第21章 分科技乐园(3)

在南极和北极，由于气候终年寒冷，水面上会有一层层的冰，阻碍了船舶的正常出行。这可怎么办呢？于是，一种破除冰面的船舶应运而生，它就是破冰船。

世界上第一艘破冰船是由普通船改装的，船头有一定的斜度，不会直接碰撞冰块，而是像铁锹一样，滑到冰面上去，然后利用船身的重量将冰层压碎，这样反复前进，就可以开出一条航道了。破冰船必须有坚固的身躯，船头还得是折线型的，这样可以与冰面成一定的夹角，方便破冰。尤其是外壳，采用的是很厚的钢板制造，船体内有密集的钢结构，可以保证和冰层撞击时不会伤到船本身。现在，许多国家都有自己的破冰船，尤其是积极参与极地科考的国家。

双体船是什么样的

双体船，就是有两个并列的船体，有人说它就像一对双胞胎。在外形上，双体船有两个相同尺度的船体，有两个船头、两个船身和两个船尾，每个船体里都有一套动力装置，还带有船尾螺旋桨，可以推进船舶，中间通过连接桥相连。

也许你会觉得，双体船身宽体胖，行动起来会不方便。其实并非如此，它的船身大都是瘦长的，少水的阻力，能够提高航行速度。最值得一提的是，双体船的稳定性很强，两只船成了一个整体，占的水面积大，即使遇见大风大浪，仍能保持平稳航行。双体船外观新颖，性能独特，因此受到世界各国的瞩目，不仅被用作客轮、游轮、渡船和工程船等民用领域，在军事上也大有用途，成为未来海战的新宠。

飞机为什么怕小鸟

小鸟一直是飞机的心头大患。据统计，世界上由于鸟类引起的飞行事故几乎每年都有发生。1996年9月22日，美国空军一架预警机正将起飞，在抬起前轮的一刹那，撞上30多只加拿大鹅。顿时，两台发动机火光冲天，飞机坠毁在机场附近的洼地里，24名乘务员全部遇难。

飞机怕鸟，是因为飞机的相对速度大，与鸟相撞后的力量也就大。小鸟一旦被吸进飞机发动机内，就会造成故障，引起爆炸；另外，突然的碰撞也会损坏机体。据测试，一只450克重的小鸟撞在时速为80千米的飞机上，会产生153千克的冲击力；而一只7千克的大鸟撞在时速为960千米的飞机上，它的冲击力高达144吨！这是个多么可怕的数字啊！难怪有人称空中飞鸟是“鸟弹”。

为什么直升机可以在空中停留

在陆地想走就走，在空中想停就停，来去自由，大部分飞机都没这本事，但直升机就可以。直升机为什么能够悬停在空中呢？

和一般的飞机不同，直升机没有左右两个翅膀，但它的头顶上有一个很大的风扇——螺旋桨。这个螺旋桨不停地旋转，会产生一种向上的升力，能够克服直升机自身的重量。这样，直升机就能够稳稳当当地停在半空中执行它的任务。直升机能够悬停，尾桨的作用也功不可没。没有尾桨，直升机就会像陀螺一样不停地打转，也就不能保持自身平衡。除了垂直升降、空中停留，直升机还能左右飞甚至倒飞，简直无所不能。因此，它在战场救护、搜索救援、抢险救灾和空中吊运等领域能发挥独特的作用，堪称“空中多面手”。

飞机上的黑匣子有什么用

一架飞机失事后，有关部门都要千方百计地去寻找飞机上落下来的黑匣子。黑匣子到底是什么东西呢？

实际上，“黑匣子”只是俗名，它的真名叫飞行数据记录仪，这是一种将飞机飞行的情况储存下来的仪器。一般在飞机出事前30分钟的各种信息，它都可以保留下来。这样，就能帮助人们了解事故的真相。黑匣子一般安装在飞机的尾部，为长方体，约等于四五块砖头垒在一起那么大。它由特殊的金属材料制成，耐高温、高压，不怕腐蚀，几乎“百毒不侵”，因此能在经历了剧烈爆炸和高温燃烧后被人们找到。另外，它也并非黑色，相反，它是橘红色的。人们视它为空难的不祥之物，所以称为“黑匣子”。

飞机里的新鲜空气从哪里来

在上万米的高空，空气很稀薄，其中的氧气含量也很低。可我们坐在飞机里并没有感到呼吸困难，那么，飞机里的新鲜空气是从哪里来的呢？

在飞机发明早期，飞机飞得并不高，机舱也不密封。机舱中的空气来源于机舱外面的大气，氧气虽然比地面上少一些，但对人的身体影响不大。现代的飞机机舱是密封的，上面都装有一套专门的空气压缩设备。这套设备会将机舱外边的空气吸入，经过加压、增温、过滤后，又通过专门的通道送入机舱。这时，空气中的氧气含量就与地面上差别不大，足够驾驶员和乘客呼吸了。另外，飞机机舱中还有单独的通风系统，直接通到座位上，乘客需要时将开关打开，就可以吸到新鲜的空气了。

飞行中为什么禁止打移动电话

“请确保你的手机已关机。”每当飞机起飞时，我们总能听到这样的安全提示。为什么呢？原来，飞机在飞行中，飞行员要时刻用机载雷达等导航设备与地面指挥中心进行联络。这些导航设备是利用无线电波来传递信号的，它接收到地面发射出的电磁波后，就能测出飞机的准确位置。如果发现飞机偏离了航向，自动驾驶仪就会立即自动纠正错误，使飞机在空中正常飞行。

此时，如果有人在飞机上打了移动电话，是很危险的。因为移动电话会发出电磁波，干扰飞机上的导航设备和操纵系统，使飞机操纵设备接收到错误的信息，进行错误的操作，引发险情，甚至让飞机坠毁。因此，世界上许多航空公司规定，飞机飞行时禁止使用移动电话。

飞艇为什么不用氢气而改用氦气

1937年5月的一天，德国著名的“兴登堡”号飞艇在正准备降落时，突然“轰”的一声爆炸了，30多人当场罹难。据调查，大火是由大气中的静电点燃外泄的氢气而引起的。因为当时飞艇的“肚子”——贮气囊里面装满了氢气，这是一种可燃气体，遇到一点小火星就会着火、爆炸。这次重大事故以后，飞艇就逐渐淡出了世界航空运输的舞台。

飞艇同飞机相比，载重量大，空中停留时间长，随处可以起飞降落，使用起来很方便。因此，伴随现代科技的发展，各种新型飞艇已经重返蓝天。它们已经不用氢气做浮力，而改用氦气。氦气虽然比氢气重，但是，仍然比空气轻得多，它跟谁也不易发生反应，当然就绝对点不着了。难怪现在所有的飞艇都用氦气呢。

核电站为什么要临水而建

核电站就是利用原子能发电的场所，也就是让铀在反应堆的设备内发生裂变，产生大量热能，进而产生高压蒸汽，推动汽轮发电机旋转发电。原子能发电具有很多优点，如不用像火力发电那样要不断运送大量燃料、没有烟尘污染等。

不过，修建核电站也有严格要求，除了严密的防护措施外，核反应堆堆芯必须不断地用水来冷却。一旦失去冷却，后果不堪设想。首先是燃料元件溶化，接着几分钟内，就有放射性物质挥发出来，几小时后这些放射性物质会进入一回路水中。如果一回路管道意外破裂，大量放射性物质便会泄漏出来，造成核事故。所以，冷却水常常被当作核电站正常运行的“血液”。这就是核电站要依水而建的原因。

太阳塔为什么能够发电

获取得绿色的、便宜的能源，一直是人类的追求。在这方面，澳大利亚人另辟蹊径，他们建造了一座高达1000米的太阳塔。这座庞然大物是怎么发电的呢？

远远看去，它就像一根巨大的烟囱。在“烟囱”的底端，有一个像大圆盘一样的集热器，直径达7000米。如果阳光充足，集热器能加热地面上的空气。当温度达到65℃时，热空气运动，从四面八方向中部的“大烟囱”汇集，形成了一个巨大的温室。接着，由于对流作用，热气流沿着“大烟囱”迅速向上爬升。这样一来，气流就推动“大烟囱”内部涡轮发电机发电。太阳塔其实是结合了烟囱、旋转涡轮和温室三项技术，最终实现电能生产。预计总发电量200兆瓦，供20万个普通家庭用电是绰绰有余的。

为什么牛粪能发电呢

在牧区，牛粪很不起眼，总是被晒干了当柴烧。而现在人们却用牛粪来发电，这是怎么回事呢？原来，人们把大量牛粪投放在一个特殊的池子内，再用盖子密封好，经过充分发酵，就产出了沼气。沼气的主要成分是甲烷，是一种无色无臭的气体。然后用一根管子把沼气抽出来，再通过气体处理系统，去掉气体里的一些杂质、水分，再送到发电机组里直接燃烧，产生机械能转换成电能。牛粪就这样变成了发电机的“燃料”！

牛粪发电威力巨大。美国有一家饲养了800头奶牛的农场，每年可以产生650万千瓦时的电能，足以为600户人家照明。肥水不流外人田。提取沼气后的牛粪去除了90％的臭味，再经消毒处理，还是一种不错的庄稼肥料呢。

为什么风能是一种“无形的煤”

空气的流动，就产生了风。风能很早就被人们利用，主要是通过风车来抽水、磨面……现在，人们最感兴趣的，是利用风来发电。据估计，全世界每年燃烧煤炭发出来的能量，仅相当于风力在一年内为人类提供能量的1\/3000。如果把风力开发出来为人类服务，那将是一笔巨大的财富。因此，有人将风能称作“无形的煤”。

目前，世界上最大的风力电站，位于美国东南部北卡罗来纳州的蓝岭山上。它其实是一个特大号的风车，安装在塔型钢架上，有10层楼高，一个叶片的直径就有60米。风车可自由转动，并能从任何一个方向获得风力，最大发电2000千瓦，能够满足附近7个县1％—2％的用电需要。开发利用风能，将大有前途。

雨滴也能用来发电吗

水能、太阳能、风能都是人类能量的来源。说来有趣，雨滴也能被用来产生能量。法国科学家借助一种名叫PVDF的塑料制品，通过雨滴来发电。这种塑料脾气有点怪，一旦受到外力的作用，就会发生变形，从而产生电荷。他在一个25微米厚的塑料膜中植入电极，当雨滴落下时，塑料膜产生振动，并获得电荷。同时，电极把电荷收集起来，用于发电。有数据显示，最大体积的雨滴至少能够发电1微瓦。

一般来说，雨滴的体积越大，带来的振动就越大，产生的能量也越大。不过，与太阳能相比，雨滴的能量要小得多。但在很难获取太阳能的条件下，它将一展身手。期望这种发电技术早日应用到日常生活中，造福人类。

什么是风筝风力发电机

很多人喜欢放风筝。那么，能不能利用风筝来发电呢？但随着科技进步，这个美妙大胆的想法将不再是童话。

一起来看看这个风筝风力发电机。乍一看，它就像一座大型的游乐场。在中间的大转盘上面，系着12只大风筝，它们能飞到2000米高空。在空中，大风呼呼一吹，风筝们就卖力地转起圈来，从而带动转盘飞快地旋转。转盘里面设置有磁场，当它自己转来转去时，就产生了电能。别看这家伙原理简单，可发起电来一点儿都不含糊。一个直径100米的木马风筝，最大发电5亿瓦，堪比一座核电站。况且，用风筝发电价格更便宜，成本仅是现在发电成本的三十分之一。毫无疑问，风筝风力发电将带来一场全新的能源革命。

飞艇可以用来发电吗

在新能源的开发上，人们总是充满了奇思妙想。这回，加拿大的一家电力公司瞄上了一贯不被重视的飞艇。他们设计的飞艇其实是一种气球发电机。在充满氦气后，飞艇的肚子撑得鼓鼓的。由于氦气比空气轻，这样飞艇不需要风的帮忙，就能自个儿飞到300米的空中。不过，它被电线系住，不会自由飞行。飞艇的两头装有涡轮发电机，当它升到高空后，就开始随风转动，带动涡轮机发电，产生电能，然后通过电线传送到地面上来。

用飞艇发电，成本低，不占用土地，现发现用，而且，维护起来也简单，只要压一下绞盘上的按钮，飞艇就慢悠悠掉下来，对地面上的人或物不造成伤害。把气体放出后，携带也方便。怎么样，真不错吧！

什么是地热发电

很早以前，我们的老祖先就利用温泉洗澡，用地热取暖。那什么是地热呢？地热，就是蕴藏在各种温泉、热泉、火山岩浆中的热能。研究表明，如果仅开采地下3千米以内的地热资源，就可相当于2.9万亿吨煤的热能。可见，地热是一个不可小看的资源。

美国盖塞斯地热发电站，装机容量达208万千瓦，是世界上最大的地热电站。在我国，已经探明的地热储量为4600多亿吨标准煤，但目前只开发利用的不到十万分之一。最有名气的是西藏拉萨附近的羊八井地热电站，发电量为整个拉萨电网的50％，保证了拉萨居民的生产和生活用电。另外，在地热资源丰富的地方，人们还钻出一口口深达几千米的热气井，利用高温的热水汽来发电。由此看来，地热资源的前途不可估量。

能利用垃圾发电吗

堆积如山的垃圾，散发着阵阵恶臭，污染了环境。于是，有人提出，化废为宝，变害为利，用垃圾发电。那么，能利用垃圾发电吗？这倒不奇怪，通过焚烧垃圾，可以产生热量，进而发电。

据统计，焚烧2吨垃圾，产生的热量相当于燃烧1吨煤所产生的热量。在我国，每年产生上亿吨的生活垃圾。有人计算过，每一吨垃圾发出的电，可以给我们提供500多千瓦时的电能，足够一个三口之家半年的照明。这么算来，我国每年将节省6千万吨煤炭，资源效益相当可观。不过，由于技术和工艺的制约，现在垃圾发电的成本仍然很高。我们完全有理由期待，随着科技的发展，垃圾发电将成为最绿色的能源之一。

“水蟒”是怎样发电的

“水蟒”并不是真正的蟒蛇，它是科学家设计的一种波浪发电机，利用海水起伏的波浪发电，将海浪能变成电能。它是怎样发电的呢？

“水蟒”是由弹性极强的橡胶制成的大管子，长182米，6米粗，里面注满了水，两头都封闭了，被安装在90米深的水下，并系在海床上。每当波浪经过，橡胶管上下摆动，内部会产生一股水流脉冲，汇集在尾部的发电机中，产生电能。然后，通过海底电缆传输出去。试验表明，每条“水蟒”可发电1000千瓦，足以供应几百个家庭的电力。更重要的是，“水蟒”质量轻，成本低；当然，维护费用也少。我们相信，这种发电机能为人类未来的能源供应作出特殊贡献。

可以在太空里冶金吗

人类对金属进行熔炼已有几千年的历史了。随着科技的发展，在太空进行金属冶炼，那可称得上是一件既新鲜又顺理成章的事。在太空失重的条件下，能制造出许多地面上不能造出来的产品。例如，能生产出几百米，甚至更长的玻璃纤维；制造最理想的滚珠，来减少轴承的摩擦和损耗；冶炼一些难熔的金属；提炼非常纯净的大块晶体；制造轻得能浮在水面的泡沫钢，用它做飞机的机翼，既轻又结实，是一种难得的航空材料。

在天上冶炼金属，动力是取之不尽、用之不竭的，全部来自太阳能。另外，这可以使地面上的许多工厂停止冒烟，排出污水、废物、废气，让地球环境大大改善。总之，在天上建立冶炼工厂，是大有希望的事业。

能不能从空中发射火箭