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高危!为何中国火箭燃料要人手动雕刻,美国不需要,是技术落后?

2024-07-10图片

看到新闻里报道的那位火箭燃料雕刻师的工作视频,忍不住惊呼出声。

只见他小心翼翼地拿着刀具,对着一大块固体火箭燃料进行精细雕刻,每一刀下去都仿佛悬着一口气。

要知道,这可是火箭燃料啊!稍有不慎就可能引发爆炸。 为啥咱们中国的火箭燃料还需要人工雕刻?

美国那边早就不玩儿这套了,难道是咱们的技术落后了?

火箭燃料是推动火箭飞向太空的关键动力来源,直接决定了火箭的性能和可靠性。

而固体火箭燃料,就像是一根超级大号的「炮仗 ,点燃后产生巨大推力,把火箭送上天 。 但问题是,这种燃料在生产出来后,表面往往会有些许瑕疵,需要进行精细修整。

这就轮到我们的主角——火药雕刻师上场了。

他们的正式称呼是「固体火箭发动机药面整形师」 ,听起来就很高大上。 这帮人可不是一般的狠角色,他们的工作就是用刀具将固体火箭燃料表面的误差修整到0.5毫米以内。

一块随时可能爆炸的东西,你还得拿着刀在上面精雕细琢,这得多大的胆子和多稳的手!

有人可能会问,为啥不用机器来做这么危险的活儿呢?

但事实是,由于固体火箭燃料的特殊性,很多细节处理无法用机器完成。 比如说,遇到质地不均或有粗糙颗粒凸出的地方,只能用「切」的方式来处理,而不能像其他材料那样用「磨」的方式。

这就需要经验丰富的师傅,准备十几套不同的工具,来应对各种情况。

这活儿就是在刀尖上跳舞,每一刀下去,都能听见自己的心跳声。稍有不慎,就可能引发灾难性后果。

但是我们的火药雕刻师们并没有退缩。

他们深知哪怕1毫米的误差,都可能导致火箭偏离轨道,甚至危及宇航员的生命。 他们的信念,比燃烧的火药还要炽热。

虽然现在中国还在坚持使用人工雕刻火箭燃料, 但其实美国早在上世纪90年代,就开始逐步淘汰这个高危职业了。

他们是怎么做到的呢?

美国在火药切割技术上取得了重大突破。

虽然一开始他们也需要手动修整火箭固体燃料,但随着科技发展,人工修整的工作占比逐渐降低。但真正的革命性变化,还要从2017年说起。

那一年, 美国火箭工艺公司的首席技术专家罗纳德·琼斯宣布,他们发明了一种安全生产火箭燃料的新方法。

这种方法使用塑化剂和高能纳米铝颗粒的混合物,不仅安全性大大提高,而且精确度也显著提升。这项发明获得了美国专利,标志着美国火箭燃料技术正式进入完全工业化阶段。

美国人在火箭燃料领域的创新还在继续,而中国似乎还在坚持传统方式。

我们的技术真的落后了吗?难道中国就没有液体燃料火箭吗?

实际上,中国的火箭发射也主要以液体燃料为主。

就拿咱们的「大国重器」长征五号火箭来说,它用的可是目前最先进的液氢液氧推进剂。液氢温度低到-252°C,液氧也冷得吓人,达到-183°C。 因此,长征五号还有个酷炫的外号叫「冰箭」。

这种燃料虽然存储和使用有点麻烦,但性能可是杠杠的。

它的比冲(衡量燃料能量的指标)能达到457秒,在海平面就能产生30吨推力,到了真空环境更是能飙到34吨 。而且它燃烧后既不产生积碳,也不造成污染,简直就是火箭燃料中的「白富美」。

既然咱们的液体燃料技术这么牛,为啥还要费劲巴拉地搞固体燃料,还要保留那么危险的火药雕刻师职业呢?

答案其实很简单:固体燃料有它独特的优势,尤其是在国防领域。

火箭发射是一个复杂的过程,需要考虑燃料利用率、回收可能性等诸多因素。

但是导弹就不一样了,它追求的是爆发力和点火便捷性。你能想象在战争时期,还要花上好几个月来准备液体燃料导弹吗?那敌人都打到家门口了!

相比之下,固体燃料导弹几个小时就能装填完毕,随时待命发射。这种快速反应能力,在国防领域可是无可替代的优势。

上世纪50年代,美苏两国正处于冷战时期,都在争分夺秒地发展导弹技术。

当时苏联的总设计师谢尔盖·科罗廖夫力主发展液体燃料导弹,而美国则两条腿走路,液体固体都搞。

结果呢? 苏联的液体燃料洲际导弹确实率先研制成功,但美国的固体燃料导弹很快就迎头赶上。 到了60年代,美国的「民兵」系列固体燃料洲际导弹迅速部署,大大增强了美国的核威慑力。

这个例子告诉我们,有时候看似落后的技术,可能在特定领域会发挥意想不到的作用。

中国之所以还在保留固体燃料技术,并且保留火药雕刻师这个职业,背后其实有着深远的战略考量。 这不仅关乎国防安全,更是保持技术全面性的需要。

其实中国在3D打印固体火箭燃料方面,也取得了重大突破。 2021年,我国科研人员成功研制出世界上最大的整体3D打印固体火箭发动机,推力达到500牛顿。

这个成就标志着,我国在这个领域已经跻身世界前列,既然我们的3D打印技术这么厉害,为啥还要保留人工雕刻呢?

3D打印技术虽然先进,但在某些特殊型号的固体燃料制造中,可能还无法完全取代人工雕刻。 其次保留这项技术和相关人才,可以在关键时刻发挥不可替代的作用。

如果有一天我们的3D打印设备出了故障,或者遇到了特殊情况需要紧急修整燃料,那些经验丰富的火药雕刻师就成了救场的关键。

这就像是武侠小说里的压箱底绝技,平时可能用不上,但关键时刻能救命。

而且,让我们换个角度想想:这些火药雕刻师,他们的技艺是不是也代表了中华民族的一种精神?那种精益求精、不畏艰险的工匠精神,难道不值得我们尊重和传承吗?

说到工匠精神,就不得不提一位传奇人物——张福明。 这位被誉为「中国航天第一刀」的大师,用了整整40年时间,在危险的边缘跳舞。 他雕刻的火箭燃料,为我国200多次航天发射任务保驾护航,没有出现过一次差错。

1978年,年仅18岁的他进入航天科技集团从事火药雕刻工作。刚开始时,他连刀都拿不稳,更别说精确到毫米级的雕刻了。但他并没有被困难吓倒,而是下定决心要成为这个领域的佼佼者。

为了提高技艺,张福明可谓是豁出去了。他每天都要面对随时可能爆炸的火药,稍有不慎就可能丢掉性命。但他却像个「铁人」一样,日复一日地练习,不断积累经验。

慢慢地,他的技术越来越精湛,最后成为了这个领域无可争议的大师。

张福明的故事告诉我们,即便是在高科技领域,人的因素依然是不可或缺的。那种精益求精的工匠精神,那种舍生忘死的奉献精神,是任何先进技术都无法替代的。

但是,我们也不能否认技术进步的重要性。

就像前面提到的,美国通过3D打印技术,成功解决了固体火箭燃料的精确制造问题。这项技术不仅提高了生产效率,降低了成本,更重要的是,它大大降低了生产过程中的安全风险。

那么,我们是不是应该完全放弃人工雕刻,全面转向3D打印呢?答案并不是简单的「是」或「否」。

事实上,中国航天科技集团早在2013年就开始探索3D打印技术在火箭燃料制造中的应用。经过多年努力,我们在这个领域也取得了显著进展,我们并没有完全放弃人工雕刻技术。

为什么呢?

技术更替需要一个过程。我们不能一蹴而就地放弃已经成熟的技术,而是需要一个渐进的过渡期。

人工雕刻和3D打印各有优势。 在某些特殊情况下,人工雕刻可能会比3D打印更加灵活和可控。

再者,保留这项技术也是为了技术储备。万一在某些极端情况下3D打印无法使用,我们还有人工雕刻这个「备胎」。

最后也是最重要的一点,那就是传承。火药雕刻不仅仅是一项技术,更是一种精神的传承。它代表了中国航天人不畏艰险、精益求精的工匠精神。

所以,我们现在看到的局面是:新技术在不断发展,但传统技艺也在传承。这两者并不是对立的,而是相辅相成的。

中国火箭燃料还需要人工雕刻,并不意味着我们的技术落后。恰恰相反,这体现了我们技术路线的多元化和全面性。

我们既在积极发展新技术,又不忘传承传统技艺,或许这正是中国航天事业蒸蒸日上的秘诀之一。

我们应该为那些默默无闻的火药雕刻师们点赞,是他们用生命在守护着中国的航天梦。同时我们也要为那些不断突破技术瓶颈的科研人员喝彩,是他们在推动着中国航天事业不断向前。