剎車盤能上天 航天飛機中的賽車科技

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如今越來越多的汽車廠商開始用飛機甚至火箭跨界宣傳自己的汽車使用航空空航天技術，相當高大上。有沒有想過有沒有技術是從汽車開始，然后發展到航空空航天領域的？真的有！本期，我將和大家談談汽車剎車和航天飛機的關系。

或許有些粉絲還記得這樣一個舊聞。2021年5月，Brabham推出全新超跑BT62，全球限量70臺，售價140萬美元。該車采用全碳纖維車身，超跑標準中置發動機布局，車身重量972kg，5.4L V8自然吸氣發動機，最大功率700馬力，匹配6速串聯變速箱。

2021年初，澳大利亞車手盧克·尤登駕駛計劃中的芒特全景賽道以1分58秒69的成績拋出，成功打破賽道最快單圈紀錄。

大多數人可能只是路過這輛車，覺得它只是一個獨立汽車廠的奇怪東西。然而，你可能不知道布拉姆為美國航天飛機的研發做出了一些貢獻！

故事必須從整整60年前開始。1960年，兩位澳大利亞人，工程師羅恩·陶拉納克和車手杰克·博拉翰姆，成立了“賽車發展公司”，專注于一級方程式即F1賽車的生產。當時，杰克·博拉翰姆已經是兩屆F1世界冠軍。

1961年，該公司開發了第一輛名為“BT3”的賽車，它是根據品牌創始人布拉姆和陶拉納克的首字母命名的。1962年，公司開始組隊參加F1比賽。這個團隊以創始人布拉班姆的名字命名，他自己開車出去了。

不出意外的話，前兩年的成績并不是很好，但是后續的發展還是比較順利的。1966年，40歲的杰克·博拉翰姆第三次獲得F1冠軍，成為唯一一位在F1頂級世界駕駛自制汽車獲得世界冠軍的車手。

1970年，Brabham在賽季結束后正式退役，并將公司股份賣給了Tauranac。然而，1971年的成績并不突出，因此公司被伯尼·埃克萊斯頓壟斷，伯尼后來成為F1的知名掌門人。說到這里，你覺得這個團隊有點意思嗎？

20世紀（查成交價|參配|優惠政策）70年代，車隊進入了一個新的階段，開始采用大膽的技術，例如空空氣動力學風扇賽車，這在F1歷史上是非常經典的。此外，它還采用了油氣懸掛系統，這成為了當今民用汽車的成熟功能。

1978年，著名車手尼基·勞達在這里工作，幫助車隊獲得了年度第三名，這是他們在20世紀（查成交價|參配|優惠政策）70年代最好的成績。客觀來說，這一時期的車隊排名并不是很出彩，但因為技術創新，已經成為F1歷史上最著名、最有影響力的車隊和賽車廠商之一。

1976年，Brabham公司推出了當年的新款BT45賽車。這款車配備了阿爾法·羅密歐開發的3.0升臥式12缸發動機。它的主要問題是發動機可靠性稍差，導致這款車性能差，完成率低，從來沒有拿過冠軍。

但是，BT45在制動系統方面有一項新技術，那就是碳碳復合制動盤。這是一種以石墨為基體，經過碳化處理的全碳復合材料。目的是耐高溫，使賽車連續制動的熱衰減很小。

在隨后的幾年里，這項技術逐漸成熟，成為了很多F1賽車的標配，因此Brabham公司可以說是在賽車的制動領域，甚至是當今高性能汽車的制動技術上，都是先行者。

同樣在1976年，美國宇航局剛剛完成阿波羅登月，并正在開發一個新的太空項目，即后來的航天飛機。

很多人認為Tai 空計劃是無成本的，而航天飛機恰恰相反。它的初衷是建造一個低成本的可重復使用的航天器，讓人們能夠以相對合理的價格在地球和Tai 空之間來回飛行。因此，所有的設計都以便宜耐用為目標，盡管實際上遠遠沒有達到預期的目標。

開發過程中遇到的一個巨大問題是，車輛在重新進入大氣層時會高速與空氣體發生摩擦，導致高溫超過數千攝氏度。之前的泰泰空飛船使用的是一次性燃燒材料，使用后報廢，但航天飛機做不到，所以必須完好無損后才能重復使用。

承受如此高溫的理想材料是鈦合金。但是鈦合金的成本太高，所以整個航天飛機只能使用和普通飛機幾乎一樣的鋁合金。

然而，鋁合金的一個致命問題是耐熱性差。當溫度超過200攝氏度時，材料的性能開始迅速下降。如果直接進入大氣層，航天飛機將直接解體。人們必須找到一種理想的材料來防止熱量進入飛機。如果這個問題不能解決，整個項目將徹底失敗。

就在我不知道該怎么辦的時候，可能一個R&D車隊的工程師是F1賽車迷，碰巧看到了Brabham BT45使用的碳碳復合制動盤，想到它或許還能抵御大氣的持續燃燒？

原來這是一種非常厲害的材料，于是將當時還是黑科技的碳碳復合材料應用到航天飛機上，成為至關重要的機身隔熱瓦，實現了從汽車到航空航天的轉變！

1981年4月12日，美國哥倫比亞號在加利福尼亞起飛，這是航天飛機的首次飛行。繞地球飛行36圈后，航天飛機以10倍音速進入大氣層，高速空空氣摩擦導致機身表面溫度超過1200℃！然而，碳碳材料經受住了考驗，保護了飛機和宇航員，最終哥倫比亞號順利返航，從而開啟了一個新時代。

這種材料好不好，但也有一個小問題，重量。盡管碳基材料與金屬相比已經很輕了，但眾所周知，我們現在都在使用碳纖維來減輕重量。即便如此，與航空航天領域相比，它的重量還是太重了。如果覆蓋全機，就不會飛，所以只能用在機頭和機翼前緣溫度最高的關鍵位置。

不幸的是，2021年，哥倫比亞號航天飛機在返回大氣層時，由于起飛時泡沫脫落，刺穿機翼的碳碳復合絕緣層而墜毀，造成7名宇航員死亡。

如今，汽車上使用的所謂碳陶瓷剎車盤是后來出現的改進版本。在碳纖維中加入碳化硅相對容易加工，性能更穩定，耐熱性相同。歸根結底是價格比較便宜，但是它的摩擦系數稍微差一些，所以高性能賽車或者飛機的剎車還是用碳碳材料。

經過40多年的發展，碳材料已經從原來的賽車、航天飛機的黑科技逐漸進入人們的家用車，但不管怎么說，碳陶瓷剎車的價格還是挺貴的，目前也只能是有錢人的玩具。如果你有一輛帶碳陶瓷剎車的車，你可以自豪地說，我的車的剎車盤NB可以上天了！