航天創新，到底會如何影響日常生活？每次航天發射，現場的照片和視頻都會引發觀眾極大的震撼。在一片贊嘆中，總是會聽到這樣的聲音：「看起來可真像個煤氣爐啊。」確實，從視覺效果上來說，火箭發動機明亮的尾焰確實有點像煤氣爐的火苗，畢竟，有的火箭發動機

航天創新，到底會如何影響日常生活？

每次航天發射，現場的照片和視頻都會引發觀眾極大的震撼。在一片贊嘆中，總是會聽到這樣的聲音：「看起來可真像個煤氣爐啊。」

確實，從視覺效果上來說，火箭發動機明亮的尾焰確實有點像煤氣爐的火苗，畢竟，有的火箭發動機用的就是煤氣（甲烷）和氧氣（液氧）。

但是，要問什么家電最像火箭，煤氣爐可能并不是最佳選擇。畢竟，煤氣爐它沒法上天啊。這不只是句玩笑話。同樣的燃料，一個可以爆炒魷魚，一個可以探索宇宙，區別在于火箭是一個復雜的系統工程，里面有太多不顯山露水，但是技術難度極高的設備。這個復雜系統工程還帶來了不確定性的增加，如何讓火箭變得可靠，也是個大難題。

01 5、4、3、2、1，洗干凈沒有

在家里，有那么一件電器，讓人時常體驗航天總指揮的心情。這件電器，也是很多人認為在所有家電中與火箭最像的一個，同時，他被家庭成員接納的過程也是最坎坷的。

它就是，洗碗機。

如果會說話，相信很多家用洗碗機都會聲淚俱下地講述一部「事業開拓史」。當添置洗碗機列入家庭預算申報會時，經常會得到家里長輩的一致反對。反對的比例甚至高過了買一臺游戲機，畢竟，誰還不是個洗碗專家了？

洗碗機費水、洗碗機費電、洗碗機傷餐具，面對「預算審批委員會」這三大質疑，都是比較容易用數據和實驗逐個擊破的。手洗餐具對水和能源的消耗量取決于個人手藝，但是一項經過同行評議的科研論文顯示，洗碗機在省水方面勝過最精打細算的人類。

「怎么會呢？你聽洗碗機里嘩啦啦的水聲就沒斷過。」當長輩們了解到洗碗機里的水是可以反復循環使用的時候，就明白了洗碗機省水并不是在吹牛，畢竟在水槽里手洗餐具，水龍頭開得再小，流走了也就沒了。

唯一難以用數據服眾的，就是清潔效果。當洗碗機預算終于被批下來，安裝完之后，每次使用，都會迎來長輩們審視的目光。頭幾個月，大部分時候，洗碗機都能完成自己的任務，看著亮晶晶的杯碟，長輩們贊許地點點頭。信任的積累是一點一點的，信任的喪失卻是稀里嘩啦的。當某一次揭開蓋子，洗碗機里赫然躺著一個沒洗干凈的盤子的時候：「我說什么來著？還是得手洗！」

于是，每次你都要像航天總指揮一樣，緊盯著洗碗機上的倒計時，一定要搶在長輩之前打開薛定諤的門，如果不巧有那么幾個沒洗干凈的餐具，趕緊轉移現場。

02 你永遠可以相信航天科技

最近，方太進行了一場探廠直播，全面展示了「全能洗碗專家」方太洗碗機研發與生產中的技術創新。在這場直播中，我們看到了方太的工程師介紹了與中科院力學研究所聯合發布的高能氣泡洗技術，給洗碗機加入了航天科技的元素。你的下一臺洗碗機，在航天科技的加持下，相信可以經得起長輩審視的目光，因為你永遠可以相信航天科技。

方太，真的在洗碗機里用上了航天同源科技？要了解航天是如何加持洗碗之前，我們先得去學習一個人類未解之謎。

洗碗機是怎么把餐具清洗干凈的？大部分人并不知道，因為安全設計保證在洗碗機工作的時候你拉開它的門，一切清洗工作就停了下來，好像是怕你窺探秘密似的。其實，洗碗機的工作方式和手洗餐具完全不同，洗碗機里沒有海綿擦，也沒有鋼絲球，它完全依靠各種噴頭噴射的水流來「攻擊」污物，在洗滌劑和加溫的輔助下，水完成了對餐具的清洗。說起來就一句話，然而要從原理上解釋清楚這一切的話，我們需要到當今科學的最前沿去。

03 萬物皆流體

洗碗機噴頭里的水會怎么流？這是一個問題。

兩千多年前，古希臘哲學家赫拉克利特說：「τ? π?ντα ?ε?」這句希臘語是我粘貼的，意思是「萬物皆流體」。

一百多年前，法國科學家納維和英國科學家斯托克斯兩個人寫下了一組方程，人稱納維-斯托克斯方程，簡稱 N-S 方程。這是一組在數理上極其優美的方程，大道至簡。啥意思呢？它描述了流體怎么變化，不管是空氣、水或者其他什么流體，知道它現在啥樣，通過這個方程，就能求出未來會怎么變化。

如果有興趣可以去試試解一下這個偏微分方程，解出來的話至少可以拿個百萬獎金。在 2000 年的時候，有個數學研究所給七道數學難題開出了百萬美金懸賞，史稱千禧年百萬數學難題。其中之一就是求納維—斯托克斯方程的「光滑解」。22 年過去了，沒有人能從納維和斯托克斯兩位老先生那里拿走這筆錢。

所以，萬物皆流，萬物皆玄妙，大到巖漿流動塑造地球的高山峽谷，小到蚊子如何在雨滴中穿行。但凡涉及流體力學，處處皆是難題。甚至在家隨便開個水龍頭，都能觀察到幾個舉世難題。比如開大水龍頭，然后迅速關閉，如果你住在一些老舊小區里，就有可能會在聽到一串咚咚聲的同時感受到水管巨大的震顫，就像有人用錘子砸了一下，這是水錘效應，很難精確計算。如果水龍頭開小一點，水流平緩而穩定地流到水槽的表面，就會在水槽中形成一個圓形的小「池塘」，水面會在某個地方突然升高，這被稱作「水躍」，也是極難計算的現象。

這都算不出來，那還玩什么流體力學啊，大家還有信心坐船、坐飛機嗎？工程師們永遠不會等到科學完美解決了再動手，他們有的是辦法。在工程實踐中，流體力學雖然還沒有絕對完美的解答，但是可以用模擬和實驗盡量接近于完美的解答，從而變成經驗。

04 航天，把流體的魔法變成現實

把流體力學用到極致的，莫過于航天。

大家會驚嘆于火箭以極高的速度飛行，在大氣層中快速飛行的物體受力如何，這是復雜的流體力學問題。同樣復雜的流體力學問題發生在火箭的內部。不同的推進劑以極高的壓力被擠壓進入燃燒室，混合，燃燒，產生尾焰，推動火箭前進。

火箭噴出尾焰的部分叫噴管，它大有玄機。很多航天愛好者認為噴管是火箭上最好看的部分，因為它有著妖嬈的曲線，術語叫「拉瓦爾噴管」，是由瑞典發明家古斯塔夫·德·拉瓦爾發明的，液體火箭之父戈達德第一次把它應用到了火箭上。這個噴管不一般，火箭的尾焰經過這中間細兩頭粗的管子時，速度就會突破音速，釋放出極大的威力。

如果流體速度沒那么快，這樣的管子就被叫做「文丘里管」，是意大利科學家喬瓦尼·文丘里發明的，他發現，一根有粗有細的管子，流體在細的地方流速快、壓力小。在炎熱的夏天里，某些走廊或者墻角特別受人歡迎，因為那里的風總是比別處更大些，這些穿堂風其實就是文丘里管的現實應用。這樣的效應同樣可以用納維—斯托克斯方程來描述。

如果你在花園里用透明水管給花草澆過水，可能會發現一種現象，如果管子被彎折或者壓住了，在管徑變窄的地方，往往會有一些氣泡，同時伴隨著嗡嗡聲。其實，這里你看到的也是一段文丘里管，狹窄的地方流速快，壓力小，如果壓力小到可以讓水沸騰，水就變成了水蒸氣。水沸騰不是需要很高的溫度嗎？不盡然，壓力越小，沸點越低，壓力越大沸點越高。這也是為什么高原不用高壓鍋煮不熟飯的原因。在管子的狹窄處，壓力就可以小到讓水在常溫下沸騰。術語叫空化效應。

05 不要小看泡泡

你可能會說這有什么了不起，氣泡而已。那你可是低估了這小小的氣泡。在火箭發動機里，有一個地方就會出現空化，哪里呢？發動機的泵里。泵就是壓縮流體的機械，燃料泵用高速旋轉的葉片把液氧或者煤油這些液體壓縮到極大的壓強。高速旋轉，還記得文丘里管嗎？速度越快，壓力越小。于是在泵的葉片上，液體推進劑變成了空化泡。

這個現象最早是在船的螺旋槳上被發現的。好好的螺旋槳，那么結實，行駛一段時間，上面全是小坑。研究發現就是那些空化泡搞的鬼，這些不起眼的空化泡，在破裂的時候，居然可以產生幾萬攝氏度的高溫和強烈的沖擊波。當然，這個范圍都很小，但是足以在堅固的金屬上啃出坑來。這就是空化腐蝕效應。

在船舶螺旋槳和火箭發動機的泵上，科學家都在盡力減少這種空化腐蝕現象，比如改變葉片的形狀。而在其他地方，空化腐蝕，未必意味著破壞，有可能還是一種建設。比如，洗牙。

啊，張開嘴，沖牙器沖出酸爽的水流，牢牢粘在牙齒上的牙垢牙石就被沖掉了。不對，它們并不是被沖掉的，而是被空化腐蝕震掉的，沖牙器就是利用超聲波產生空泡來清潔牙齒的。

如果洗碗機也利用這種空化泡沖擊油污，豈不是無堅不摧了？方太的工程師們利用航天科技馴服了這些泡泡。

他們利用拉瓦爾管的結構設計改進了洗碗機噴頭的內部結構，讓水流的射程增加了 20%。這次，水流不僅僅是水流了，而是氣液兩相流，也就是里面含有大量的空化泡。在過去，類似的空化射流在工業上用來清潔「更難刷的盤子」，比如長滿了藤壺和貽貝的船底。如果你有密集恐懼癥，強烈建議不要搜船底的照片。這些海洋生物分泌的生物膠堪比最結實的膠水，比粘在盤子上的干米粒可難清理多了。在空化射流的沖擊下，即便這些難纏的海洋生物也會很容易被清理掉。

在方太洗碗機里，工程師們精確控制空化射流的能量，結合每秒三十米的高速穩定水流和 75 攝氏度的高溫，比同類產品的清潔力有了巨大的提升。尤其是那些小空泡，炸裂的時候產生了堪比子彈速度的沖擊。這個過程不僅僅是一個物理過程，空泡破裂還會讓水產生有氧化作用的自由基，對農殘和病菌都有很好的去除效果。這水里混進了大量空化泡，在更好潔凈的同時，也更省水了。

06 洗碗是個系統工程

曾經，5，4，3，2，1，開蓋，你永遠不知道薛定諤的洗碗機里，盤子上是不是還掛著菜葉。現在，5，4，3，2，1，滿滿一洗碗機亮晶晶的餐廚具在等著你。在你按下開始鍵之后，方太洗碗機也是在做著 5，4，3，2，1 的倒計時。5，洗滌，空化泡水柱沖洗著每一個角落。4，消毒，空泡本身對微生物就有顯著的殺滅效果，配合 75 攝氏度的持續高溫，洗碗的同時給餐具做了一次巴氏消毒。3，烘干，陶瓷加熱器與熱風配合，充分排除洗碗機內的濕氣，讓餐具迅速干爽。2，除渣，曾經，洗碗之后洗碗機內殘渣堆積，不但容易堵塞下水管，也會造成異味和二次污染，方太在業內首創渣水強排系統，污水殘渣自動清理。1，存放，曾經，多少洗碗機淪落成了碗櫥，如今，方太讓洗碗機變成了更好的存儲空間。如果你不是高頻使用，可以開啟存儲模式，洗碗機定時熱風烘干，防止餐具和洗碗機本身返潮發霉滋生異味。

這些，說的其實是方太洗碗機里使用的具體技術，其實跟航天類似，洗碗機也是一個復雜的系統工程，甚至比火箭面臨更困難的考驗。因為畢竟火箭的任務是明確的，某一次要發射什么載荷島什么軌道，在什么發射窗口，都是明確的。如果超出了設計的參數，發射可以中止、延后甚至取消。但是，當你按下開始鍵之前，洗碗機永遠不知道你這一頓吃的是一人食的清粥小菜還是合家歡的豐盛宴席。面對如此復雜多變的任務，方太的工程師們需要借助另一項航天科技——孿生數字仿真。在真正開始建造之前，先用數字建模的方式，構建一個虛擬的洗碗機，交給它各種虛擬的任務，看它的完成情況，在這個基礎上改進設計。

當然，虛擬仿真并不能完全替代真實環境下的測試。

畢竟納維-斯托克斯方程還沒有被完全解開，所以我們還沒法用公式和方程精確得出流體所有狀態下的變化。因此，不管是航空還是航天，工程師們必須從數字仿真模型到縮比風洞模型，再到原型機試飛實驗，不斷摸索各種工作狀態下的運行情況。我國航天目前的載人運載火箭是長征二號 F 型，是功勛卓著的長征二號家族的成員。長征二號誕生于上世紀七十年代中期，至今已經年近半百。之所以使用這樣一款年事已高的火箭，正是看中了它久經考驗，超百次的發射經理讓工程師們對它無比了解，所以才會充分信任。洗碗機雖然并非是擔負著民族重托的國之重器，但同樣需要工匠精神，作為廚電領域龍頭，方太用傲人的歷史銷量和對前沿科技的探索證明了，它值得每個家庭托付。