美空军资助开发纳米氮化硼涂料,飞机以 5 倍音速飞行不是梦

时间:2017-12-2 16:30:00 来源:涂料经 添加人:admin

  在美国空军的资助之下,美国国家航空暨太空总署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。

  纳米碳管是一种管状碳分子,由于具超强的抗拉强度和耐受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。

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