“防熱罩”提供應(yīng)急防護(hù)

章江

2013年6月28日，亞利桑那州亞內(nèi)爾山因雷擊引發(fā)森林火災(zāi)，高溫大風(fēng)使火災(zāi)迅速蔓延，難以控制，數(shù)百棟房屋被火燒毀，大批居民被迫撤離。州政府出動250名消防員趕到現(xiàn)場滅火，安排直升機(jī)進(jìn)行空中灑水作業(yè)。撲火中，19名消防隊員在開設(shè)防火隔離帶時因風(fēng)向突變避險不及不幸喪生。19名殉職的消防員隸屬于普萊斯考特市消防局，其中18人是受過專業(yè)培訓(xùn)的頂級消防員。

事故發(fā)生時，他們作為尖刀部隊正在距離亞利桑那州首府菲尼克斯西北大約130公里的小鎮(zhèn)亞內(nèi)爾開設(shè)隔離帶，力圖隔離已經(jīng)燃燒了一天多的森林大火。開設(shè)過程中，火場風(fēng)向突變，大火撲向消防隊員。由于事發(fā)突然，來不及撤離，他們進(jìn)入防火帳（一種用耐燃材料制成的避險裝備）緊急躲避，不幸的是，救援人員趕到時，19名消防隊員均已殉職。此次事故成為30年來美國最大的撲火傷亡事故，也是自“9·11”恐怖襲擊后美國最大一起消防隊員群死群傷事故。

為了確保森林消防員在撲滅森林大火時的生命安全，2015年初，美國航空航天局（NASA）蘭利研究中心和美國林務(wù)局簽署協(xié)議，啟動了設(shè)計開發(fā)更有效的“防熱罩”項目。“看到亞利桑那州亞內(nèi)爾山因雷擊引發(fā)森林火災(zāi)的電視新聞時，我深感震驚。”該項目經(jīng)理瑪麗·貝思表示，“消防員在救火時英勇犧牲的場景悲壯不已，NASA的科技人員有責(zé)任研制出有助于提高消防員生存能力的消防避難設(shè)施。”

那時候，貝思是設(shè)在弗吉尼亞州漢普頓的NASA蘭利研究中心一個研發(fā)團(tuán)隊的成員。他們正在開發(fā)飛船防熱罩的充氣式柔性熱防護(hù)系統(tǒng)。高超聲速飛行器在大氣層中飛行時，其外表面受到嚴(yán)酷的空氣動力加熱作用。為保護(hù)機(jī)身主結(jié)構(gòu)使用安全，常采用在飛行器外表面覆蓋柔性隔熱材料的熱防護(hù)措施。柔性隔熱罩主要由多孔隙輕質(zhì)耐高溫纖維隔熱材料組成，其導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度和壓力而變化。飛船的柔性熱防護(hù)材料和民用防火保護(hù)材料有很多共同點，科研人員充分利用10多年來的開發(fā)經(jīng)驗，篩選出70種材料，組合成290多種的獨特材料。

NASA的貝思等工程科技人員和美國林務(wù)局蒙大拿米蘇拉技術(shù)研發(fā)中心（MTDC） 的安東尼·彼得里利和瑪麗·安·戴維斯組成了攻關(guān)小組，用新材料和新技術(shù)研制出一種經(jīng)過改進(jìn)的“防熱罩”。彼得里利是一名森林火災(zāi)消防員，在2013年撲滅亞內(nèi)爾山森林大火中和另外7人存活了下來。“我們的項目旨在利用先進(jìn)的材料提供更好的保護(hù)，減緩熱量在庇護(hù)層的傳遞。測試證明，分層組合的材料可能是最有效的。”這位滅火經(jīng)歷豐富的頂級消防員指出，“我們無法直接用飛船的充氣式柔性熱防護(hù)系統(tǒng)，在森林大火中，對‘防熱罩的質(zhì)量和體積要求很嚴(yán)格。”

有趣的是，NASA研究人員從墨西哥卷身上得到了啟發(fā)。墨西哥卷是一道傳統(tǒng)的墨西哥菜，飄香美味，老少皆宜。最初是用不新鮮的或者剩下的玉米餅來制作的。現(xiàn)在，墨西哥卷一般都是用炸過的玉米餅或者玉米餅條，加上辣醬制成。根據(jù)制作材料的不同，調(diào)味醬一般是紅色或綠色的。用作早餐的墨西哥卷，有時會加上肉，比如雞肉或火雞肉，或者雞蛋。

它用防火材料制作了一個可以方便攜帶、能夠很快鉆進(jìn)去趴地上的“小膠囊”，不到一毫米厚，重量4.3磅（大約合1.95公斤），折疊后的體積大小類似于半加侖牛奶。對“防熱罩”的測試結(jié)果表明，火場救援有著相當(dāng)高的風(fēng)險，但是這項新技術(shù)在滅火中大顯神通，為驍勇的消防戰(zhàn)士們提供應(yīng)急防護(hù)，將于2018年投入使用。

“NASA投入了成百上千萬美元研發(fā)抗熱材料，以保證航空飛行器在返回地球時能夠承受住大氣摩擦產(chǎn)生的高溫，使宇航員安全著陸。消防員在火災(zāi)中也同樣需要抗熱材料的保護(hù)，尤其是在撲救森林大火的時候。”貝思激動地說。

編輯：成韻 chengyunpipi@126.comendprint