二战时的轰炸机竟然是木头做的!

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涛涛说木/文



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木制轰炸机



二战时期,传统飞机的铝可能会匮乏,故用木材代替铝材,制造出身轻如燕的作战飞机。英国德·哈维兰公司生产的DH98“蚊”式战斗轰炸机,是第二次世界大战中设计最成功的飞机之一,一度被誉为“木头奇迹”。这是木材成功应用在飞机上的最早案例。被用来制造“蚊”式战斗轰炸机的木材就是世界上最轻的木头——巴沙木。




最轻的木头





有一种木头十分轻,每立方厘米只有0.1克的重量,比用来做火柴的白杨木还要更轻,能够十分轻松的浮在水面上。取相同体积的水和这种木头,它的重量只有水的十分之一。即便是一根很粗壮的木头,人们也能够轻松的举过头顶。这种木头就是——巴沙木。




巴沙木别称轻木,轻木是木棉科、轻木属中唯一的一种常绿中等乔木。一株10年生的巴沙木可高达16米,直径150-160厘米。叶宽心脏形,交互生长在枝条上。花大,色黄白,着生于树冠上层。结长圆形蒴果,里面有绵状的簇毛,由五个果瓣构成。种子倒卵形,淡红色或咖啡色,外面密被绒毛,像棉花籽一样。




此外,巴沙木的生长速度很快,是有名的速生树种,一年的时间里它们就可以生长5-6米的高度。相较于一些千年、百年老树,巴沙木的寿命一般不会超过30-40年。它原产热带美洲,目前亚洲、非洲很多热带国家都已引种栽培。




何为最“轻”





首先,我们需要知道如何判定“最轻”?与其说“轻”,更准确的形容应该是“密度低”,因为“轻重”的概念涉及的是物质的质量(或重量),或轻或重和物质的多少有关,而密度这一属性和物质的多少无关。




巴沙木的干重密度只有0.12克/立方厘米,大约是水密度(1克/立方厘米)的1/8,生长在美洲热带森林的树木,别称轻木,生长极快,四季常青,是世界上最轻的木材,我国台湾南部在很早的时候就已经引入种植了。20世纪60年代,也广泛种植于广东和福建一带。




最轻的原因





通过对木材微观结构的研究,科学家发现,阔叶树种木材主要的组成细胞为导管分子、木纤维、轴向薄壁细胞和木射线细胞,而其中的木纤维的长短、壁厚等指标直接影响木材密度的大小。无论是通过光学显微镜还是电子显微镜来观察木材构造,都可发现,细胞的存在造就了木材特有的多孔隙特征。




木材孔隙的数量用体积孔隙度来计算,有研究发现轻木的体积孔隙度为83.9%,也就是说在相同的放大倍数下,轻木木材的细胞直径大,细胞腔大,轻木的孔隙无论是数量还是大小都比其他木材大。而孔隙越多,木材的密度越低,木材就轻,反之,木材的密度高,木材就重。除了孔隙之外,木材最重要的部分就是细胞壁物质。对于一种木材来说,如果细胞壁越厚,实体部分越多,相应的木材密度也就越大。




巴沙木与哥伦布





据说15世纪时哥伦布首先发现了美洲新大陆。从那以后,欧洲殖民者争先恐后地派军队占领美洲地盘。西斑牙军队到厄瓜多尔时,军人们看到在流往萨摩岛的奔腾咆哮的河流中,有七个土著姑娘乘着一种特殊木头扎成的木筏,冒着狂涛激浪漂流而下,木筏时而在浪尖上,时而沉入水花中,但始终都不会沉没,感到十分惊奇。



军人们还发现,这种木头特别轻,防腐性能好,当地手工艺人用它制造出的各种各样的生活用具和工艺品,很受人们欢迎,往往供不应求。于是,西班牙军人第一次把这种木材叫做轻木。后来,轻木(即巴沙木)被运到西班牙乃至整个欧洲,并逐渐在全世界传播开来,且广泛用于航空、航海、隔音、隔热、室内装饰等方面,效果特别好。




广泛的运用





巴沙木在上个世纪的60年代被引进到国内种植,它的重量轻,容易加工,是制作模型、塑料贴面板等理想的材料,并且因为它的结构稳定,绝热好耐高温,所以起初这种木材在国内最常见的就是用来做保温瓶的瓶塞了。到后来,大家才逐渐将它应用于其他方面。




巴沙木材质均匀、易加工,可用作多种轻型结构物的重要材料,如航空工业中的夹心板材料;由于木材结构变异小,收缩膨胀小,体积稳定性较好,巴沙木可以做各种展览的模型或塑料贴面板等材料;由于其导热系数较低,巴沙木还是一种很好的绝热材料;此外,巴沙木还可以做隔音设备、救生胸带、水上浮标等。




未来需求剧增





随着我国风电行业的迅速发展,规模不断扩大,对巴沙木的需求也逐渐增加,数据显示,2018年,中国风电新增风机数量近1万台,意味着风机叶片数量每年新增近3万支,以平均每支叶片巴沙木用料3-4m3来算,中国风电行业每年巴沙木的需求在9-12万m3左右。且在风电市场愈加青睐大叶片的环境下,风机叶片长度不断延长,相同容量的风电机组对叶片材料的用量有所增加,使得巴沙木需求进一步提高。




因政策因素,国内掀起抢装潮,开发商都力争于2020年底前将项目并网,风机的及时交付至关重要,风电叶片则是风电机组交付中的一个核心环节,但由于巴沙木等原材料限制,叶片产能跟不上产业链的交付进度,一定程度上制约了风电机组产能。国内某整机商坦言,“未来,叶片生产厂家对于巴沙木的需求会迫切增加,虽说每家风电厂家都锁定了2020年的风机产能,能生产多少风机,能够交付多少,都有一个提前的预判。但这也是在保证供应链完整的前提下,风机叶片是交付中延误风险最高的环节之一,巴沙木正是风险所在。”





以上,介绍了世界上最轻的木头——巴沙木的过去和未来,相信大家已经对巴沙木有了深刻的了解。对木文化感兴趣,想了解更多木文化知识,可以持续关注我们,我们将为你介绍更多木知识。


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