“材料是发明之母”。新型材料是军事高技术发展的物质基础和突破口,谁能更快地开发和应用具有特定功能的材料,谁就拥有更强大的技术潜力。这一点,在武器装备的研制中表现得特别明显。在许多情况下,新研制的武器装备性能上不去,并不是技术原理没搞对,也不是结构设计有问题,而是由于找不到、造不出、买不来符合特定要求的特殊材料。正因为如此,各国的军用高技术计划,无不把新材料的研究与开发作为重要内容之一。
目前,世界各国主攻的军用新型材料主要集中在高温材料、功能材料和复合材料几个方面。高温材料主要是解决各种各样发动机制造所使用的材料问题,如汽车、坦克、军舰、飞机的发动机,发射导弹和人造卫星的运载火箭,等等。一般来说,材料耐高温性能越好,用它做出来的发动机水平就越高。根据理论计算和试验发现,发动机的工作温度每提高100度,它的推力就可提高15%左右。从50年代以来,喷气发动机的性能有了很大的提高:推重比增加了2倍,燃烧效率提高了1倍,大修间隔时间由100小时延长到1万小时,提高了近100倍,其中一个重要原因,就是提高了发动机材料的耐高温性能。目前正在研究中且比较有希望的耐高温材料是陶瓷材料,用陶瓷材料做发动机的涡轮,不用冷却,工作温度就可达到1500度至1600度,但缺点是容易碎,用作发动机叶片,实验中最好的结果是工作7个小时。7个小时做飞机发动机不行,但作为导弹发动机却绰绰有余,比如,洲际导弹打12000公里,只需半个小时,用陶瓷做导弹发动机,可谓再好不过了。
功能材料是指具有各种各样特殊功能的材料,比如:电光材料、电声材料、隐身材料、“记忆”材料等。这些材料在军事上的应用效果,令人叹为观止。比如,使用对红外线敏感的材料做成的“光电眼”,能够从离地数万公里的太空,发现地球表面的导弹发射;使用对气味敏感的材料做成的“电鼻子”,能够代替人发现某些特殊的气味;除了敏感材料外,还有一种叫做“形状记忆合金”的功能材料,这种材料的特点是,一旦赋予它所要求的形状后,你可以改变环境条件,随心所欲地把它变成别的样子,什么时候想恢复原状,只要把环境条件再变回去就行了。美国人搞阿波罗登月的时候,需要把一个很大的半球形天线放到月球表面上,可是登月舱很小,怎么办呢?技术人员想出一个点子:先在地面上用记忆合金造一个又大又薄的天线,造好后,经过冷却,折叠弯曲成一个小球,到月球上经阳光一照射,又恢复了原来的形状。
所谓复合材料是指把两种或两种以上不同性质的材料经过加工,复合形成一种材料,从而克服单一材料所存在的某些弱点,发挥各个组成材料各自优点,提高材料的综合性能。这就叫取长补短,相得益彰。这种特性在军事上的应用价值特别大。比如,军用飞机和卫星,要又轻又结实;军用舰船,要又耐高压又耐腐蚀。这些苛刻的要求,只有借助新材料技术才能解决。复合材料的特点是强度大,比重小,成形容易,性能优异,可以兼有电磁波透过性、抗腐蚀、导热、隔热、耐高(低)温、隔音、减震等性能,是制造飞机、火箭、航天飞行器的理想材料。
军用新材料是高技术武器装备的命根子,各个国家控制得都非常严格。在军火市场上,你可以买到火炮、坦克、飞机、军舰,可能买到导弹、雷达、电子设备,却很难买到制造这些装备的新材料;如果想得到制造这些新材料的高技术,那就更难上加难了。要想独立自主地发展本国的国防科技和武器装备,非下功夫自力更生解决各种新型材料不可。
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