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军事:中国这款装备打破马航残骸谣言 却意外暴露隐藏实力(3)

环球时报 2019-01-16 17:25:02

  2米口径是这样的状态;

  如果用4米口径的光学仪器来探测同样的事物,清晰度非常好,而且把照片放大,甚至可以看到汽车的一些细节,比如天窗、后视镜等。

  所以,从瑞利判据来看,一个光学仪器的极限分辨角与它的口径成反比,口径越大,它的极限分辨角越小,我们看到的物体就越清楚,而且可以看到更远的物体。

  对于光学材料,如光学玻璃这种透射式的材料,随着口径的增大,内应力消除非常困难,因此,在20世纪5、60年代,光学玻璃慢慢被淘汰,发展出一些反射式的光学材料,其中就包括今天我所说的碳化硅陶瓷。

  为什么碳化硅陶瓷得到了大家的认同?它有几个优势:第一,碳化硅陶瓷重量非常轻,用专业的术语来说,就是碳化硅陶瓷的比刚度非常大,是玻璃的近四倍。

  轻的优势带来什么好处呢?下图左边是哈勃望远镜2.4米口径的主反射镜,由于它采用玻璃材料,所以重量达928千克。如果选用碳化硅材料,那么它的重量只有200多千克。

  如果我们用相同的火箭去发射哈勃望远镜,可以发射四个选用碳化硅陶瓷制备的望远镜,这样一方面能够降低发射费用,另一方面可以提高发射效率。目前一弹多星能够发射成功,一方面得益于火箭技术的进步,另一方面得益于光学仪器对先进材料的选择。

  第二,碳化硅陶瓷的导热率非常大,大概是玻璃的100多倍。我们做个比喻,热量在碳化硅陶瓷中的传播速度就像高铁一样迅速。这样,碳化硅陶瓷反射镜的均匀性是能够保证的。

  碳化硅陶瓷很快能够实现温度平稳,而对玻璃来说长时间也很难达到这样一个比较理想的状态。但是,任何事物都是有两面性的,碳化硅也不例外。

  它的弱势有两点:一是它的硬度非常高,如果采用摩氏硬度来评价,金刚石的硬度值大概是10,碳化硅的硬度是9.5以上,碳化硅的硬度仅次于金刚石。如果要把碳化硅陶瓷打磨成一个反射镜,只能选用金刚石材料,那么,便会带来成本的提高和加工效率的降低。

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