无所不能的科技“龙”

◎本刊综合

中国人是“龙的传人”，将龙视为文明象征、精神图腾。在中国人的心目中，龙寓意威武刚健，龙既能腾飞在天，又能遨游于水，可谓无坚不摧、无所不能。

借用龙的形象和龙的精神，富有智慧的中国人打造了众多科技产品，甚至大国重器。它们犹如一条条科技“龙”，上天入地，逐浪破冰，闪耀着自立自强的光芒，展现了从古至今中华民族对科技创新不断探索和不断追求的进取精神。

非凡创造，古代“龙”之器物

在古代，人们发挥聪明才智制造了一件件与“龙”相关的物品。从简单的器具到先进的测量仪器，它们都蕴含了一定的科学原理。

候风地动仪

候风地动仪是世界上第一台测报地震方位的仪器，由东汉科学家张衡于公元132年发明。

图1 学生在科技馆了解候风地动仪模型知识(图/新华社）

候风地动仪由青铜制造，形状像酒坛，虽然名称中没有“龙”字，但四围刻铸着八条龙，龙头伸向八个方向——东、南、西、北、东南、西南、东北、西北。每条龙的嘴里含着一颗小铜球，每个龙头下面蹲了一只铜制的蟾蜍，它张大嘴巴对准龙嘴。哪个方向发生了地震，朝着那个方向的龙嘴就会自动张开，把铜球吐出，铜球掉在蟾蜍的嘴里，发出响亮的声音，给人发出地震警报。

它的成就：测报陇西地震

公元134年12月13日，陇西汉阳（今甘肃天水）发生地震，距震中500千米的东汉首都，通过候风地动仪测出了地震信息。

龙骨水车

龙骨水车是我国古代先进的排灌农具，为推动农耕文化的发展立下了奇功。

龙骨水车之所以叫这个名称，是因为其形状犹如龙骨。因在车水时，叶片会一页页地翻转，人们又叫它翻车。

在龙骨水车设计之初，链条还没有被发明出来，所以水车上的龙骨叶板取代链条，在矩形长槽内起传动的作用。水车的动力来源多样，可以通过手摇、脚踏、用牲畜拉动、用风力吹动或水力驱动，使轮轴转动，从而带动龙骨叶板和它上面的刮板运行，实现连续提水。

使用方法：

将龙骨水车斜置于小河水流湍急的地方或者池塘边，车身的一部分浸入水中，通过水流驱动龙骨叶板。当龙骨叶板转动时，刮板沿着长槽刮水上升，到达长槽上端时，刮板将水送出。这样循环往复，可连续取水。

火龙出水

“火龙出水”发明于明朝，用于水战，被认为是世界上最早的二级火箭，是现代多级火箭的鼻祖。

“火龙出水”的龙形身体由毛竹制成，龙头与龙尾则由木头雕刻而成。龙头张着“血盆大口”，龙形身体捆有四支火药筒，其引信被汇总到一起，确保同步点燃，推动“第一级火箭”前进；“火龙出水”腹内藏着数支小火箭，当前一级“火箭”燃料耗尽时，“第二级火箭”被自动引燃，从“血盆大口”射出，冲向敌营。

图2 “火龙出水”模型（图/《中国国防报》）

龙洗

龙洗是中国古代的一种铜洗。将两只手的手心蘸上水，然后摩擦龙洗的把手，摩擦速度适当时，龙洗内的水会形成水花。

图3 小朋友体验青铜“龙洗”的共振效果（图/新华社记者方喆 摄）

科学原理：

当手心摩擦龙洗把手的频率达到一定的数值，龙洗的振动频率与水的振动频率一致时，便会产生共振。在共振状态下，水的力量被放大，出现水花喷涌的情景。同时，龙洗盆底四周刻有凹槽，可以将水花反溅回盆底，形成水雾。

实力担当，亮眼的“龙”之重器

当无所不能的“龙”遇到“大国重器”会发生怎样的化学反应？

从“华龙一号”的核能之光，到“蛟龙”号的深海探索；从“翼龙”展翅飞翔，到“雪龙”号破冰前行；……以“龙”为名的大国重器彰显中国硬核实力。

海上升“捷龙”

2月3日11时6分，捷龙三号运载火箭在广东阳江附近海域点火升空，将埃及NExSat-1星等9颗卫星顺利送入预定轨道，发射任务圆满成功。这次发射是捷龙三号运载火箭首次承揽外星搭载发射，标志着火箭迈出国际化发射的第一步。至此，捷龙三号运载火箭已完成三次海上发射任务。

图4 捷龙三号运载火箭（图/中国航天科技集团一院）

捷龙三号运载火箭：

●采用四级固体发动机串联布局

●总长约31米，箭体最大直径2.65米，总质量约140吨

●拥有直径3.35米和2.9米两种构型整流罩，能够与多种星箭接口适配

●在500千米太阳同步轨道运载能力达1.5吨，具有满足主流中小卫星组网发射比较实用的运载能力

百变“翼龙”

时而化云为雨大降甘霖，时而变身空中通信基站，时而化作勇斗台风的“追风者”，时而成为万米高空上的“天眼”……“翼龙”无人机一机多用，百变全能。

“翼龙”无人机是在已有技术基础上，大胆突破核心技术，自行研制的系列化、中空长航时、多用途无人机。凭借优异性能和实战表现，“翼龙”无人机已融入我国气象、应急保障体系，在国际市场上广受赞誉。

目前，“翼龙”无人机已实现谱系化和系列化发展，包括翼龙-1系列、翼龙-2系列、翼龙-10系列等，民用产品主要包括海燕I型、海燕II型、翼龙-2H气象型、翼龙-2H应急救灾型等无人机。

图5 翼龙-1E无人机（图/新华社）

光辉事迹：2023年12月，翼龙-2H应急救灾型无人机驰援甘肃省积石山县，化身“空中基站”，持续恢复约50平方千米内公网信号，为打通“生命通道”立下战功。

“华龙”驭电

“华龙一号”是我国具有完全自主知识产权的三代核电技术，标志着我国核电技术水平和综合实力跻身世界第一方阵。

技术突破：

●设计寿命60年，反应堆采用177堆芯设计，堆芯设计换料周期18个月

●自主研发应用非能动安全系统，形成了“能动+非能动”双重安全系统

●运用单堆布置、双层安全壳等先进设计理念

●压力容器、蒸汽发生器、堆内构件、控制棒驱动机构、堆芯测量系统等核心装备全部实现自主化、国产化，全球首堆工程设备国产化率达到88%

●每台机组装机容量116.1万千瓦，每年发电近100亿度，能够满足中等发达国家100万人口的生产和生活年度用电需求

图6 “华龙一号”核电机组福建福清核电5号机组（无人机照片）（图/新华社记者林善传 摄）

“蛟龙”号挺进深蓝

“蛟龙”号载人潜水器是我国首台自行设计、自主集成研制的7000米级载人潜水器，实现我国大深度载人潜水器从无到有的突破。

2012年6月，在马里亚纳海沟开展的大深度海试中，“蛟龙”号载人潜水器成功下潜至7062米，创造了作业型深海载人潜水器的新世界纪录。

在试验性应用阶段，“蛟龙”号载人潜水器先后在中国南海、太平洋、印度洋等海区下潜，作业地形涵盖了海山、冷泉、热液、洋中脊、海沟、海盆等典型海底地形区域，次次圆满完成任务。

它的作业能力覆盖7000米以浅全球海洋面积的99.8%的海域，为我国抢占国际深渊科学研究前沿提供了强有力的技术支撑。

图7 刚刚出海的“蛟龙”号载人潜水器（图/国家深海基地管理中心供图）

“雪龙2”号破冰

“雪龙2”号极地科考破冰船是我国第一艘自主建造的极地科学考察破冰船，也是全球首艘双向破冰科考船。它的长度超过120米，排水量约1.4万吨，可搭载101人。

与“雪龙”号相比，“雪龙2”号的排水量小了，船身也比较短，但破冰能力和科考能力“更上一层楼”。

破冰能力更强——双向破冰均具有以2～3节船速连续破1.5米厚的冰层加0.2米厚的积雪的能力，满足无限航区包括极区航行和作业需求。

智能化程度更高——船体内部装有很多传感器，实现全船信息的全方位智能感知、获取、交换和展示。基于数据处理分析等技术，实现船舶和科考的智能化运行和辅助决策。

机动性更强——配备移动集装箱式实验室，可提高海洋科学考察的机动性。

图8 2023年11月25日，“雪龙2”号（前）和“天惠”轮正在结伴穿越西风带（无人机照片）（图/新华社发 陈栋彬摄）