车致
选车

车型级别
微型车
小型车
紧凑车型
中型车
中大型车
豪华车
SUV
MPV
跑车
新能源车
价格区间
0元
5万
8万
11万
15万
20万
25万
35万
50万
无限贵

本地车市  >  正文

人类探索太空的原因是?从霍尼韦尔聊起

http://hz.auto.sina.com.cn 2023年05月31日 12:05 商讯  字号:    

  现代人类上得了天,也下得了海,不过在“上天”和“下海”这两件事情上,人类明显更偏向于“上天”。那人类为什么要探索太空?其实关于这个问题,上世纪就曾经有过一场非常著名的讨论,这就是影响力颇广的 “1970年美国宇航局官员给修女的回信”。的确,人类也只有通过太空探索,才能最后回答“宇宙是从哪儿来的”、“人类是怎样产生的”等这些长期困惑人类的哲学问题。

  1970年,来自赞比亚的一位名为玛丽·尤肯达(Sister Mary Jucunda)的修女给时任美国航空航天局(NASA)马歇尔太空飞行中心科学副总监的恩斯特·施图林格博士(Dr。 Ernst Stuhlinger)写了一封信,信中向他提出了一个广泛存在于大众心中的疑惑:地球上还有很多孩子忍受饥饿煎熬时,为何要投入数十亿美元实施一项太空探索计划。很快施图林格博士回复了这封信,即便时间过去了五十多年,这封回信对于回答“人类为什么要探索太空?”仍然堪称教科书级别的范本。这封信很长,所以在这里我只引用一下这封信的一部分:

  亲爱的玛丽·尤肯达修女:

  每天,我都会收到许多来信,您的信是其中之一。但您的来信给我的触动比其他所有来信都要深,因为它来自一个饱含探索精神的心灵,一个充满慈悲的胸怀。我将尽我所能回答您的问题。

  ……

  通过卫星监测与评估来提高食物产量,以及通过改善国际关系来提高食物分配效率,这只是太空计划将如何深刻影响人类生活的两个例证。我还想举出另外两个例子:激励技术进步与产生科学知识。

  登月宇宙飞船的零部件必须具备高精度和极端的可靠性,这些要求在世界工程史上绝对前所未有。为满足这些苛刻条件而进行的系统研发为我们提供了一个绝佳的机会,使我们能够发现新材料、新方法,发明出更好的技术体系、更好的制造程序,延长仪器的工作寿命,甚至发现新的自然规律。

  所有这些新获得的技术知识也可应用于地面技术。每年,大约有一千种由太空项目产生的技术革新应用于地面技术,由此带来了更为精良的厨具和农具,性能更优的轮船和飞机,更准确的天气预报和风暴预警,更好的通讯方式,更为有效的医疗器械,以及更好的日常用品和工具。此时您也许会问,为什么我们不先为心脏病患者发明一种遥控传感系统,而要先为登月宇航员研发生命支持系统呢?答案很简单:在解决技术问题时,重大进展往往不是直接产生的,而是通过先设定一个更具挑战性的目标,这样才能为创新性工作提供一个强大的动力,才能激发想象力,激励人们全力以赴,才能起到催化剂的效果,引发一系列的连锁反应。毫无疑问,航天事业扮演的正是这一角色。

  ……

  作为新技术发展以及基础科学研究的推动力和催化剂,航天工程是其他任何活动都无可比拟的。

  ……

  虽然航天工程似乎在引领我们远离地球,飞往月亮、太阳和其他行星、恒星,但我相信,太空科学家对地球的关注和研究要远远多于对所有这些天体的关注和研究。地球将变得更加美好,这不仅仅是因为我们将用所有新的技术和科学知识来改善我们的生活,还因为我们对地球、对生命、对人类的理解在不断深化。

  ……

  在施图林格博士的回信中,最重要的观点之一就是“探索太空会成为新技术发展以及基础科学研究的推动力和催化剂”,这个观点已经在历史上反复被证实。

  新技术的发展有两类模式,一类是“自然生长”,例如随着新材料、新工艺的成熟,某个技术方向的指标也会随之进步;还有另外一类则是先有一个目标性的指标,然后自上而下梳理出为了达成该指标需要攻克的关键问题,逐个进行攻破。

  通常来说,第二类技术进步也往往具有连锁效应,一个技术的突破会伴随着一系列相关技术的进步。但同时第二类要难得多,因为它往往意味着跨学科、跨领域的协作,以及大量的资金投入。“探索太空”的过程则恰好扮演者这样一个催化剂的作用:有明确的技术目标,有海量的资金支持,有大量的人才聚集。

  伴随着人类探索太空事业的蓬勃发展,也有一系列的高科技企业随之成长起来。

  以霍尼韦尔为例,在探索太空的过程中,霍尼韦尔曾经在制导和导航系统、航天器和卫星控制系统、显示系统等很多方面点亮过人类科技树。这么笼统地讲大家可能没什么感觉,我就举一个我个人比较熟悉的例子来说明吧:环形激光陀螺(ring laser gyroscope,RLG)。

  对探索太空来说,有一个系统非常非常重要,那就是导航系统。无论是执行地球附jin的太空探索任务,还是执行月球、其他行星或者更遥远的太空探索任务,航天器都需要精确地测量和控制其位置、速度和方向。导航系统是用来实现这个目标的关键工具,可以帮助航天器确定其当前位置和速度,并计算需要采取的姿态调整以满足任务需求。例如,在飞往行星或卫星的任务中,导航系统可以指导航天器在空间中准确地进行转向和加速,以便达到目标轨道和正确的速度。另外,导航系统还可以帮助探测器进行位置纠正和飞行路径规划。在探测器着陆行星或卫星的任务中,导航系统可以帮助探测器精确定位,并制定最优的飞行路径,以避开潜在的障碍物或危险区域。

  我们都知道,飞船的飞行轨迹不是一条直线,所以导航系统中除了对速度与加速度等物理量的测量,还有一部分很重要的数据测量涉及到“旋转”,例如旋转的角速度、旋转方向等等,关于这部分数据的测量就需要运用到“陀螺仪(gyroscope)”。

  传统陀螺仪是一种基于角动量守恒理论工作的机械装置,主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。由于转子的角动量,陀螺仪一旦开始旋转,即有“抗拒方向改变”的趋向,相当于给了系统一个可靠的 “参考方向”,通过对照目前飞船与这个“参考方向”的夹角,就能够反映出飞船目前的姿态。

  传统陀螺仪的原理比较简单,但精度难以满足太空探索的要求。因此霍尼韦尔开发了“环形激光陀螺”,它的工作原理是“萨格奈克效应(Sagnac Effect)”。为了方便理解萨格奈克效应,我们先来看一个干涉仪:

  这幅图就是一个最基本的萨格奈克干涉仪的示意图。一束激光被一个半透半反镜分成两束,沿相反的方向前进,并通过反射镜构造成一个环形轨迹(如图中形成了一个正方形的,也可以做成三角形、多边形等等,不影响结果)。如此一来,两束光最终会在探测器(Detector)位置发生光场干涉,形成干涉条纹。如果这个干涉仪是静止的,那么由于两束激光光程差恒定,干涉条纹保持不变;但如果这个干涉仪发生旋转,那么可想而知,两束光在环形光路中的光程将会产生变化,如此一来,两束光的干涉条纹也将产生变化,条纹将产生移动,并且通过干涉条纹的移动量就能计算出旋转的角速度,这就是萨格奈克效应。

  萨格奈克干涉仪对角速度的测量精度显然比机械陀螺要高得多,但是传统的这类萨格奈克干涉仪依赖外部输入激光,所以也被称为“被动环形干涉仪”,这导致整体体积也很庞大,并不适合安装到飞船上。所以真实情况下使用的环形激光陀螺仪往往是“有源环形干涉仪”,它与传统萨格奈克干涉仪的不同之处在于它将激光器与环形光路合二为一,环形光路(至少一部分)同时也是激光器的谐振腔,例如下面这个图就是一个三角形RLG的示意图,其中红色区域充满氦氖气体,用气体作为增益介质、利用正负极放电的方式即可激励发光。激光产生的光被三角形每个角上的镜子反射到三角形周围,产生顺时针和逆时针光束,两束光在探测器位置干涉形成条纹。

  通过萨格奈克效应的基本原理我们可以知道,旋转轴的位置并不重要,可以位于环形光路内,也可以位于环形光路外;但是要实现对旋转速度的精确探测,旋转轴的方向最好与环形光路所在的ping面垂直。一个极端的情况就是,如果旋转轴ping行于环形光路ping面内,那么旋转并不会引起两束光光程差的变化,也就起不到测量的作用了。因此实用化的旋转测量装置需要将多个正交的RLG组合到一起,就能够起到全空间角速度的测量效果了:

  RLG的原理并不难理解,但是工程实现却很困难,遇到了大量技术问题。后来是由霍尼韦尔公司解决了其中的关键问题,从而为RLG的实用化铺ping了道路。如今RLG使用已经非常普遍,除了飞船外,还大量应用于飞机、船舶等民用设备中。

  霍尼韦尔的业务领域之广泛,超乎了很多人的想象。它还是石油炼化领域的巨头,与中石化等巨头,也有数十年的合作历史。

  而当这些曾经的经历了环境苛刻、工况恶劣的考验之后的航空航天技术,用于“改善我们的生活”之时,显得十分从容。

  自1953年以来,霍尼韦尔始终以创新思维和可靠的技术,推动着航空航天、重型机械工程等行业动力系统的革新和发展。霍尼韦尔润滑油产品的设计理念是:更强动力+燃油经济性=更多可能。

  在这之后,霍尼韦尔汽车发动机润滑油正是这一理念的经典诠释。

  经工程师研发的多元蜂巢油膜技术(多元极性油网膜技术),不仅能在严苛路况下为发动机提供全面精密的优质保护,更能提高燃烧效率,降低油耗,让汽车爆发如飞机起飞时的磅礴动力,同时在日常驾驶中保持稳定顺畅。

  目前,霍尼韦尔机油产品,有着规格极高、技术领先的特点。

  不同于美孚、壳牌等传统机油品牌,提供大而全的产品线,霍尼韦尔的机油并不提供“矿物机油”的选项,起步就是合成配方机油。

  从合成配方的H6产品开始的绝大多数产品,都可应用于国六排放标准。

  一个不算太冷的知识:中国的国六排放标准,堪称全球最严,在很多指标上都是,因此对OEM都提出了极高的要求。

  国六标准的严苛,体现在碳排放和油耗两方面。因此导致发动机的升功率高、热负荷重,这还不算完,尾气排放这一关,也极其难过。

  因此某些汽车厂商,开始给发动机加上了后置的尾气处理装置,却为车主带来了本不该属于自己的麻烦——很多国六车主都有GPF颗粒捕捉器堵塞、发动机故障灯亮起的烦恼。

  △甚至,在某二手交易ping台上,催生了一个新兴职业,叫GPF代跑。。。。。。

  而霍尼韦尔的高端机油产品,却能轻松化解高升功率、高热负荷和GPF堵塞的风险。

  以适用于欧系车的H9 0W-40为例,得益于多元蜂巢油膜技术的应用,霍尼韦尔机油的高温油膜保持性更好,让发动机的动力输出更强劲。同时由于出色的抗磨损、减摩擦性能,让润滑性更佳。另外,由于采用了中低灰分的配方,能够进一步减少GPF颗粒捕捉器堵塞的麻烦。

  因此,目前霍尼韦尔H9 0W-40机油,已经获得了包括保时捷、奔驰、宝马在内的厂商认证,意味着这些品牌的国六车型,车主可以无忧选用。

  而在行业认证方面,霍尼韦尔机油更是直接满级。美国石油学会API,早在1924年,就为机油行业制定了API标准。目前,霍尼韦尔的H6、H7、H8、H9、V9,几乎全系产品都获得了API的SP认证。

  另外,低粘度也是jin年来内燃机的发展趋势之一。

  前些年,20粘度机油主要是由日系厂商如丰田、本田所采用。而在严苛的油耗要求下,如大众集团、沃尔沃在内的诸多欧系品牌,也开始倒向低粘度机油领域。

  霍尼韦尔机油产品线显然也洞察到了这个行业趋势,V9系列0W20,就是专门针对欧美日韩豪华品牌的低粘度机油,尤其是针对大众汽车集团下的EA888、EA211新型发动机进行了适配性开发。目前,V9系列已经获得了VW5008.00/509.00和保时捷C20认证,意味着即便是保时捷的低粘度发动机,也能够无忧选用。目前,在途虎养车APP上搜索,即可找到20、30、40粘度的高规格霍尼韦尔机油产品。

  从古代开始,人们就非常的向往浩瀚的星空,好奇这穹顶之上究竟是一个什么样的世界。现如今,我们人类还在不断地深入探索宇宙。但是我们为什么这么执着于太空的探索呢?或许小小的霍尼韦尔机油,已经给了你答案。

分享到:
意见反馈| 保存 | | 打印 | 关闭

微博推荐

砍价团

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 通行证注册 | 产品答疑

Copyright © 1996-2023 SINA Corporation, All Rights Reserved

新浪公司 版权所有

微博购车团