书城科普交通知识大闯关(青少年科普知识阅读手册)
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第6章 F

帆船

帆船是利用风力前进的船,起源于居住在海河区域的古代人的水上交通运输工具。1851年,英国举行环怀特岛国际帆船赛。1870年,美国和英国首次举行横渡大西洋的美洲杯帆船赛。帆船分稳向板帆艇和龙骨帆艇两类。稳向板帆艇轻快灵活,可在浅水中行驶,奥运会项目中的飞行荷兰人型、荷兰人型、470型、星型、托纳多型等均属此类,是世界最普及的帆船。龙骨帆艇也称稳向舵艇,体大不灵活,稳定性好,帆力强,只能在深水中行驶。奥运会项目中的暴风雨型、索林型等均属此类。比赛在海面进行,场地由3个浮标构成等边三角形,每段航道长度为2~2.5海里。比赛为绕标航行,共进行7场,取其中成绩最好的6场之和评定总分,总分少者名次列前。每场计分方法为第一名0分,第二名3分,第三名5.7分,第四名8分,第五名10分,第六名11.7分,第七名13分,后续每个名次加1分。1896年被列为首届奥运会比赛项目,因天气不好未举行。1900年再次被列为奥运会比赛项目。原为男女混合项目,从1988年奥运会起男女分设。

法国的高速列车

1981年9月27日,法国研制的世界上速度最快的第一代高速列车在法国巴黎—里昂线上投入商业运行。该车最高时速可达280千米,并使巴黎到里昂间的火车旅行时间缩短了2倍多,经济效益显著。1988年4月14日,在法国贝尔福举行了法国铁路公司设计,并与阿尔斯道木公司合作建造的首列横渡海峡的高速火车的总装成功仪式,它标志着第二代高速火车正式问世。这列高速火车每列由10节车厢组成,共有485席座位。它正常运营在海峡线路段时最高速度达300千米/时,其他延伸路段为220千米/时。牵引、空气动力学、制动和牵引电流的集电等方面采用的一系列新技术是高速火车得以大幅度提速的主要原因。它的同步发动机主机能转变成交流发电机,为制动变阻器提供电流。同时采用新型制动盘,把新型制动设备与一个微处理机自动系统结合,得以避免抱死车轴。它精心设置了悬浮减震设备,以及新型低噪音、低震动空调设备。由于采用了新型的发动机及制动和悬浮设备,因此机车、设备和路轨维修费用大大降低。目前这列高速火车频繁往返于穿越英吉利海峡的海底隧道。

方向盘在中间的小轿车

有一种号称是世界上驾驶室最宽的小轿车,它的方向盘在驾驶室的中间位置。目前只有两辆,一辆在美国,一辆在法国巴黎。这种车有12个气缸,排气量4.4升,发动机功率为268千瓦(365马力)。由于结构特殊,驾驶起来比较困难,驾驶员需具备高超的技术。

防机翼紊流技术

防止机翼表面的气流变为紊流是20世纪80年代的一项技术。MD-94等飞机就采用了这种技术。方法是在机翼表面用电子束加工出成千上万的微小浅孔,每平方厘米达125万个。

这些表面浅孔有效地吸收了“涡旋气流—紊流”,使气流在微孔区以及在其后的一段距离上保持平流状态,降低了由紊流造成的阻力,提高了升阻比。实验表明,这一技术的短距离飞行可节省燃料12%~15%,远距离飞行时可节省燃料达25%。

防爆炸飞机

英国航空航天公司和一些飞机制造厂家联合研制一种在飞机内发生爆炸事故时能吸收冲击波的民航机,设计要求一部分冲击波将自动释出机外,使机体受到的损伤局限于最小程度。这种飞机的技术关键是研制出具有海绵那样弹性的轻质特殊合金,这种金属将尽可能地吸收冲击波。最后,当达到吸收极限时,机身里的特殊阀门开启,使冲击波等释放到机身外面。

防盗电子钥匙

汽车被窃是在各国时常发生的事。各国的汽车制造厂商一直试制各种安全和防护系统以防止汽车被窃。美国福特汽车公司1994年中提出了一种称做埃斯科特样机的电子安全防护装置。这是一种编有密码的电子钥匙,它将超小型的射频鉴定脉冲收发两用机装在点火钥匙内。此脉冲收发两用机内贮有本身不可改变的电子密码编号,其电子密码编号达1810个。每一个密码对应一辆特定的汽车。每辆汽车的物主都有一个标准钥匙,这个钥匙是供发动机关车或配备钥匙用的。只能用直接按照标准钥匙配制的备用钥匙才可起动发动机。每次把钥匙插入并转动以后,就扳动点火开关,当把钥匙插入汽车点火钥匙孔内,读数器就发出脉冲,通过天线传至钥匙内的脉冲收发两用机。脉冲收发两用机能把本身的密码编号反馈给读数器。密码是利用电线传送至控制微型组件的。组件将脉冲收发两用机所发来的密码编号与存储在存储器内的密码编号进行对比。如果这两个编号是一致的话,控制微型组件就把发动机的控制部分和燃料泵接通。如果两个密码编号不一致的话,汽车发动机会拒绝启动。

飞机

飞机,指具有机翼和一具或多具发动机,靠自身动力能在大气中飞行的重于空气的航空器。飞机不仅广泛应用于民用运输和科学研究,还是现代军事里的重要武器,所以又分为民用飞机和军用飞机。民用飞机除客机和运输机以外还有农业机、森林防护机、航测机、医疗救护机、游览机、公务机、体育机、试验研究机、气象机、特技表演机、执法机等。

飞机X射线检测

飞机的部件太大或是形状过于复杂而不能使用超声进行探测时,检验师们可以用X射线进行探测,X射线常用来检验喷气发动机的燃烧室。

探测飞机所用的X射线机电压为20万~30万伏。有些航空公司备有放射性很强的铱192放射源。技师们把X射线胶片放在发动机部件周围,然后把放射源放进发动机内部。两小时后,从胶片上就能看出裂缝。

飞机光缆检验

飞机采用光缆检验法是较先进的方法。检测设备末端安装管窥镜,内有两束光纤,一束让光照射进去,另一束把像传送出来。管窥镜在其2米长光纤的末端装有硬币大小的电视摄像机。技师们把光缆插入发动机的火花塞孔,利用压缩空气使光缆爬到指定部位。光纤缆对发动机内部进行仔细窥视,并把影像存储在磁带上,通过电话线路把信息传送到检测中心,工程师就能对叶片的情况进行鉴定了。

飞行操纵智能化

由于实现了全电脑化,A-320飞机的操作极其简便。正、副驾驶员的眼前是简便的微型驾驶手柄,两个人就能操作。电脑反应能力达到0.001秒。即使是飞行遇到最危险的情况,电子控飞台也能使飞机转危为安。

飞行员无须经常查看50多个标度盘,所有的数据都会显现在6个阴极荧光屏上。其中两个屏幕就在正、副驾驶员的眼前,与6部仪器联为一体,专门指示飞行速度、爬高速度、海拔高度、地平线、航向和偏航系数和飞行所必需的一切资料。旁边的两个荧屏为电子航空飞行图。最后两个显像仪报告发动机和其他系统的情况。飞行员在起飞前将有关资料输入电脑。飞机升空后,起落架随即收回,飞行自动控制系统开始工作。其任务是:飞机爬高时,吸入碳氢燃料并向各油箱平均输送;确保机舱内增压和取暖;准确辨认地面无线电导航台,以选择接近机场的航线。

飞行安全技术

空中客车-A320和法国拉法尔战斗机实现飞机计算机控制之后,各国纷纷效法。计算机控制飞机也有缺点,这就是一旦飞机控制装置出现故障或遭到破坏,驾驶员无法操纵飞机。于是又开始出现了确保安全的另外三项技术:

一是为计算机控制飞机(CCV机)安装多路控制系统,这样,如果一个系统出了故障,备用系统会马上派上用场。二是当飞机控制装置的部分电路出现故障时,可以将其卸下,重新组装新型控制系统。三是将用电信号传递信息、指令,改为用光信号传送,以抵抗各种因素产生的电噪音等。

飞机电子剪应力探测

飞机电子剪应力探测方法能探测出机体和机翼内部的裂缝。这项技术把全息照相和电子图像处理结合起来。首先,由特制透镜散发的一束激光照射在被测部位上,然后略为降低空气压强,使这个部位承受一定应力,由计算机对其形变进行监测。如果有裂缝存在,一部分形变将比另一部分形变严重。这种方法具有很高的精确度。

节能飞机

俄国一批航空设计师、工程师和发明家设计了几种全新的飞机,其特点是不必着陆加油即可安全经济地飞行数千千米,突破了航程越远飞机就越笨重的框框。

米亚西谢夫设计局的科舍廖夫提出的新型飞机方案是,起飞重量6吨,巡航时速300千米,飞行高度3千米。航天学院别洛康通讯院士提出的方案是时速约500千米,飞行高度2万米以下,航距可达6万千米。这种飞机的翼展达50~70米,起飞重量20吨。“闪电”航天公司设计的三翼飞机翼展达40米,时速不低于700千米。这种起飞重量达20吨的飞机在11千米高空飞行,可不着陆飞行4万千米。

图波列夫设计局谢利亚科夫设计组设计了一种串联式飞机,使用柳利卡设计局研制的超经济型发动机,可以在15千米高空以不低于800千米的时速完成环球飞行。

飞机无损探伤

飞机的安全性,除了需要管理方面的规范外,还需要借助技术手段对飞机结构及各部件进行测试。目前,最常用的手段是无损探伤。无损探伤是在对所探对象无任何损害的情况下实行检测的一种技术。例如,用X射线透视舱门,用超声波检查螺栓,并用电磁原理检查轮子和铆钉,等等。以在金属疲劳威胁安全之前,就将其探测出来。

辅助刹车系统

辅助刹车系统由法国国家科研中心研制。司机脚踩刹车板,计算机即能根据地面情况来控制调节刹节。目前已研制成功一种检测司机警觉状态的警觉度分析器,通过装在驾驶盘、刹车板、驾驶室和车内地毯上的传感器,借助驾驶控制设备和车速等状况和对外部行车条件等的分析来判断,如发现司机警觉性不足,会立刻警示司机,甚至自动采取降低车速或停车等措施来保证行车安全。

扶流翼

扶流翼也称“扰流器”,原意是“破坏者”,即破坏原本气流流动的方向。

车尾的扶流翼可以把原本要往下流的气流阻挡住,让它对车尾形成下压力,如此一来,高速行驶的时候,后轮的抓地力就会增大许多,过弯的车体控制就会更顺畅。