中國3D打印進入火箭製造
中國航天系統的一項新技術引起了美國宇航局的注意,那就是3D打印技術。美國是世界上第一個掌握3D打印技術的國家,並且將其應用到航天領域,對外宣稱在未來30年內,美國將是世界上唯一能有3D打印技術發展航天事業的國家。
造一枚出色的宇航火箭其難度不亞於造一艘航母。裡面的細節和技術要求都非常高,任何一個數據小數點的偏差都不允許。因此,如何高效、精確的造出一枚火箭是所有搞航天事業國家面臨的挑戰。
沒有3D打印技術前,製造火箭一個核心部件, 比如推進劑泵,需要將近4年的時間,從圖紙到最初的樣本再到測試合格生產再測試等等,過程不但漫長,而且任何一個環節出錯就得重頭再來。而這只是火箭裡面的一個零件,完整造一枚火箭的難度可想而知。
但是自從有了3D打印技術,若將這一技術應用到火箭零件的製造上,整個過程僅需要2年左右,比傳統工藝縮短了近一半的時間,這樣的效率在航天事業發展上的重要性可想而知。而且在材料成型後的質量上,3D打印技術生產出來的材料質量更好,材料的厚度更薄,耐高溫性也更強,這對火箭這樣高速運轉的機器而言,耐高溫無疑是最重要的性能之一。
美國宇航局預測,未來3D打印技術將不局限於製造火箭的零件,不僅能夠打印出推進劑泵,而且還能打印出火箭的燃燒室、噴嘴等等,打印整個火箭也不是不可能的事。 掌握這樣的技術將成為宇航事業的領導者。
中國迅速成為第二個掌握3D打印火箭部件的國家有其原因,中國對於這項技術敏感度不錯,幾年前北京當局就召開過高層的政治局會議,研究發展3D技術的措施,發揮舉國體制的作用。
當然,舉國體制也有其明顯的問題,前蘇聯建設了軍事霸權的同時,始終存在技術缺口,例如微電子和衛星導航系統,和航空母艦等。 中國在極端落後的經濟階段,研製成功“兩彈一星”,文革期間也能讓核潛艇下水,有其體制原因。但半導體技術1960年代幾乎和日本同時開始,但一直落後,到現在還有“卡脖子問題”,這裡有決策體制錯誤。 相反,目前航母電磁彈射的成功是突破體制限制的結果。
中共的計劃工作比較長遠,1987年還沒有航母的時候,就開始試驗飛機蒸氣彈射器,原來計劃第三艘航母開始使用蒸汽彈射起飛。但是海軍的電氣專家認為蒸汽彈射不但性能不如電磁彈射,製造工程也比電磁難度大,因此建議採用電磁方案。而按領導意見,應該先蒸汽,再電磁,電磁方案的研發得不到資金支持,電氣專家只好自籌資金。結果電磁彈射研發成功,證明比蒸汽彈射成熟,已確定為航母使用的方案,進入先進水平。 北京現在開展芯片攻關運動,需要考慮兩方面的經驗,防止決策出錯。