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多项高科技加持 飞过天安门的巨幅党旗真好看

2021-07-02 09:34:19    来源:科技日报    编辑:赵洪涛

  7月1日,天安门上空,一面鲜艳的党旗在高空迎风飞过,绽放庄严之美;四面标语紧随其后,更添威武气势。

  在当日举行的中国共产党成立100周年庆祝大会上,空中展示梯队的5架直升机分别悬挂一面党旗和四面标语飞过天安门广场,向中国人民和全世界展现了在风华正茂的中国共产党的领导下,生机勃发的新时代中国实现中华民族伟大复兴的豪迈气概。巨幅党旗长9米、宽6米,巨幅标语长14米、宽2.5米,在每小时160公里至180公里的飞行速度下,威严整齐,漫卷壮丽,炽热飘扬。

  在如此高速的飞行气动冲击下,普通的巨幅旗帜尾部会产生剧烈抖动,使旗帜边缘局部受损,进而导致整个旗帜被撕裂。对此,中国航天科技集团有限公司五院508所科研人员集智攻关,应用航天器气动减速技术和降落伞研制经验,为巨幅党旗赋予了多项高科技。

  旗面强度比神舟飞船降落伞更高

  根据多年的航天器降落伞产品研制经验,材料的选择是设计精准的根本。

  在气流中飞行时,旗面尾部所受到的惯性力大小与材料的质量分布率成正比,因此在保证强度的前提下,旗面材料越轻,加载到旗面的破坏力越小。

  经过对各种不同类型材料的对比,508所研制团队最终选择航天器降落伞伞衣使用的一种高强锦丝绸材料作为旗面材料,以适应高速气流的冲刷。该材料强度高、质量轻,即使出现小面积破损也不会出现严重的脱丝现象,抖动声音小。其锦丝长丝的线密度可以达到20旦或更小,粗细仅有一般头发丝直径的三分之一,但强度却达普通民用锦丝强度的两倍,比神舟飞船降落伞伞衣材料强度还高17%,而重量却降低了15%。

  但考虑到这种材料的透光度太强,高空飞行起来的展示效果并不完美,508所与材料厂家合力攻关,在原布料上采用了特制涂料工艺,既改善了外观,使旗帜图案从地面看过去清晰可见,又使党旗具备很好的防雨能力,即使雨滴落在旗面上也会迅速滑落,丝毫不影响党旗在高空飘扬,反而使它鲜艳美如画。

  设计“小心机”让旗面舒展又平整

  鉴于使用环境,这种轻薄柔软的锦丝绸材料自身刚度还不足以满足巨幅党旗的要求,在空中遇到高速气流冲击,不仅容易发生破损撕裂,旗面尾部还会发生较大变形,会极大影响挂飞展示效果。

  为此,研制团队几经探索、验证,结合降落伞流固耦合仿真分析和真实飞行试验数据,通过在旗面尾部增加“风兜”结构,优化旗面结构设计,提高了旗帜整体刚度。

  “风兜”截面为梯形,位于旗面尾部的两侧,梯形的大小依据旗面尺寸大小量身设计。旗面在高空飞行时,“风兜”充气张满,增加旗面的气动稳定性。这一设计大大提高了旗面尾部的受力拒变能力,减轻风力对旗面尾部的压迫,既能保证旗面完美平整展开,又能保护旗面免于受损。

  “七步成旗”工艺确保产品万无一失

  接到党旗、标语研制和加工任务后,研制团队针对重大庆典飞行活动使用的各种旗面进行分析、归纳和总结,形成了特有的“七步成旗”技术加工工艺,即“挑、裁、点、缝、验、记、成”。

  每一幅旗面材料都是精挑细选的,对表观质量有污渍、破损、断丝现象的一律不用,对色差明显的面料果断更换。因为是巨幅党旗、标语,加工过程中需要面料的拼接、缝合。每块面料裁剪前均要自然放置12小时以上,释放材料应力,避免材料裁剪后因应力出现缩皱,导致尺寸偏差。每块裁剪后的旗面均标记缝纫定位点,确保拼接后旗帜图案完美呈现。每处拼接位置均采用航天器降落伞的缝制工艺,确保固定缝纫尺寸内的针脚数量满足范围要求。每面党旗、标语制作完成后均按照航天降落伞的研制标准,对原材料、表观质量、缝纫质量、安装位置、产品尺寸进行检验验收,并有独立完整的质量过程记录,可层层追溯。从材料选用到制成成品,每一步工序都经过严格把控,确保万无一失。

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关键词:巨幅党旗
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