021年2期
        關(guān)鍵詞:折痕折紙古老

        朱崇愷

        在太空旅行中,火箭科學(xué)家遇到的一個(gè)挑戰(zhàn)是對(duì)燃料的管理。在1960—1970年美國(guó)太空計(jì)劃的初期,研究人員試圖開(kāi)發(fā)圓形氣球來(lái)儲(chǔ)存和泵送液態(tài)氫燃料,但最終他們失敗了。在太空低溫的環(huán)境下,試圖將液態(tài)燃料壓入之時(shí),氣囊堅(jiān)持不到5個(gè)使用周期就會(huì)破碎或泄漏。最后研究人員放棄了這項(xiàng)研究,轉(zhuǎn)而依靠不太理想的推進(jìn)劑管理設(shè)備。當(dāng)前的系統(tǒng)使用金屬板和表面張力原理來(lái)管理液體燃料,但是該系統(tǒng)速度較慢,只能輸送出少量燃料,因此油箱的尺寸受到限制。

        ?折紙風(fēng)格的塑料燃料囊,在超低溫下反復(fù)加壓、減壓也不會(huì)破裂

        美國(guó)華盛頓州立大學(xué)的研究人員從東方古老的折紙藝術(shù)中尋找靈感,利用折紙復(fù)雜的形狀和有趣的機(jī)械性能。折紙的折痕分散了材料上的應(yīng)力,使其不太可能被撕裂。新設(shè)計(jì)的燃料罐被形象地稱為“膀胱”。研究人員在約-200℃的液氮中對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試,“膀胱”可以被擠壓至少100次而不會(huì)發(fā)生破裂或泄漏。

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