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高危!為何中國火箭燃料要人手動雕刻,美國不需要,是技術落後?

2024-07-10圖片

看到新聞裏報道的那位火箭燃料雕刻師的工作影片,忍不住驚呼出聲。

只見他小心翼翼地拿著刀具,對著一大塊固體火箭燃料進行精細雕刻,每一刀下去都仿佛懸著一口氣。

要知道,這可是火箭燃料啊!稍有不慎就可能引發爆炸。 為啥咱們中國的火箭燃料還需要人工雕刻?

美國那邊早就不玩兒這套了,難道是咱們的技術落後了?

火箭燃料是推動火箭飛向太空的關鍵動力來源,直接決定了火箭的效能和可靠性。

而固體火箭燃料,就像是一根超級大號的「炮仗 ,點燃後產生巨大推力,把火箭送上天 。 但問題是,這種燃料在生產出來後,表面往往會有些許瑕疵,需要進行精細修整。

這就輪到我們的主角——火藥雕刻師上場了。

他們的正式稱呼是「固體火箭發動機藥面整形師」 ,聽起來就很高大上。 這幫人可不是一般的狠角色,他們的工作就是用刀具將固體火箭燃料表面的誤差修整到0.5毫米以內。

一塊隨時可能爆炸的東西,你還得拿著刀在上面精雕細琢,這得多大的膽子和多穩的手!

有人可能會問,為啥不用機器來做這麽危險的活兒呢?

但事實是,由於固體火箭燃料的特殊性,很多細節處理無法用機器完成。 比如說,遇到質地不均或有粗糙顆粒凸出的地方,只能用「切」的方式來處理,而不能像其他材料那樣用「磨」的方式。

這就需要經驗豐富的師傅,準備十幾套不同的工具,來應對各種情況。

這活兒就是在刀尖上跳舞,每一刀下去,都能聽見自己的心跳聲。稍有不慎,就可能引發災難性後果。

但是我們的火藥雕刻師們並沒有退縮。

他們深知哪怕1毫米的誤差,都可能導致火箭偏離軌域,甚至危及太空人的生命。 他們的信念,比燃燒的火藥還要熾熱。

雖然現在中國還在堅持使用人工雕刻火箭燃料, 但其實美國早在上世紀90年代,就開始逐步淘汰這個高危職業了。

他們是怎麽做到的呢?

美國在火藥切割技術上取得了重大突破。

雖然一開始他們也需要手動修整火箭固體燃料,但隨著科技發展,人工修整的工作占比逐漸降低。但真正的革命性變化,還要從2017年說起。

那一年, 美國火箭工藝公司的首席技術專家朗奴·瓊斯宣布,他們發明了一種安全生產火箭燃料的新方法。

這種方法使用塑化劑和高能納米鋁顆粒的混合物,不僅安全性大大提高,而且精確度也顯著提升。這項發明獲得了美國專利,標誌著美國火箭燃料技術正式進入完全工業化階段。

美國人在火箭燃料領域的創新還在繼續,而中國似乎還在堅持傳統方式。

我們的技術真的落後了嗎?難道中國就沒有液體燃料火箭嗎?

實際上,中國的火箭發射也主要以液體燃料為主。

就拿咱們的「大國重器」長征五號火箭來說,它用的可是目前最先進的液氫液氧推進劑。液氫溫度低到-252°C,液氧也冷得嚇人,達到-183°C。 因此,長征五號還有個酷炫的外號叫「冰箭」。

這種燃料雖然儲存和使用有點麻煩,但效能可是杠杠的。

它的比沖(衡量燃料能量的指標)能達到457秒,在海平面就能產生30噸推力,到了真空環境更是能飆到34噸 。而且它燃燒後既不產生積碳,也不造成汙染,簡直就是火箭燃料中的「白富美」。

既然咱們的液體燃料技術這麽牛,為啥還要費勁巴拉地搞固體燃料,還要保留那麽危險的火藥雕刻師職業呢?

答案其實很簡單:固體燃料有它獨特的優勢,尤其是在國防領域。

火箭發射是一個復雜的過程,需要考慮燃料利用率、回收可能性等諸多因素。

但是導彈就不一樣了,它追求的是爆發力和點火便捷性。你能想象在戰爭時期,還要花上好幾個月來準備液體燃料導彈嗎?那敵人都打到家門口了!

相比之下,固體燃料導彈幾個小時就能裝填完畢,隨時待命發射。這種快速反應能力,在國防領域可是無可替代的優勢。

上世紀50年代,美蘇兩國正處於冷戰時期,都在爭分奪秒地發展導彈技術。

當時蘇聯的總設計師謝爾蓋·科羅廖夫力主發展液體燃料導彈,而美國則兩條腿走路,液體固體都搞。

結果呢? 蘇聯的液體燃料洲際導彈確實率先研制成功,但美國的固體燃料導彈很快就迎頭趕上。 到了60年代,美國的「民兵」系列固體燃料洲際導彈迅速部署,大大增強了美國的核威懾力。

這個例子告訴我們,有時候看似落後的技術,可能在特定領域會發揮意想不到的作用。

中國之所以還在保留固體燃料技術,並且保留火藥雕刻師這個職業,背後其實有著深遠的戰略考量。 這不僅關乎國防安全,更是保持技術全面性的需要。

其實中國在3D打印固體火箭燃料方面,也取得了重大突破。 2021年,中國科研人員成功研制出世界上最大的整體3D打印固體火箭發動機,推力達到500牛頓。

這個成就標誌著,中國在這個領域已經躋身世界前列,既然我們的3D打印技術這麽厲害,為啥還要保留人工雕刻呢?

3D打印技術雖然先進,但在某些特殊型號的固體燃料制造中,可能還無法完全取代人工雕刻。 其次保留這項技術和相關人才,可以在關鍵時刻發揮不可替代的作用。

如果有一天我們的3D打印器材出了故障,或者遇到了特殊情況需要緊急修整燃料,那些經驗豐富的火藥雕刻師就成了救場的關鍵。

這就像是武俠小說裏的壓箱底絕技,平時可能用不上,但關鍵時刻能救命。

而且,讓我們換個角度想想:這些火藥雕刻師,他們的技藝是不是也代表了中華民族的一種精神?那種精益求精、不畏艱險的工匠精神,難道不值得我們尊重和傳承嗎?

說到工匠精神,就不得不提一位傳奇人物——張福明。 這位被譽為「中國航天第一刀」的大師,用了整整40年時間,在危險的邊緣跳舞。 他雕刻的火箭燃料,為中國200多次航天發射任務保駕護航,沒有出現過一次差錯。

1978年,年僅18歲的他進入航天科技集團從事火藥雕刻工作。剛開始時,他連刀都拿不穩,更別說精確到毫米級的雕刻了。但他並沒有被困難嚇倒,而是下定決心要成為這個領域的佼佼者。

為了提高技藝,張福明可謂是豁出去了。他每天都要面對隨時可能爆炸的火藥,稍有不慎就可能丟掉性命。但他卻像個「鐵人」一樣,日復一日地練習,不斷積累經驗。

慢慢地,他的技術越來越精湛,最後成為了這個領域無可爭議的大師。

張福明的故事告訴我們,即便是在高科技領域,人的因素依然是不可或缺的。那種精益求精的工匠精神,那種舍生忘死的奉獻精神,是任何先進技術都無法替代的。

但是,我們也不能否認技術進步的重要性。

就像前面提到的,美國透過3D打印技術,成功解決了固體火箭燃料的精確制造問題。這項技術不僅提高了生產效率,降低了成本,更重要的是,它大大降低了生產過程中的安全風險。

那麽,我們是不是應該完全放棄人工雕刻,全面轉向3D打印呢?答案並不是簡單的「是」或「否」。

事實上,中國航天科技集團早在2013年就開始探索3D打印技術在火箭燃料制造中的套用。經過多年努力,我們在這個領域也取得了顯著進展,我們並沒有完全放棄人工雕刻技術。

為什麽呢?

技術更替需要一個過程。我們不能一蹴而就地放棄已經成熟的技術,而是需要一個漸進的過渡期。

人工雕刻和3D打印各有優勢。 在某些特殊情況下,人工雕刻可能會比3D打印更加靈活和可控。

再者,保留這項技術也是為了技術儲備。萬一在某些極端情況下3D打印無法使用,我們還有人工雕刻這個「備胎」。

最後也是最重要的一點,那就是傳承。火藥雕刻不僅僅是一項技術,更是一種精神的傳承。它代表了中國航天人不畏艱險、精益求精的工匠精神。

所以,我們現在看到的局面是:新技術在不斷發展,但傳統技藝也在傳承。這兩者並不是對立的,而是相輔相成的。

中國火箭燃料還需要人工雕刻,並不意味著我們的技術落後。恰恰相反,這體現了我們技術路線的多元化和全面性。

我們既在積極發展新技術,又不忘傳承傳統技藝,或許這正是中國航天事業蒸蒸日上的秘訣之一。

我們應該為那些默默無聞的火藥雕刻師們點贊,是他們用生命在守護著中國的航天夢。同時我們也要為那些不斷突破技術瓶頸的科研人員喝彩,是他們在推動著中國航天事業不斷向前。