气垫技术显神通

“气垫”对于我们并不陌生。我们做一个小实验：在高压锅里装些水，扣上限压阀，用手旋转这阀，却旋转不起来，因为阀与锅盖之间的摩擦力很大；点火烧高压锅，一会儿冒出水蒸气将阀抬起，这时你再轻轻旋转，限压阀便在锅上旋转个不停!原来，水蒸气在限压阀与锅盖之间形成的“气垫”，使摩擦力极大地减小了。

　　

　　名副其实的“搬运大力士”

　　

　　“气垫”可以使摩擦力极大地减小，因此，利用新兴的“气垫技术”可以搬运重物。有一种“气垫滑板”结构简单，在桌面大小的钢板下，嵌有一圈硬橡胶，充入3个大气压的空气，就可以将15吨重的物体垫升起来。由于“气垫滑板”将重物悬浮在一层空气薄膜上，摩擦力极小，利用1千克的力量，可以移动成吨的重量。

　　这种“气垫滑板”非常灵活，可以全方位移动，狭窄通道和拐角处行走自如。“气垫滑板”安全可靠，没有重物落地的危险，地面受力均匀分散，无需采取昂贵的加固措施，家庭使用时绝对不会损坏地板。需要时几块“气垫滑板”还可以联合使用，比如准备移动一台480吨的巨型柴油机，人们使用44块气垫滑板，将巨机顶起，然后用一台普通绞缆机就搬动了。

　　现代气垫技术在搬运方面应用越来越广泛，还有许多专用装置，在一些大型而特殊的场合发挥着作用。你听说过“气垫看台”吗?著名的夏威夷体育场应用了气垫移动技术，将体育场的看台分为四段，每段重1600吨，有7000个座位，每段看台都可以移动，根据需要组合成三种不同的形式，形成橄榄球场、棒球场或独特的三角形结构用于观看演出。每组看台用104只标准气垫支撑和移动，气垫使看台能够越过行进路线上的突起障碍。

　　气垫技术在搬运巨型飞机中被广泛使用。例如巨型轰炸机整体移动装置，就利用气垫搬运装置，将飞机轮子托在三个支撑气垫上，就可以实现全方向移动，装、卸轰炸机。

　　现代航天技术离不开火箭，而巨型火箭的移动是个难题，利用一特制的“气垫滑板”(又称“气垫搬运平台”)，便能解决这个难题。难怪人们称气垫技术为安全可靠的“搬运大力士”!

　　

　　东山再起的“气垫轴承”

　　

　　机器在飞快运转着，它们的转轴上安装有各式各样的轴承，分属“滑动轴承”和“滚动轴承”两大类。传统的“滑动轴承”历史悠久，但是噪声大、磨损快，而“滚动轴承”利用滚珠、滚棒，摩擦力减少到原来的几十分之一。因此19世纪以来，基本上机器陆续“滚珠轴承化”了，有力地推动了工农业的“机械化”。

　　然而在20世纪中叶，“滑动轴承”东山再起，这就是“气垫轴承”。利用高压气垫制成的“气垫轴承”又叫“空气轴承”。这种轴承没有滚珠和滚棒，而是把3～6个大气压的高压空气打入轴承的肚子里，形成一层气垫(也叫气膜)，转动轴在气垫上旋转得极其轻快，转速可达每分钟80万转。

　　空气不怕热，不怕冷，所以气垫轴承可以在零下260℃至1500℃的范围内工作，运转时不产生什么热量，所以不用加润滑油，连续工作20年几乎没什么磨损。由于在空气气垫上运转，摩擦力很小，噪声就小，对环境污染少。另外，空气轴承不必用特殊合金来制造，甚至用工程塑料就可以，成本自然低。

　　作为陀螺仪的轴承，在航天火箭、飞机、轮船、潜艇中旋转不停，在高速旋转的牙钻和切骨刀中(可以减轻病人的痛苦)，在巨大的车床和小巧的录像机中，气垫轴承都出色地工作着。人们预言，进入2l世纪以后，大部分机器都会使用现代“气垫轴承”，取代传统的“滚珠轴承”。

　　

　　形形色色的“气垫船”

　　

　　气垫技术最出色的表演，莫过于“气垫船”了。气垫船是20世纪50年代出现的新型高速船，全垫升气垫船对地面、支承面压强很小，仅0.01个大气压，所以不仅能在水上行，还能在雪地、沙地、沼泽地上通行，不需修路搭桥。

　　当第一艘载人气垫船成功横渡英吉利海峡后，世界各国争相研制，人们形象地称它为“气垫吉普”、“无轮汽车”、“飘行车”，在生产、生活和军事上用途很大。

　　我国有漫长的海岸线，沿岸地面复杂，在浅海及沼泽地带有丰富的石油，但勘探、开采都很困难，气垫船的成功使用，使这些难题迎刃而解。我国第一艘全垫升式气垫船总功率为6000马力，载重量为12.5吨。最大时速为80多千米。后来又有多艘气垫船制造成功，性能更先进，已经出口外国。

　　世界最大气垫船“野牛”号在俄罗斯圣彼得堡建造完工，价值近一亿美元的二艘气垫船，时速可达60节(112千米／小时)，可同时承载500人或三辆大型坦克。我国研制出气垫登陆艇，可以用于两栖作战，排水量80吨以上，载重量达到45吨，最大速度可达55节(时速100千米)。

　　“气垫鱼雷快艇”，时速可达200千米。灵活机动，使用极为安全方便。“气垫消防车”可在水面上一边行驶并一边吸水，然后径直驶向火场喷水救灾，效果很好。“农用气垫车”可以在庄稼地上低空施肥、喷药，效率高又不损坏庄稼。

　　现在制成“微型气垫船”，50马力功率，时速65千米，可以乘坐2至3人，驾驶起来很容易，是旅游景点开发的新项目。另外，还开发出“个人便携式气垫船”，仅重43千克，而且可以自行拆卸，使用时安装很方便，可以乘坐l至2人，时速达50千米。一旦你乘上这种气垫小船，在陆地上飘飘，在水面上飞飞，就连腾云驾雾的神仙，也会自叹不如呀!

　　

　　“气垫技术”发展迅速

　　

　　“气垫技术”的应用范围越来越广泛，对于气垫理论的研究也逐步深入，有一些新的领域尝试引进气垫技术，一些运输工具具备双重功能如虎添翼。

　　在一些国家出现了一种“气垫汽车”，最高时速可达70千米。它可以像普通车辆那样，在道路上利用车轮行驶，也可以像气垫船那样在沙漠、沼泽地和水面上运行，它的双重功能在特殊场合非常受欢迎。

　　“气垫火车”是最近科学家研究的一个新课题，使列车底面与路基钢轨之间充气，形成一层气垫，使列车悬浮在路基钢轨上面，在运行时就会大大减少阻力。基本原理与“磁悬浮火车”一致，但它利用的不是“超导磁体”而是利用了一层“气垫”，所以结构要简单得多，成本也要降低很多。“气垫火车”的车身类似飞机的机身，但是没有机翼、尾翼和起落架，能产生推力的涡喷发动机安装在车身的后方，车身下部由通气管道连接4个喷气口构成。国外试验的这种“气垫悬浮火车”，运行速度可以达到每小时600千米。

　　大名鼎鼎的“鹞”式战斗机采用了“气垫飞行器”的某些功能，它的发动机设有4个“喷气口”，位置在机身两侧，特殊之处在于，喷口可以灵活转动，使飞机可以垂直起落。起飞时，喷口对着地面喷出高速气流，形成4座气垫，将飞机平地垫升托起；升高到一定高度后，喷口转向后方，产生的喷气推力使飞机向前高速飞行；飞机着陆时，喷口再次转向地面，缓缓垂直下降，由于有一层气垫，软着陆非常安全。“鹞”式飞机诞生于20世纪70年代，经过不断改进，已派生出多种新的机型，不需要跑道，适合在狭小的岛屿和航空母舰上使用。

　　现代科学技术的飞速发展，“气垫技术”也在不断完善，在人类的工业、农业、生活、军事和航空航天事业中，应用将更加广泛。

　　

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