中国3D打印进入火箭制造
中国航天系统的一项新技术引起了美国宇航局的注意,那就是3D打印技术。美国是世界上第一个掌握3D打印技术的国家,并且将其应用到航天领域,对外宣称在未来30年内,美国将是世界上唯一能有3D打印技术发展航天事业的国家。
造一枚出色的宇航火箭其难度不亚于造一艘航母。里面的细节和技术要求都非常高,任何一个数据小数点的偏差都不允许。因此,如何高效、精确的造出一枚火箭是所有搞航天事业国家面临的挑战。
没有3D打印技术前,制造火箭一个核心部件, 比如推进剂泵,需要将近4年的时间,从图纸到最初的样本再到测试合格生产再测试等等,过程不但漫长,而且任何一个环节出错就得重头再来。而这只是火箭里面的一个零件,完整造一枚火箭的难度可想而知。
但是自从有了3D打印技术,若将这一技术应用到火箭零件的制造上,整个过程仅需要2年左右,比传统工艺缩短了近一半的时间,这样的效率在航天事业发展上的重要性可想而知。而且在材料成型后的质量上,3D打印技术生产出来的材料质量更好,材料的厚度更薄,耐高温性也更强,这对火箭这样高速运转的机器而言,耐高温无疑是最重要的性能之一。
美国宇航局预测,未来3D打印技术将不局限于制造火箭的零件,不仅能够打印出推进剂泵,而且还能打印出火箭的燃烧室、喷嘴等等,打印整个火箭也不是不可能的事。 掌握这样的技术将成为宇航事业的领导者。
中国迅速成为第二个掌握3D打印火箭部件的国家有其原因,中国对于这项技术敏感度不错,几年前北京当局就召开过高层的政治局会议,研究发展3D技术的措施,发挥举国体制的作用。
当然,举国体制也有其明显的问题,前苏联建设了军事霸权的同时,始终存在技术缺口,例如微电子和卫星导航系统,和航空母舰等。 中国在极端落后的经济阶段,研制成功“两弹一星”,文革期间也能让核潜艇下水,有其体制原因。但半导体技术1960年代几乎和日本同时开始,但一直落后,到现在还有“卡脖子问题”,这里有决策体制错误。 相反,目前航母电磁弹射的成功是突破体制限制的结果。
中共的计划工作比较长远,1987年还没有航母的时候,就开始试验飞机蒸气弹射器,原来计划第三艘航母开始使用蒸汽弹射起飞。但是海军的电气专家认为蒸汽弹射不但性能不如电磁弹射,制造工程也比电磁难度大,因此建议采用电磁方案。而按领导意见,应该先蒸汽,再电磁,电磁方案的研发得不到资金支持,电气专家只好自筹资金。结果电磁弹射研发成功,证明比蒸汽弹射成熟,已确定为航母使用的方案,进入先进水平。 北京现在开展芯片攻关运动,需要考虑两方面的经验,防止决策出错。