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那些走入千家万户的“黑科技”
来源:国家国防科工局    发布日期:2021年10月29日    点击率:2488次

  在一般人印象里,高精尖技术总是蒙着层神秘的面纱,显得那么深不可测。甚至有人藉此戏称其为“黑科技”。而实际上,我们身边一些再普通、再熟悉不过的物件,其核心技术就源自这些“黑科技”。


  手机竟用上潜艇设备


  如今的汽车、轮船等交通工具上,卫星导航系统已经是标配。甚至连小小的手机,也不乏植入了卫星导航芯片的款型,而且有美国GPS系统、中国“北斗”系统、俄罗斯“格洛纳斯”系统,以及欧盟“伽利略”四种不同的系统可供用户选择。卫星导航系统给百姓生活带来的便利自不必多言。卫星导航这种妥妥的“黑科技”,最初可不像现在这样应用广泛。20世纪70年代,正值冷战高峰。美国为了给陆海空三军提供实时、全天候和全球性的导航服务,以便为地面部队指明道路,为导弹、飞机提供精确制导,遂着手研发GPS全球卫星导航定位系统。到1994年,该系统全面建成,导航信号能覆盖全球98%的范围。不到30年的时间里,全球卫星导航从“黑科技”变成了“日用品”。


  其实,除卫星导航外,另一种高精尖的导航设备——陀螺仪,也被现在很多手机所采用。智能手机之所以能感知使用者的状态,比如记录人每天走了多少步,就是因为安装了陀螺仪的缘故。最初,陀螺仪的主要用途,是给潜艇、舰船、飞机等进行导航,随着技术的发展,陀螺仪越做越小,并与电子技术结合,成本也不断降低,这就使得“黑科技”服务大家的生活成为可能。


  尿不湿和脱水蔬菜的最初用途


  汇聚了人类高精尖技术的航天事业,也有不少“黑科技”外溢到其他领域。当年为解决宇航员穿脱航天服不便而研发出的尿不湿,后来也被各国空军长航时战机飞行员所采用。在民间,尿不湿则是婴幼儿及一些泌尿疾病患者不可或缺的物件。


  载人航天器上不仅“寸土寸金”,而且必须“克克计较”。于是,就连罐头也无法满足载人航天对食品体积与重要的要求。在这种情况下,冷冻脱水蔬菜应运而生。经过这种技术处理的蔬菜,几乎能除去所含全部水分,将其重量降低20%,但同时能保留98%的营养成分,并保留蔬菜原有色泽和风味。食用前只要将其浸入清水即可令蔬菜复原。冷冻脱水蔬菜不仅满足了航天需求,而且因其易于贮存与运输而被引入一些国家的食品储备库,用于满足蔬菜供应淡旺季的市场需求。


  人人都能变身“钢铁侠”


  科幻大片中,经常出现一些普通人借助高科技装备成为“超级英雄”的桥段,那么现实中,有没有这种设备呢?20世纪60年代,美国通用电气公司就联合康奈尔大学研发过一套名为“哈迪曼”设备,人类穿戴上它后曾成功举起过675千克的重物,远超举重世界记录。这个神奇的“哈迪曼”,实际是一款外骨骼原理样机,当年由于过于复杂,这一可以让人举起自身十余倍重量的“黑科技”并未能投入实用。如今,随着材料科学、控制技术和人工智能的发展,被视为“黑科技”的外骨骼,已开始进入很多领域。


  其中,最为人们熟知的,大概是各种军用外骨骼了。在单兵负重越来越大的情况下,外骨骼的出现,有效节约了士兵体力。在民用领域,外骨骼作为医疗设备,可以帮助多发性硬化症、严重关节炎等疾病的群体克服行动困难。此外,与日常生活密切相关的快递行业,也用上了外骨骼,众多快递员变身“钢铁侠”,从而大幅提高分拣快递的效率。


  从舰船清洗到餐具清洗


  藤壶是一种附着于海边岩石上的有石灰质外壳的节肢动物,常形成密集的群落。它若附着在船底,将使航速大为降低。日俄战争期间,为增援部署在中国旅顺的俄国太平洋第一舰队,俄国太平洋第二舰队从波罗的海出发,经过北海,穿过英吉利海峡,一路南下,绕过非洲好望角,穿过印度洋、马六甲海峡、台湾海峡、黄海,进入对马海峡,历时7个多月,行程超过3万公里。在此期间,由于无法入坞维护,俄国军舰船底附着了大量海洋生物,严重影响了航速,为对马海战俄国舰队的最终失败埋下了伏笔。清理船底附着物的重要性由此足见一斑。


  不过,清理藤壶特别麻烦。原因是这种生物会分泌一种不溶于水、稀酸和稀碱,且黏着力极强的藤壶胶,藤壶就是靠它与附着体“不离不弃”。清理藤壶时就算用铲刀铲也极为费劲。为解决这个难题,空化射流清洁技术应运而生。简单地说,该技术通过控制水压、流速等参数,让水流在流经空化喷嘴时产生大量空泡。利用这些空泡在接触传递表面时溃灭产生的冲击与局部极端高温高压环境,清除掉附着在船底的藤壶等海洋生物。同样空化射流技术也被应用到了民用领域,方太洗碗机就运用了同款技术原理的高能气泡洗来解决中式厨房的餐具清洗问题。


  以上,仅仅是各种高能“黑科技”造福千家万户诸多事例中的“冰山一角”而已。如果你留心观察周边事物并一究到底,定会有更多意外发现。

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