|
. z! K7 ^. G& o( b% ~" B/ H
【解读军事仿生技术③】 " C% _" F+ b* y5 k3 A& z$ F' p
我们知道，达芬奇曾靠着解剖学研究飞鸟结构，摸到了航空科学的大门。但限于当时研究手段和工程科学的落后，达芬奇无法进一步探明奥秘。而在几百年间，人类研究事物的工具和理论得到了飞跃式发展，不仅能够“看得更小”，透彻微观领域，还能运用多种工具来探寻可见光够不着的角落。
D: o4 i5 n# s 有这样的工具在手，人类也终于可以弄懂生物细节里的奥秘，继而把它们变为战争机器里的新齿轮，这样的进步是好是坏，或许也没人能够说得清了。 
! N% i3 _8 @, U0 N 图为SR-71侦察机，以及穿着抗荷服的飞行员。（来源：Eric Schulzinger） ! ]' |) a. x: l+ E( C$ ?' q
更高、更快、更强：你需要这件长颈鹿抗荷服 9 t* Y; y7 t, l+ X) s' f' w
在克服了颤振、面积律等拦路虎之后，人类正式进入音速时代。但这并不代表飞得更快的道路就畅通无阻——通常意义上的超音速飞机要想飞上天，飞行员也是不可或缺的一环。 + c9 e/ x* X6 n
问题就出在这一环上。飞机飞得越快，变更方向时飞行员身上受到的惯性过载就越大。在超音速战斗机上，飞行员拉一个弯可能就要承受5个G（五倍重力）的过载。 4 v1 E: U9 b/ t. X8 S
这是个啥概念？刺激一点的过山车短时间过载也就3-4个G水平，而这就已经足以让普通人“哭爹喊娘”，更何况飞行员受到的过载“持续且均衡”，这已经到了影响身体机能、思考速度，甚至是让飞行员短时间失去知觉的地步了。
- U; Y& {# N7 g/ u/ [4 ~ 为什么会这样？当然是过载让血液的循环流转无法如往常进行。那……自然界有没有类似的例子？
2 d* i5 M/ Y( V) @( ` 当然有。脖子高高的长颈鹿便坐拥“稳定血压”的能力。按照常理来说，长颈鹿那高高在上的脑袋，需要较高的血压才能维持血液循环，但是它又能够俯仰自如地低头喝水，似乎不受血压影响？
- `! J: P V* s 随着解剖学进展到毛细血管层面，这个问题得到了解答。通过肌肉收缩，长颈鹿得以向自己的腿部施加压力，以此保证脑部的血液供应——而这一招自然是被迅速地应用到航空航天领域，制成了能保证飞行员上半身供血的“抗荷服”。
& e; P# q; v. A, @ 苍耳子面前，纽扣拉链，统统下岗：遍布海陆空的神奇魔术贴  4 q, U( z2 C" ]7 F6 \
图为一种使用魔术贴固定的快拔枪套。（来源：alien gear holsters）
) P$ ~ W0 F$ M/ M6 I! q 拉链出现之前，纽扣和绳结，是军服装具固定的两大流派，但就是谁也取代不了谁——纽扣方便，但易掉落，易丢失；绳结随手可得，但捆扎不易。 6 @2 [( Z8 g9 P' I( @
第一次世界大战末出现的拉链，看似是已经“一统江湖”，但其实并没有。一方面拉链本身的制造就需要耗费相当工时，另一面拉链在使用过程中也要温柔待之，维护和检查必不可少，不能随意水洗，还可能生锈。
) f0 v, X0 |( D( n 所以说到底，有没有像胶水一样，甚至比胶水还方便，放上就粘，扯开就分的固定神器？
& r- @$ N* d% [ 就在工程师们潜心发掘，绞尽脑汁，几乎就要放弃之时，一种被称为“魔术贴”（亦称维可牢）的搭扣带横空出世，它真正实现了放上就粘，扯开就分，重量还异常轻薄。 " ^ b9 {+ X) K4 z) k( ^
说到底，大自然并不是没给过人类启示。发明魔术贴的瑞士工程师也是一名登山爱好者，他不过是拿着显微镜，对着粘在自己衣裤上的苍耳子（球形果实）仔细观察，然后在塑料上复现了这些植物表面的钩状结构，“魔术贴”就此诞生。 7 l) C8 h9 \: ?- p. b
说到这里，我们仍不得不感叹大自然花费数百万年“设计”的构型，实在是过于完美：时至今日，魔术贴依旧是一线士兵、执法人员以及飞行员、宇航员们衣装上的必备部分，怎么形容其重要性都不为过。 , t4 n! O: Y g6 z
有光、有热、赛过太阳：小虾钳子奥秘仍待解明 
: _' \ x6 f$ d* d% K& \9 F 图为美国海军电子实验室对“枪虾噪音”的研究报告封面。（来源：Science Adcances） 6 L. o6 k* `; D" @: K' M$ I
早在二战中后期，刚部署主动声呐的盟军反潜专家们就发现到了一个问题：声呐耳机里总是会传来一些莫名其妙的响声，甚至能比水下的爆炸更尖锐干脆。 ) m F7 u* r$ O6 _( E
由于人类对深海环境研究手段的缺乏，这个奥秘一直到二十年后才揭开一幕：一种被称为“枪虾”的小虾拥有巨大的单边“虾钳”，正是这块不足拇指大小的钳子，在水下制造出了巨大的动静。
. \( R N" ]8 @ 而随着研究的深入，科学家们难免对传感器、高速摄影机等设备导出的结论感到震惊。枪虾制造出的不是“声音”，而是挤压海水和空气制成的空化泡，这些空化泡内部最高温能达到数千摄氏度，还能从其中辐射“发光”，产生光子，即所谓的“虾光现象”。 + F5 l0 X* M1 ?5 ]
现如今，虾光现象的奥秘已被3D扫描完全还原，用于演示原理的机械装置也早就诞生，而人类显然要比利用虾钳捕猎的小虾，要走得更远更远：空化泡退可统治水下武器行列，进甚至可用于约束核聚变，其奇特远远未到被解明的地步。
D/ e7 r+ R. s& @6 K SR-71侦察机：原本作为拦截轰炸机的截击机研发。其飞行员是否能承受极端环境，成为了SR-71研发过程中一个不小的障碍，最终SR-71的飞行员标配宇航级抗荷服，唯有如此才能对抗三倍音速带来的过载，以及三万米高空的低气压。 5 O; y3 g* Y9 Q4 M) \; S
军事小词典 $ P* X" v& u' ~5 E; c; X
魔术贴：基于仿生原理和聚合物工程技术研发的连接料。现时点大量应用于军服附件、武器附件、以及标识物的连接，在航天领域中也多有体现。 ' [5 [) v+ r O( N, W9 W$ H" T2 i
主动声呐：二战末期诞生的反潜装备。较被动声呐多出一副特定的声波发生机，探测范围和精度都有显著提升。  6 {. W8 D1 M- ~, z7 w- b2 w& a
出品：科普中国军事科技前沿 / q; W0 u5 x1 _
策划：赵清建
j# j% @6 F/ |; P! V3 _ 制作：旋钮工作室
$ l* R P2 s* f& h n1 R 监制：光明网科普事业部
! I, b# [$ s2 k 来源： 科普中国-军事科技前沿 $ u' W2 L, Z/ W; a# }# w7 q: d1 `0 y
& R- @8 n- [# `2 h& v/ j& q% Y( j9 g4 q, y8 p2 ~
1 N# P7 I/ Q, m0 D/ O( }2 ]5 b
O8 x. |& j, v8 f, V2 R | 
