“防熱罩”提供應急防護

章江

2013年6月28日，亞利桑那州亞內爾山因雷擊引發森林火災，高溫大風使火災迅速蔓延，難以控制，數百棟房屋被火燒毀，大批居民被迫撤離。州政府出動250名消防員趕到現場滅火，安排直升機進行空中灑水作業。撲火中，19名消防隊員在開設防火隔離帶時因風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人是受過專業培訓的頂級消防員。

事故發生時，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公里的小鎮亞內爾開設隔離帶，力圖隔離已經燃燒了一天多的森林大火。開設過程中，火場風向突變，大火撲向消防隊員。由于事發突然，來不及撤離，他們進入防火帳（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局簽署協議，啟動了設計開發更有效的“防熱罩”項目。“看到亞利桑那州亞內爾山因雷擊引發森林火災的電視新聞時，我深感震驚。”該項目經理瑪麗·貝思表示，“消防員在救火時英勇犧牲的場景悲壯不已，NASA的科技人員有責任研制出有助于提高消防員生存能力的消防避難設施。”

那時候，貝思是設在弗吉尼亞州漢普頓的NASA蘭利研究中心一個研發團隊的成員。他們正在開發飛船防熱罩的充氣式柔性熱防護系統。高超聲速飛行器在大氣層中飛行時，其外表面受到嚴酷的空氣動力加熱作用。為保護機身主結構使用安全，常采用在飛行器外表面覆蓋柔性隔熱材料的熱防護措施。柔性隔熱罩主要由多孔隙輕質耐高溫纖維隔熱材料組成，其導熱系數隨溫度和壓力而變化。飛船的柔性熱防護材料和民用防火保護材料有很多共同點，科研人員充分利用10多年來的開發經驗，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局蒙大拿米蘇拉技術研發中心（MTDC） 的安東尼·彼得里利和瑪麗·安·戴維斯組成了攻關小組，用新材料和新技術研制出一種經過改進的“防熱罩”。彼得里利是一名森林火災消防員，在2013年撲滅亞內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的材料提供更好的保護，減緩熱量在庇護層的傳遞。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系統，在森林大火中，對‘防熱罩的質量和體積要求很嚴格。”

有趣的是，NASA研究人員從墨西哥卷身上得到了啟發。墨西哥卷是一道傳統的墨西哥菜，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。根據制作材料的不同，調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”的測試結果表明，火場救援有著相當高的風險，但是這項新技術在滅火中大顯神通，為驍勇的消防戰士們提供應急防護，將于2018年投入使用。

“NASA投入了成百上千萬美元研發抗熱材料，以保證航空飛行器在返回地球時能夠承受住大氣摩擦產生的高溫，使宇航員安全著陸。消防員在火災中也同樣需要抗熱材料的保護，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