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美国航空开发纳米氮化硼涂料 飞机5倍音速飞行不是梦

http://www.coatings.hc360.com2017年10月26日09:39 来源:Technews科技新报T|T

    慧聪涂料网讯:在美国空军的资助之下,美国国家航空暨太空总署(NASA)与美国宾汉顿大学成功找到了可以提升飞机飞行速度的涂覆材料,透过一种称为氮化硼的散热涂料加持,未来10年内,飞机可能在不到1小时的时间用5倍音速从美国东岸飞到西岸!

    虽然,目前氮化硼的单价高达每克1,000美元,初步商业化之后小老百姓们也是坐不起的,第一波乘客名单必须留给那些时间等于金钱的商人,但这无碍于人们尽情想像未来的科幻式超音速旅游。

    让车辆维持高速行驶的关键在于承受行进途中产生的强烈热能,比如已经退役的超音速客机“协和号”,其表面硬铝材质使飞机能在1万5千米的高空承受高达127℃的摩擦高温,以2.02马赫(即时速2,474公里,1马赫等于1倍音速)的速度飞行,当年,协和号客机从伦敦飞抵纽约仅耗时约2小时53分钟,创下航班飞行最快纪录。换句话说,除了稳定的机身结构与轻重量外,涂覆飞机的材料更是让飞机能否超音速飞行的关键。

    最近,NASA与美国宾汉顿大学合作进行有关超音速飞机的研究,并确定了以纳米氮化硼管(boron nitride nanotube,缩写BNNT)为机身涂覆材料,能承受比目前用于飞机的纳米碳管高2倍的温度。研究已发布在《科学报告》期刊。

    纳米碳管(Carbon Nanotube,缩写CNT)是一种管状碳分子,由于具超强的抗拉强度(比同体积钢的强度高100倍)和耐受度(可承受高达400℃的温度)而应用于高端航太或跑车,不过现在研究表明,纳米氮化硼管可承受高达900℃的温度,让飞机以时速6,400公里飞行,且比纳米碳管还轻。

    预计十年后应用到商业飞机

    纳米氮化硼管材料势必首先应用于战斗机或太空探测器,但只要10-20年,商业航空旅行的体验将与如今大不相同,成为飞机的标准制造材料。除了应用在飞机表面外,纳米氮化硼管也可添加到陶瓷或金属,使其变得更坚固,在环保型汽车或纳米电子学领域或许能有所贡献。

    目前纳米氮化硼管材料的最大问题是价钱,每克要价1,000美元,如此高昂的成本来生产产品是不切实际的。不过,高质量的纳米碳管在20年前也大约是这种价格,现在每克成本仅需10-20美元,宾汉顿大学机械工程系副教授Changhong Ke认为,纳米氮化硼管也会走上类似的路。目前,NASA是全球少数能生产优质纳米氮化硼管的机构之一,如果往后有更多研究介绍纳米氮化硼管的性能,或NASA具备量产技术,价格就会开始下跌。

责任编辑:张兰

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