“材料是發(fā)明之母”。新型材料是軍事高技術發(fā)展的物質(zhì)基礎和突破口,誰能更快地開發(fā)和應用具有特定功能的材料,誰就擁有更強大的技術潛力。這一點,在武器裝備的研制中表現(xiàn)得特別明顯。在許多情況下,新研制的武器裝備性能上不去,并不是技術原理沒搞對,也不是結(jié)構(gòu)設計有問題,而是由于找不到、造不出、買不來符合特定要求的特殊材料。正因為如此,各國的軍用高技術計劃,無不把新材料的研究與開發(fā)作為重要內(nèi)容之一。
目前,世界各國主攻的軍用新型材料主要集中在高溫材料、功能材料和復合材料幾個方面。高溫材料主要是解決各種各樣發(fā)動機制造所使用的材料問題,如汽車、坦克、軍艦、飛機的發(fā)動機,發(fā)射導彈和人造衛(wèi)星的運載火箭,等等。一般來說,材料耐高溫性能越好,用它做出來的發(fā)動機水平就越高。根據(jù)理論計算和試驗發(fā)現(xiàn),發(fā)動機的工作溫度每提高100度,它的推力就可提高15%左右。從50年代以來,噴氣發(fā)動機的性能有了很大的提高:推重比增加了2倍,燃燒效率提高了1倍,大修間隔時間由100小時延長到1萬小時,提高了近100倍,其中一個重要原因,就是提高了發(fā)動機材料的耐高溫性能。目前正在研究中且比較有希望的耐高溫材料是陶瓷材料,用陶瓷材料做發(fā)動機的渦輪,不用冷卻,工作溫度就可達到1500度至1600度,但缺點是容易碎,用作發(fā)動機葉片,實驗中最好的結(jié)果是工作7個小時。7個小時做飛機發(fā)動機不行,但作為導彈發(fā)動機卻綽綽有余,比如,洲際導彈打12000公里,只需半個小時,用陶瓷做導彈發(fā)動機,可謂再好不過了。
功能材料是指具有各種各樣特殊功能的材料,比如:電光材料、電聲材料、隱身材料、“記憶”材料等。這些材料在軍事上的應用效果,令人嘆為觀止。比如,使用對紅外線敏感的材料做成的“光電眼”,能夠從離地數(shù)萬公里的太空,發(fā)現(xiàn)地球表面的導彈發(fā)射;使用對氣味敏感的材料做成的“電鼻子”,能夠代替人發(fā)現(xiàn)某些特殊的氣味;除了敏感材料外,還有一種叫做“形狀記憶合金”的功能材料,這種材料的特點是,一旦賦予它所要求的形狀后,你可以改變環(huán)境條件,隨心所欲地把它變成別的樣子,什么時候想恢復原狀,只要把環(huán)境條件再變回去就行了。美國人搞阿波羅登月的時候,需要把一個很大的半球形天線放到月球表面上,可是登月艙很小,怎么辦呢?技術人員想出一個點子:先在地面上用記憶合金造一個又大又薄的天線,造好后,經(jīng)過冷卻,折疊彎曲成一個小球,到月球上經(jīng)陽光一照射,又恢復了原來的形狀。
所謂復合材料是指把兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料經(jīng)過加工,復合形成一種材料,從而克服單一材料所存在的某些弱點,發(fā)揮各個組成材料各自優(yōu)點,提高材料的綜合性能。這就叫取長補短,相得益彰。這種特性在軍事上的應用價值特別大。比如,軍用飛機和衛(wèi)星,要又輕又結(jié)實;軍用艦船,要又耐高壓又耐腐蝕。這些苛刻的要求,只有借助新材料技術才能解決。復合材料的特點是強度大,比重小,成形容易,性能優(yōu)異,可以兼有電磁波透過性、抗腐蝕、導熱、隔熱、耐高(低)溫、隔音、減震等性能,是制造飛機、火箭、航天飛行器的理想材料。
軍用新材料是高技術武器裝備的命根子,各個國家控制得都非常嚴格。在軍火市場上,你可以買到火炮、坦克、飛機、軍艦,可能買到導彈、雷達、電子設備,卻很難買到制造這些裝備的新材料;如果想得到制造這些新材料的高技術,那就更難上加難了。要想獨立自主地發(fā)展本國的國防科技和武器裝備,非下功夫自力更生解決各種新型材料不可。
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