飛越天安門的巨幅紅旗，原來還有這些航天黑科技
李莉 科技日報記者 付毅飛
10月1日上午十時40分許，新中國成立70周年閱兵式上，9架直-8直升機分別懸掛黨旗、國旗、軍旗飛過天安門廣場。巨幅黨旗和國旗長9米、寬6米，軍旗長7.5米、寬6米，在高空中經受著每小時160至180公里飛行速度的考驗。
一般來說，在如此高速下，巨幅旗幟尾部會產生劇烈抖動，衝擊會使旗幟邊緣局部受損，進而在集中載荷作用下整個旗幟被撕裂。然而閱兵紅旗卻能平整展開，在藍天映襯下絢麗多姿。記者從承擔國慶閱兵紅旗攻關任務的中國航天科技集團五院508所，了解到其中的奧秘。
在盛大慶典活動中進行國旗飛行展示，是國際慣例。要解決旗面破損問題，通常是將飛行時速將至100公里以內，或縮小旗面尺寸。但在國慶閱兵中，這兩種方法都不適用。懸掛紅旗的直-8直升機是空中受閱方隊的排頭兵，如果飛行速度過低，會給其後的固定翼飛機飛行帶來安全隱患。如果將旗面尺寸縮小，又會影響飛行展示效果。
國慶閱兵紅旗的需求單位曾選用幾種常規滌綸材質，製成紅旗進行試飛，結果紅旗完全無法承受高速氣流的沖刷，破損嚴重。他們通過增加質量的方法加大了旗面材料的強度，使旗面材料變得更加厚重，但在飛行試驗中，旗面尾部吹毛脫絲的現象非常嚴重，而且紅旗抖動異常，聲響巨大。
接到紅旗攻關任務後，508所科研團隊迅速開展集智攻關。通過航天器回收降落傘的研製經驗他們發現，旗面材料在氣流中飛行時，尾部所受的慣性力大小與材料質量分布率成正比。因此增加旗面材料質量雖然能提高強度，卻也要承受更大破壞力。
在這一思路引導下，研製團隊將目光投向了航天器降落傘同性質材料。該材料所用高強錦絲長絲的線密度可以達到20旦或更小，粗細僅有頭髮直徑的三分之一，但強度可達普通民用錦絲強度的兩倍。最終選取的高強錦絲綢，比神舟飛船降落傘材料強度高17%，重量降低了15%。
工作人員甄選布料
但對於掛飛紅旗來說，這種輕薄柔軟的錦絲綢材料自身剛度並不夠。研製團隊結合真實飛行試驗數據，參照降落傘流固耦合模擬分析軟體計算結果，對旗面尾部結構進行了改進優化設計。
他們借鑒降落傘設計技術，在旗面尾部兩側增加了兩塊梯形「風兜」設計。風兜的存在可以大大提高旗面尾部的受力拒變能力，減輕風力對旗面尾部的壓迫，既減小旗面變形，又保護旗面。
展示風兜
此時的閱兵紅旗已經達到了飛行要求，但在高空飛行中透光度太強，展示效果還不完美。508所邀請專業的材料研製單位開展研究，在布料上增加了一層特製塗料，不僅改善了外觀，還讓紅旗具備了很好的防雨能力，即使閱兵時下雨，旗面上的雨水也會迅速滑落，紅旗依舊能迎風飄揚。
來源：科技日報 文中圖片均由中國航天科技集團五院508所提供
編輯：劉義陽
審核：管晶晶
