蜂窝与太空飞行器：科技之窗中的太空飞行器设计原则

蜂窝与太空飞行器

航天飞机、宇宙飞船、人造卫星等太空飞行器要进入太空持续飞行，就必须摆脱地心引力，这就要求运载它的火箭必须提供强大无比的能量。同时，太空飞行器自身重量越轻，就能大大减轻运载火箭的负担，也就能使太空飞行器飞得更高更远。

为此，为了减轻太空飞行器重量，科学家们绞尽脑汁与太空飞行器“斤斤计较”。可减轻太空飞行器重量，相当困难。科学家们尝试了许多办法都无济于事。最后还是蜜蜂的蜂窝结构给科学家们解决了这个难题。

大家知道，蜂窝是由一些一个挨一个、排列整整齐齐的六角形小蜂房组成的。十八世纪初，法国学者马拉尔琪测量到蜂窝的几个角都有一定的规律，钝角等于109°28′，锐角为70°32′，后来经过法国物理学家列奥缪拉、瑞士数学家克尼格、苏格兰数学家马克洛林先后多次的精确计算，得出一个结论：要消耗最少的材料，而制成最大的菱形容器，它是角度就是109°28′和70°32′，也就是说，蜜蜂蜂窝结构是容积最大且最节省材料的。(www.xing528.com)

但从正面观察蜂窝，它是由一些正六边形组成的，既然如此，那每一个角都应是120°，怎么会有109°28′和70°32′呢？这是因为蜂窝不是六棱柱，而是底部由三个菱形拼成的尖顶构成的“尖顶六棱柱”。我国数学家华罗庚准确地指出：在蜜蜂身长、腰围确定情况下，尖顶六棱柱的蜂房用料最省。

上述蜂房结构不正是太空飞行器结构所要求的吗？于是，在太空飞行器中采用了蜂房结构，先用金属制造成蜂窝，然后，再用两块金属板把它夹起来就成了蜂窝结构。这种结构的太空飞行器容量大、强度高，且大大减轻了自重，也不易传导声音和热。因此，今天我们见到航天飞机、宇宙飞船、人造卫量都采用了这种蜂房结构。

科学发展就是如此，有些看似十分深奥、高不可攀的难题，可只是开动脑筋，善于从日常生活中觅线索，反而迎刃而解。小小的蜂房似乎与伟大的航天航空事业风马牛不相及，但仿生学却把它们紧紧联系在一起。