無所不能的科技“龍”

◎本刊綜合

中國人是“龍的傳人”，將龍視為文明象征、精神圖騰。在中國人的心目中，龍寓意威武剛健，龍既能騰飛在天，又能遨游于水，可謂無堅不摧、無所不能。

借用龍的形象和龍的精神，富有智慧的中國人打造了眾多科技產品，甚至大國重器。它們猶如一條條科技“龍”，上天入地，逐浪破冰，閃耀著自立自強的光芒，展現了從古至今中華民族對科技創新不斷探索和不斷追求的進取精神。

非凡創造，古代“龍”之器物

在古代，人們發揮聰明才智制造了一件件與“龍”相關的物品。從簡單的器具到先進的測量儀器，它們都蘊含了一定的科學原理。

候風地動儀

候風地動儀是世界上第一臺測報地震方位的儀器，由東漢科學家張衡于公元132年發明。

圖1 學生在科技館了解候風地動儀模型知識(圖/新華社）

候風地動儀由青銅制造，形狀像酒壇，雖然名稱中沒有“龍”字，但四圍刻鑄著八條龍，龍頭伸向八個方向——東、南、西、北、東南、西南、東北、西北。每條龍的嘴里含著一顆小銅球，每個龍頭下面蹲了一只銅制的蟾蜍，它張大嘴巴對準龍嘴。哪個方向發生了地震，朝著那個方向的龍嘴就會自動張開，把銅球吐出，銅球掉在蟾蜍的嘴里，發出響亮的聲音，給人發出地震警報。

它的成就：測報隴西地震

公元134年12月13日，隴西漢陽（今甘肅天水）發生地震，距震中500千米的東漢首都，通過候風地動儀測出了地震信息。

龍骨水車

龍骨水車是我國古代先進的排灌農具，為推動農耕文化的發展立下了奇功。

龍骨水車之所以叫這個名稱，是因為其形狀猶如龍骨。因在車水時，葉片會一頁頁地翻轉，人們又叫它翻車。

在龍骨水車設計之初，鏈條還沒有被發明出來，所以水車上的龍骨葉板取代鏈條，在矩形長槽內起傳動的作用。水車的動力來源多樣，可以通過手搖、腳踏、用牲畜拉動、用風力吹動或水力驅動，使輪軸轉動，從而帶動龍骨葉板和它上面的刮板運行，實現連續提水。

使用方法：

將龍骨水車斜置于小河水流湍急的地方或者池塘邊，車身的一部分浸入水中，通過水流驅動龍骨葉板。當龍骨葉板轉動時，刮板沿著長槽刮水上升，到達長槽上端時，刮板將水送出。這樣循環往復，可連續取水。

火龍出水

“火龍出水”發明于明朝，用于水戰，被認為是世界上最早的二級火箭，是現代多級火箭的鼻祖。

“火龍出水”的龍形身體由毛竹制成，龍頭與龍尾則由木頭雕刻而成。龍頭張著“血盆大口”，龍形身體捆有四支火藥筒，其引信被匯總到一起，確保同步點燃，推動“第一級火箭”前進；“火龍出水”腹內藏著數支小火箭，當前一級“火箭”燃料耗盡時，“第二級火箭”被自動引燃，從“血盆大口”射出，沖向敵營。

圖2 “火龍出水”模型（圖/《中國國防報》）

龍洗

龍洗是中國古代的一種銅洗。將兩只手的手心蘸上水，然后摩擦龍洗的把手，摩擦速度適當時，龍洗內的水會形成水花。

圖3 小朋友體驗青銅“龍洗”的共振效果（圖/新華社記者方喆 攝）

科學原理：

當手心摩擦龍洗把手的頻率達到一定的數值，龍洗的振動頻率與水的振動頻率一致時，便會產生共振。在共振狀態下，水的力量被放大，出現水花噴涌的情景。同時，龍洗盆底四周刻有凹槽，可以將水花反濺回盆底，形成水霧。

實力擔當，亮眼的“龍”之重器

當無所不能的“龍”遇到“大國重器”會發生怎樣的化學反應？

從“華龍一號”的核能之光，到“蛟龍”號的深海探索；從“翼龍”展翅飛翔，到“雪龍”號破冰前行；……以“龍”為名的大國重器彰顯中國硬核實力。

海上升“捷龍”

2月3日11時6分，捷龍三號運載火箭在廣東陽江附近海域點火升空，將埃及NExSat-1星等9顆衛星順利送入預定軌道，發射任務圓滿成功。這次發射是捷龍三號運載火箭首次承攬外星搭載發射，標志著火箭邁出國際化發射的第一步。至此，捷龍三號運載火箭已完成三次海上發射任務。

圖4 捷龍三號運載火箭（圖/中國航天科技集團一院）

捷龍三號運載火箭：

●采用四級固體發動機串聯布局

●總長約31米，箭體最大直徑2.65米，總質量約140噸

●擁有直徑3.35米和2.9米兩種構型整流罩，能夠與多種星箭接口適配

●在500千米太陽同步軌道運載能力達1.5噸，具有滿足主流中小衛星組網發射比較實用的運載能力

百變“翼龍”

時而化云為雨大降甘霖，時而變身空中通信基站，時而化作勇斗臺風的“追風者”，時而成為萬米高空上的“天眼”……“翼龍”無人機一機多用，百變全能。

“翼龍”無人機是在已有技術基礎上，大膽突破核心技術，自行研制的系列化、中空長航時、多用途無人機。憑借優異性能和實戰表現，“翼龍”無人機已融入我國氣象、應急保障體系，在國際市場上廣受贊譽。

目前，“翼龍”無人機已實現譜系化和系列化發展，包括翼龍-1系列、翼龍-2系列、翼龍-10系列等，民用產品主要包括海燕I型、海燕II型、翼龍-2H氣象型、翼龍-2H應急救災型等無人機。

圖5 翼龍-1E無人機（圖/新華社）

光輝事跡：2023年12月，翼龍-2H應急救災型無人機馳援甘肅省積石山縣，化身“空中基站”，持續恢復約50平方千米內公網信號，為打通“生命通道”立下戰功。

“華龍”馭電

“華龍一號”是我國具有完全自主知識產權的三代核電技術，標志著我國核電技術水平和綜合實力躋身世界第一方陣。

技術突破：

●設計壽命60年，反應堆采用177堆芯設計，堆芯設計換料周期18個月

●自主研發應用非能動安全系統，形成了“能動+非能動”雙重安全系統

●運用單堆布置、雙層安全殼等先進設計理念

●壓力容器、蒸汽發生器、堆內構件、控制棒驅動機構、堆芯測量系統等核心裝備全部實現自主化、國產化，全球首堆工程設備國產化率達到88%

●每臺機組裝機容量116.1萬千瓦，每年發電近100億度，能夠滿足中等發達國家100萬人口的生產和生活年度用電需求

圖6 “華龍一號”核電機組福建福清核電5號機組（無人機照片）（圖/新華社記者林善傳 攝）

“蛟龍”號挺進深藍

“蛟龍”號載人潛水器是我國首臺自行設計、自主集成研制的7000米級載人潛水器，實現我國大深度載人潛水器從無到有的突破。

2012年6月，在馬里亞納海溝開展的大深度海試中，“蛟龍”號載人潛水器成功下潛至7062米，創造了作業型深海載人潛水器的新世界紀錄。

在試驗性應用階段，“蛟龍”號載人潛水器先后在中國南海、太平洋、印度洋等海區下潛，作業地形涵蓋了海山、冷泉、熱液、洋中脊、海溝、海盆等典型海底地形區域，次次圓滿完成任務。

它的作業能力覆蓋7000米以淺全球海洋面積的99.8%的海域，為我國搶占國際深淵科學研究前沿提供了強有力的技術支撐。

圖7 剛剛出海的“蛟龍”號載人潛水器（圖/國家深海基地管理中心供圖）

“雪龍2”號破冰

“雪龍2”號極地科考破冰船是我國第一艘自主建造的極地科學考察破冰船，也是全球首艘雙向破冰科考船。它的長度超過120米，排水量約1.4萬噸，可搭載101人。

與“雪龍”號相比，“雪龍2”號的排水量小了，船身也比較短，但破冰能力和科考能力“更上一層樓”。

破冰能力更強——雙向破冰均具有以2～3節船速連續破1.5米厚的冰層加0.2米厚的積雪的能力，滿足無限航區包括極區航行和作業需求。

智能化程度更高——船體內部裝有很多傳感器，實現全船信息的全方位智能感知、獲取、交換和展示。基于數據處理分析等技術，實現船舶和科考的智能化運行和輔助決策。

機動性更強——配備移動集裝箱式實驗室，可提高海洋科學考察的機動性。

圖8 2023年11月25日，“雪龍2”號（前）和“天惠”輪正在結伴穿越西風帶（無人機照片）（圖/新華社發 陳棟彬攝）