“超级英雄”不简单!装备价值十亿美元
2016-04-15 14:30:00   来源:中国新闻网
内容摘要
谁没有一个“超级英雄”梦呢?但是想成为超人是不可能了,要成为蝙蝠侠却并非不可能。因为蝙蝠侠可不是超人,他只是一个普通的人类而已。你是否想成为蝙蝠侠救危济困?也许在看过本文后,你也会成为一名真正的超级英雄哦!

在电影《蝙蝠侠大战超人》中,蝙蝠侠继续帅得拉风。然而蝙蝠侠有什么装备?其原理是什么?

要成为蝙蝠侠,当然不仅仅是有韦恩工业台这么简单。但是,如果没有韦恩工业的科技装备,那蝙蝠侠充其量也不过是一个武士罢了。所以,装备还是很重要哒。那么,蝙蝠侠都有什么装备呢?下面我们就来从头到脚一一列举。

 

1. 蝙蝠头盔

作为最重要的装备之一,蝙蝠头盔承担了许多责任。它要保护蝙蝠侠的脑袋, 也要掩盖蝙蝠侠的身份。当然,就算是塑料的,戴上后也不会被人认出来,但是蝙蝠头盔可不是塑料的。蝙蝠头盔的主体是石墨构造。但是单纯的石墨其实是脆性材 料,很容易折断损坏。可见,蝙蝠侠的头盔一定是复合材料,或者说,应该是碳纤维复合材料。这种材料在航天工业中都有所应用。碳纤维复合材料(CFRP)是以树脂为基体,碳纤维为增强体的复合材料。这是在20世纪60年代中期兴起,至今方兴未艾的一种材料,这种材料的优点包括:

(1) 密度小,与镁相当,是其他几种金属材料密度的0.20~0.57倍,使用碳纤维的头盔比金属头盔要轻30~40%。

(2) 比强度(材料的拉伸强度与密度之比)和比模量(弹性模量与密度之比)都很高。其比强度比钢高5倍,比铝合金高4倍;比模量则是其它结构材料的1.3~12.3倍。

(3) 碳纤维是一种各向异性材料,在各个不同的方向上,物理性能完全不同。这就有利于设计出非常符合脑袋外形或者奇形怪状的东西(比如蝙蝠侠那俩耳朵)。设计者 可通过选择合适的铺层方向和层数来满足强度、刚度和各种特殊要求,以获得满足使用要求、具有最佳性能质量比的复合材料结构。

(4) 抗疲劳性好。碳纤维复合材料的疲劳极限可以达到拉伸强度的70%~80%,比金属材料提高一倍。

(5) 抗震性好。可以吸收很大的能量,阻尼高。

(6) 耐高温,耐烧蚀。拿火烧是根本没用的。400摄氏度高温下不会变性。金属材料早就化了。

(7) 破损安全性高。由于材料内部是一根一根的纤维,就算断了一根还有其他撑着,绝对不会直接破碎。

(8) 可以整体成型。蝙蝠头盔就是整体成型的产物,一次性制造完成,没有任何连接部件。使用拉拔、注射、缠绕、铺放等技术,一次成型。完全看不到接缝耶!

但是,碳纤维是不防弹的。因为断裂延伸太小,单位面积的弹击吸能较低,换 句话说,一颗子弹打上去,立刻就被穿透了。于是,需要在表面再涂一层防弹材料。这就是芳纶、聚乙烯纤维。目前,美、英等发达国家采用的防弹头盔都是芳纶材 质。这些材料与防弹衣不同,是硬质的。其变形能和断裂能很高,可以吸收子弹的能量。子弹到达材料时,能量以冲击波形式传播。包括横波与纵波。纵波的主要形 式是压缩波,横波的主要形式是剪切波。材料经过高速压缩、剪切破坏、拉伸破坏、背凸形成和回弹这五个阶段,彻底阻止子弹进入材料内部。这就是防弹纤维的原 理。当然,头盔里还有夜视仪、热像仪、声纳仪、防毒面具、微型无线电接收器和对讲机系统,其原理大家基本都懂,在此就不说啦。仅仅一个头盔就这么多学问,其他的还了得?

 

2. 蝙蝠盔甲

据说,最新版的蝙蝠侠盔甲由双层加强型钛合金面板和聚酯纤维构成。蝙蝠盔甲使用的聚酯纤维一定是经过改性的,说白了就是一种化纤。其实,很多衣服都是由聚酯纤维制造的。国际产量很大,2002年底,全球聚酯纤维产量为2100万吨,占全部化纤的63%。这种材料完全可以非常舒适,采用多层复合材料,在抗冲击的前提下,内层材料可以吸汗,外层材料可以快速排出水分,这都是通过化学、物理、工艺改性做到的。常规聚酯纤维是不吸水的,因为没有亲水基团。通过化学改性,加入亲水基团后,就获得了吸湿的能力。

钛合金在航空工业被运用得很多。它也是一种轻质材料,比普通金属如铁、铝都要轻得多(当然也贵得多)。如美国产的Ti-555 合金,这种材料的强度高,韧性好,抗拉强度达到 1450兆帕斯卡以上,且冷加工性能优异。钛合金材料耐高温,在540摄氏度时毫无压力。它抗氧化,耐油,不容易变形。但是钛合金的问题是,强度高时,塑性和韧性会降低,所以还是有问题的。

 

3. 蝙蝠护臂手套

这个手套最大的特点是仿生壁虎的粘附力。壁虎的粘附是可逆的,这种力量来自壁虎爪端的多尺度微纳结构,形成了范德华力。

壁虎的脚上排列着密集的刚毛,每平方毫米就有5000根长度在30~130微米的刚毛。每只脚趾上有数百万根刚毛。每根刚毛上还有400~1000根直径为200纳米的分叉。如此产生的范德华力(也就是分子吸引力,是中性分子间一种微弱的电磁引力)完全足以支撑壁虎的体重。而且环境湿度越大,其粘附力越强。关于脱粘,主要是利用了材料的各向异性。向不同方向时,刚毛的粘附性能完全不同。

目前,制造类似壁虎刚毛结构,使用仿生材料有多种方法,包括物理、化学、生物技术等。现在。爬壁机器人的应用越来越广泛,利用的技术也有很多,比如AFM刻蚀法,氧化铝模板孔洞注入成型、电感耦合等离子体刻蚀(ICP)技 术,阵列纳米碳管的制备、光刻技术,反应性等离子体干刻蚀法,负压吸附等。有一些壁面清洗机器人已经被投入使用。那么,蝙蝠侠有这么个手套,大概也不是很 难实现。虽然目前还不行,因为在目前的大多数模仿刚毛的材料中,纤维都会互相粘结,造成接触面积降低。不是性能不好就是寿命太短。虽然蝙蝠侠不差钱,但还 是不行。

 

4. 蝙蝠靴

这是科技含量相对比较低的一个装备,除了其中的蝙蝠发信器。由于蝙蝠是群居,互相之间一定有一种通讯方式,蝙蝠是利用超声波进行回声定位和猎食的,相互之间也会利用超声波来通讯。所以,蝙蝠发信器利用超声波聚集蝙蝠,也不是不可能的。当然,目前我们的仿生学还没做到。

 

5. 蝙蝠披风

这个披风的主体材料应该是导电纤维。由于据说是尼龙材质,那应该是一种有机导电纤维,蝙蝠侠的披风可能是由碳黑 、金属氧化物 、有机物等导电物质与高聚物复合或共混纺丝制成的。这种材料具有耐摩擦 、 耐氧化及耐腐蚀能力,事实上,这种材料还可以吸收电磁波,达到隐身的目的。它还是一种记忆纤维,记忆纤维的特性就是在一定条件下,可以恢复其固定相。目 前,比较好的记忆纤维是把记忆合金混入纤维,可见,其导电性能也是利用了合金。现在用的比较多的是镍钛合金,也有电控纤维,这种纤维不起皱,不缩水,洗多 少遍都行,这就省钱了嘛。不过,看蝙蝠侠全身都是钛金,蛮值钱的哟。

 

6. 武器

飞镖、爪钩枪、缆绳发射器、爆炸凝胶喷射器、电锯、激光枪、电磁枪、液压器、黏胶定时炸弹发射器等,蝙蝠侠有一大堆小武器,这些玩意基本都在腰带上,我们挑几个说。

激光枪是个很厉害的武器,但是并非高能激光武器。不过也不像激光笔是玩具……激光枪的主要作用可能是让敌人僵硬失去反抗能力。由于激光可以带电,就能达到这种效果。再说蝙蝠侠是从来不杀人的。

电磁枪是已经实现的一种武器。它具有非致命、初速控制灵活、精度高、射程 远等优点。它利用驱动线圈和弹丸之间的磁耦合机制工作,本质上是一种直线电机。首先驱动线圈放电,产生脉冲强磁场,然后,弹丸感应出电流,感应电流在脉冲强磁场作用下,会产生电磁力,弹丸在电磁力的作用下加速前进。弹丸就具有了一定的动能。

 

7.交通工具:

蝙蝠车、蝙蝠摩托、蝙蝠飞机、蝙蝠直升机、蝙蝠艇、蝙蝠水上摩托

这些交通工具其实本质上和现在的交通工具区别不太大,最多就是安装了更多武器,而且也跑得更快更拉风了,而且还有装甲,而且很智能,可以变形。

 

如果我想成为蝙蝠侠,要做什么?

很简单,首先你得有钱,没有十亿美元是不行的。那你说我们没钱怎么办呢?也不是不能办,就是档次肯定要降低点。头盔和盔甲可以用3D打印个塑料的;披风可以用化纤料子裁剪,内部放置一些棍子,也就可以撑起来了;交通工具是不太好做,就当你出门没开车吧;至于那些小玩意,其实大多数的原理很简单,比如激光枪就用激光笔装在玩具枪里,反正你也不是真的想扶危济困吧?电磁枪可以从美国买到的。总之,能用3D打印的都打印,让你成为蝙蝠侠也没那么难。不过,想扶危济困,可不是只有装备这么简单。蝙蝠侠能成为超级英雄,更多依靠的是他的智慧,运筹帷幄于千里之外,坚持正义,从不倒下,这就是蝙蝠侠,超人也不能及,更何况蝙蝠侠游历全世界,学会了那么多功夫,你又会什么呢?(如需转载,请注明来源自科技世界网)