美國(guó)頂尖科技這三個(gè)領(lǐng)域,這樣登峰造極令人發(fā)指!
(1)美國(guó)用一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)就能掣肘中國(guó)制造
為什么中國(guó)首架國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919只相當(dāng)于50年前美國(guó)的波音737?
為什么中國(guó)目前擁有的高原性能最優(yōu)秀直升機(jī)是80年代向美國(guó)購(gòu)買的美國(guó)“黑鷹”?
為什么中國(guó)戰(zhàn)機(jī)的爭(zhēng)氣機(jī)殲-20和美國(guó)的F-22相比還有10左右的差距?
最關(guān)鍵的都是“心臟”的問(wèn)題。標(biāo)志一個(gè)國(guó)家最高精尖、最強(qiáng)大、科技力最密集的領(lǐng)域,當(dāng)屬被稱為“現(xiàn)代工業(yè)皇冠”的航空工業(yè),而皇冠上的那顆明珠,就是航空發(fā)動(dòng)機(jī)。而中國(guó)竭盡半個(gè)多世紀(jì)之力,至今還沒(méi)造出一個(gè)成熟可靠的核心機(jī)。
目前美國(guó)掌握的頂尖科技是:成熟的民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、第四代軍用低涵道比大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、第五代軍用非幾何結(jié)構(gòu)變換變循環(huán)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、軍/民用大功率渦軸/渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)……
因?yàn)閮膳_(tái)后燃推力達(dá)156千牛的F119發(fā)動(dòng)機(jī),美國(guó)戰(zhàn)機(jī)F-22可以做出許多令人匪夷所思的機(jī)動(dòng)動(dòng)作,它也是世界上唯一不開(kāi)加力就可以超音速巡航的戰(zhàn)機(jī),對(duì)于美軍霸權(quán)至關(guān)重要。
因?yàn)樗呐_(tái)推力分別為191千牛的TF39渦扇引擎,美國(guó)C-5銀河號(hào)敢大聲說(shuō)自己是世界上現(xiàn)役最強(qiáng)運(yùn)輸機(jī),沒(méi)有之一。上層艙可載運(yùn)75名乘客。在滿載的情況下可以2300米的距離內(nèi)起飛,并在1493米的距離內(nèi)降落。
機(jī)身可裝載量可約估算為:100輛大眾甲殼蟲(chóng)/6輛灰狗巴士/6架阿帕契直升機(jī)/2輛M1A2主戰(zhàn)坦克/1架C-130。1961年開(kāi)始研制,1970年服役。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速和高載荷的嚴(yán)酷條件下工作,并滿足推力/功率大、重量輕、可靠性高、安全性好、壽命長(zhǎng)、油耗低、噪聲小、排污少等眾多十分苛刻而又互相矛盾的要求。
因此也牽涉了材料學(xué)、氣動(dòng)熱力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等數(shù)不勝數(shù)的學(xué)科,是當(dāng)今世界上最復(fù)雜、多學(xué)科集成的工程機(jī)械系統(tǒng)之一,任何一個(gè)學(xué)科存在短板,都會(huì)導(dǎo)致航空發(fā)動(dòng)機(jī)水平受限。毫不夸張地說(shuō),航空發(fā)動(dòng)機(jī)的水準(zhǔn)就是一個(gè)國(guó)家基礎(chǔ)科學(xué)的水平和制造業(yè)的高度,當(dāng)然,還要加上燒錢的能力。
這也是為什么作為“山寨大國(guó)”,研究了這么多年,卻至今拿不出一款代表中國(guó)高端制造的量產(chǎn)型發(fā)動(dòng)機(jī)。在這一高精尖的領(lǐng)域無(wú)法突破,自然也能明白為什么當(dāng)起賽車手的韓寒會(huì)抱怨中國(guó)給不出一臺(tái)像樣的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)。
(2)美國(guó)獨(dú)有的巨型天文望遠(yuǎn)鏡稱霸光學(xué)領(lǐng)域
日常生活中的高品質(zhì)數(shù)碼相機(jī)尼康、佳能都是來(lái)自日本,但事實(shí)上,當(dāng)美國(guó)在發(fā)射哈勃望遠(yuǎn)鏡(攜帶2.4米直徑的巨型透鏡)時(shí),日本還加工不了0.5米級(jí)的同類型設(shè)備。
美國(guó)才是世界上最高端的光學(xué)強(qiáng)國(guó),能加工出超大直徑光學(xué)透鏡的,也只有美國(guó)。
讓你看看什么才叫真正的“征途是星辰大?!保航眨琋ASA被稱為“史上最強(qiáng)大望遠(yuǎn)鏡”的韋伯望遠(yuǎn)鏡將在2020年今年,以便讓工程師有更多時(shí)間確保任務(wù)成功。
這個(gè)巨型望遠(yuǎn)鏡的口徑是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的3倍,比哈勃靈敏約100倍,質(zhì)量卻只有哈勃的一半,承擔(dān)主要任務(wù)是調(diào)查作為大爆炸理論的殘余紅外線證據(jù)。部署之后,能讓天文學(xué)家史無(wú)前例地窺探宇宙初期形成的第一批銀河。
而美國(guó)在研制直徑100米的超級(jí)薄膜透鏡設(shè)備時(shí),中國(guó)還在攻關(guān)4米直徑的大型巨型透鏡設(shè)備,科技鴻溝赤裸裸啊。
更要命的是,巨型透鏡設(shè)備體系是軍用光學(xué)偵察衛(wèi)星和偵察系統(tǒng)的核心關(guān)鍵設(shè)備。
當(dāng)今最先進(jìn)的光學(xué)成像偵察衛(wèi)星是美國(guó)的鎖眼-12(KH-12),地面分辨率達(dá)到0.1-0.3米,足可以清點(diǎn)沙漠中的坦克,帳篷和人員。
美國(guó)民用遙感衛(wèi)星也不賴,拍攝出0.35米級(jí)上海市浦東新區(qū)衛(wèi)星照片
發(fā)動(dòng)機(jī)和光學(xué)這兩大高端技術(shù)很大程度上決定了一個(gè)國(guó)家航天航空技術(shù)能走多遠(yuǎn)。近十年來(lái)中國(guó)的確取得不少突破,但和美國(guó)的差距依然巨大。
另外,美國(guó)在重型/超重型火箭的設(shè)計(jì)及制造、空間站技術(shù)、月球探測(cè)技術(shù)、深空探測(cè)技術(shù)等領(lǐng)域的成就仍無(wú)人突破。
(3)顛覆產(chǎn)業(yè)的新材料
在關(guān)鍵部件用對(duì)了新材料,很可能實(shí)現(xiàn)對(duì)全產(chǎn)業(yè)的顛覆。除了發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇上的耐熱新材料,美國(guó)的新材料運(yùn)用還有多牛?
先來(lái)說(shuō)說(shuō)“機(jī)密”級(jí)別的。
美國(guó)這架科幻感十足、曾讓全世界顫栗的B-2幽靈,世界上唯一的隱形戰(zhàn)略轟炸機(jī),每臺(tái)造價(jià)24億美元。
B-2大部分表面被一層特殊的彈性材料覆蓋,使表面保持均勻的電導(dǎo)率以減少來(lái)自接頭或接縫處的雷達(dá)波反射。而在設(shè)計(jì)中不能依靠外形進(jìn)行隱身的部位(如進(jìn)氣口)就要涂上雷達(dá)吸波材料(RAM)了,其組成成分至今仍是高度機(jī)密。
上世紀(jì)70年代中期開(kāi)始研制,1997年服役。
另一個(gè)外星長(zhǎng)相的杰作,實(shí)戰(zhàn)記錄中沒(méi)被任何敵機(jī)或防控導(dǎo)彈擊落過(guò)的偵察機(jī)SR-71,黑鳥(niǎo),至今仍是世界上有人駕駛最快的飛機(jī)。
黑鳥(niǎo)的技術(shù)突破在于熱障上,三倍音速以上就是熱障區(qū),黑鳥(niǎo)最大速度是3.35馬赫,在這個(gè)速度上航空鋁會(huì)變脆變軟,所以黑鳥(niǎo)所采用的低重量、高強(qiáng)度鈦合金和復(fù)合材料是真正的技術(shù)關(guān)鍵。
我們要認(rèn)識(shí)到美國(guó)科技發(fā)展的動(dòng)態(tài),知己知彼,方能有重點(diǎn)學(xué)習(xí)確定有所作為的研發(fā)方向,既不妄自菲薄也不忘乎所以,自強(qiáng)不息只爭(zhēng)朝夕!
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