理论教育 金属橡胶:飞行中随时调整的翅膀和能量吸收技术

金属橡胶:飞行中随时调整的翅膀和能量吸收技术

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:图12-1 自由飞翔的鸟类科学家对鸟类研究后发现,在飞行时,鸟类能根据需要随时改变翅膀的形状,以适应不同的飞行状态。金属橡胶内部由金属丝相互嵌合而成,在受到来自外部的振动冲击时,金属丝之间将会发生滑移,由此产生的摩擦力可以耗散振动或冲击能量。图12-3 金属橡胶制成的履带金属橡胶材料与普通橡胶材料相比,其最大的特点是可以通过生产过程中工艺手段的不同来控制其弹性。

金属橡胶:飞行中随时调整的翅膀和能量吸收技术

“在你的心上自由地飞翔,灿烂的星光永恒地徜徉……”一首脍炙人口的《自由飞翔》传唱在神州大地,红遍全国大街小巷。人类一直有一颗自由飞翔的心,从一个筋斗十万八千里的孙悟空,到身披斗篷的超人,再到科幻漫画中的铁臂阿童木,人类总幻想着能够拥有像鸟类一样的翅膀,可以在天空中自由地翱翔(见图12-1)。

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图12-1 自由飞翔的鸟类

科学家对鸟类研究后发现,在飞行时,鸟类能根据需要随时改变翅膀的形状,以适应不同的飞行状态。仿生学一直是科学研究的热点,但即使在科技已经高度发达的今天,人类仍无法制造出这样的智能飞行翅膀来模仿鸟类的飞翔。

金属橡胶的出现是材料学上的一次革命,它为人类的这种渴望带来了曙光。有了这种既具备金属的特性又有橡胶伸缩自如特点的新材料,未来的飞机就可以拥有像鸟儿一样根据需要改变形状的翅膀,使得飞行不仅更经济,而且更有效,更安全。

金属橡胶构件既具有金属的固有特性,又具有类似于橡胶一样的弹性,是天然橡胶的模拟制品。它在外力的作用下尺寸可以增大2~3倍,外力卸除后便可恢复原状。这种材料在变形时仍能够保持其金属特征,具有毛细疏松结构,特别适合于高低温、大温差、高压、高真空、强辐射、剧烈振动及强腐蚀等环境下工作。

金属橡胶还可以作为减振材料和密封材料。它是以金属丝为原材料经过特殊工艺成形的构件,具有橡胶一样的弹性,可以像普通橡胶那样振动时吸收大量的能量,加入不同的金属还可以耐腐蚀且不易老化,是传统橡胶的最佳替代品。金属橡胶垫如图12-2所示。

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图12-2 金属橡胶垫

金属橡胶技术已广泛应用于国内外工业生产,特别是在减振、密封、吸声降噪等领域应用前景广阔。

金属橡胶内部由金属丝相互嵌合而成,在受到来自外部的振动冲击时,金属丝之间将会发生滑移,由此产生的摩擦力可以耗散振动或冲击能量。图12-3所示用金属橡胶制成的履带既可以翻山涉水,又没有太大的振动。(www.daowen.com)

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图12-3 金属橡胶制成的履带

金属橡胶材料与普通橡胶材料相比,其最大的特点是可以通过生产过程中工艺手段的不同来控制其弹性。金属橡胶密封结构(见图12-4)类似蜂窝状密封结构,可以改善气流方向,密封效果十分理想。

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图12-4 金属橡胶密封圈

金属橡胶材料从表到里都具有大量的互相连通的微孔和缝隙,具有透气性,属于多孔吸声材料,正好能满足人们吸声降噪的要求。其原理是当声波传入金属橡胶内部后,会引起孔隙中的空气产生振动并与金属丝发生摩擦,由于黏滞作用,声波转变为热能而消耗,因此可以达到吸收声音的效果。

尽管金属橡胶在可变形机翼飞机(见图12-5)和机器触觉手套上的应用前景已经开始崭露头角,但它还是最有可能更多地出现在一些更低级、更实用的场合(如需要在极端条件下工作的柔性导电线圈等),利用它制造的便携式电子产品(如手机、掌上电脑),可以任你折腾,再也不用担心被摔坏啦!

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图12-5 变形机翼飞机

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