了解一下航天工程中应用到的仿生技术

来源:科普中国-科学原理一点通 2020-07-22 15:15:29

航天工程中运用到的科学技术,都是人类智慧的结晶。今天我们来了解一下航天工程中应用到的仿生技术。

在宇宙中,因为缺少定位标,有时候航天器会偏离航向,走上错误的轨道。科学家注意到苍蝇不用跑道“就能直接起飞”,经过研究发现,苍蝇的后一对翅膀已退化,并形成了哑铃状的一对小棒,叫做楫翅。楫翅是苍蝇飞行时的天然导航仪,当苍蝇在飞行时,楫翅迅速振动,频率为330次每秒。一旦苍蝇的身体发生倾斜或偏离航向,楫翅就会扭转振动,并向苍蝇的大脑发出信号,大脑会即刻调整有关肌肉,纠正偏离的航向,保持身体的平衡。科学家利用苍蝇楫翅的导航原理,成功研制出一种音叉式振动的陀螺仪,把它安装在高速飞行的火箭、飞机或其它一些航天器上,就可以自动纠正偏转的航向,保持正确的轨道运行。

人造地球卫星在太空中飞行时,会受到太阳光的强烈辐射,向阳面温度往往高达200℃,而背阴面温度却会降到零下200℃,这样极端的温度变化容易使卫星上的各种精密仪器、仪表被烧坏或冻裂。科学家从蝴蝶利用鳞片调节体温上得到灵感,为人造地球卫星设计出了一种高效率的调控温度的装置,使人造地球卫星的部分表面也有和蝴蝶一样的“鳞片”,帮助卫星进行自身的温度调节。

航天器的稳定是航天安全的第一步,而更加重要的是宇航员的飞行安全。当航天器升空时,其速度非常快,是人体根本无法承受的压力。然而长颈鹿血液通过长长的颈部输送到头部,却不会发生脑溢血。科学家通过对长颈鹿身体结构的研究,研制出了适合航天飞行的 “抗荷服”。在飞船飞行速度增加时,抗荷服可以充入一定量的气体,从而对血管产生一定的压力,这样可以让宇航员的血压保持正常。同时宇航员的腹部以下的部位要套入抽去空气的密封装置中,这样可以减小宇航员腿部的血压,利于身体上部的血液向下输送。

航天工程中的仿生技术是从大自然中汲取到了灵感,相信不久的将来,在航天发明中会有其他更加让人惊艳的创造出现。

本文由江西省九江市高级教师黄少华进行科学性把关。

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