我國火箭多次成功發射,與其所用的燃料是密不可分的,這裡就不得不說到一個神秘的幕後職業——火藥雕刻師。
沒想到吧,火箭所用的火藥並不是直接使用的,而是需要用專業雕刻工具進行塑型,使火藥更貼合火箭,防止因火藥形狀問題導致發射火箭時產生嚴重事故。
眾所周知,火藥非常敏感,稍有火星或溫度變化過大都有可能點燃發生劇烈爆炸,足以推動火箭的火藥量一旦爆炸,幾乎沒有生還的可能性。可以說,這個職業背後的人們正是真正的大國工匠,正因他們的默默付出,我國航天事業才能居於世界前列。
那麼火藥雕刻師是一個什麼樣的職業?美國的火藥都是怎麼制作的,為什麼不需要火藥雕刻師這個職業?
什麼是火藥雕刻師
火箭發射的燃料主要有兩種,一種是液體燃料,能夠隨時供給,便於在使用時進行控制,但價格相對較高,不利於大批量生產和使用。所以我國目前多用另一種固體燃料,這種燃料更便宜,而且生產量很大。
固體燃料一開始也並不是以一個整體來呈現的,而是不同比例的原料進行混合,以達到持續燃燒的效果,來推動火箭升空,轉向等操作。
固體燃料的生產過程較為復雜,為瞭塑型通常需要將火藥倒入專業模具,定型後采用低溫脫模的方式,將固體燃料脫模,進行後續處理。低溫脫模也是為瞭避免在塑型過程中因溫度變化引燃燃料。
脫模後的固體燃料並不能完全符合火箭的要求,如果不經過火藥雕刻師的修整與雕刻,很容易產生大問題,歷史上有很多國傢也因為火箭燃料的問題,飛行至半空發生爆炸,使宇航員喪生。
火藥雕刻師的工作地點多為人煙稀少的地方,不管酷暑嚴寒,都要穿戴厚厚的防護服進行工作,手握專業雕刻工具,小心翼翼的貼在固體燃料表面,憑借手感與經驗進行雕刻,長時間的作業很容易神經勞累,但火藥雕刻師仍然十分專心。
火藥雕刻師們不僅要承受巨大的心理壓力,隨時警惕因操作而對火藥帶來的影響,還要時刻註意藥面不同區域的誤差達到標準。
經過多方面檢測確定燃料雕刻的標準是不能超過0.5毫米的誤差,過大則無法貼合火箭,使火箭在飛行過程中偏離預定軌道,很容易重蹈美國覆轍,將宇航員滯留在太空中。
他們更像是一群藝術傢,盡管條件苛刻,每天都在用生命去完成一件件恢弘磅礴藝術品。長期的握刀,讓他們手指發生變形,長期保持一個姿勢,讓他們落下不少病根。
這些人沒有喊過苦,也沒有喊過累,更沒有想過放棄,因為他們知道身上肩負的不是工作,而是責任,他們所代表的不是個人,而是國傢,是讓更多的國傢認識到中國的航天力量。
火箭燃料雕刻技術體現的是我國航天技術的進步與發展,更是我國綜合國力得到提升的具體表現,也正是這些大國工匠的存在,讓火箭可以飛得更高更遠。這也是很多國傢沒能在航天領域取得重大突破的原因之一。
美國為什麼沒有火藥雕刻師?
通常來說,固體燃料都需要經過雕刻才能投入使用,而美國卻並沒有火藥雕刻師這樣的職位。
這是因為美國所使用的燃料多為液體燃料,並不是說不使用固體燃料,而是固體燃料應用的場景與中國有所不同,美國多將固體燃料運用在軍事領域。
用固體燃料來研發導彈,合理利用瞭其不易控制的特點,一旦燃燒,除非其燃料耗盡否則不會停止,同時也會增加軍事武器的攻擊力。
美國之所以用液體燃料來推動火箭,最主要的還是為瞭讓火箭更加靈活,適用於多種任務的執行,但還是會存在一定的風險。
看到中國的航天技術突飛猛進,美國也迫切地想要在航天領域再次做出驚人的成就,所以將目光放在瞭用途更廣、機動性更強的液體燃料上。
其次,美國是航天大國,對固體燃料的加工也有更為先進的技術,早期美國也是需要人工雕刻來保證固體燃料更貼合於火箭,但伴隨著科技不斷發展,美國研制出瞭更為保險的自動化流水線。
用機器代替人力,不僅保證瞭安全性,不易發生爆炸,而且提高瞭生產效率,可以讓固體燃料塑形的更為精確,在生產過程中來減少誤差。
美國不願用人力來雕刻,其實與它的人才培養也有很大的關系。美國對於航天人才的培養都是綜合人才,很少有精細到某一環節的職位,這也就導致他們並沒有人能完全做到精細雕刻。
況且3D打印技術的普及,也促使瞭火藥雕刻師這一職業從美國逐漸消失。使用3D打印技術來生產固體燃料,不僅能夠使藥面更加平整,貼合火箭需要,而且提高瞭生產速度和產量。
這也是中國與美國的差距,我國的自動化並沒有得到很好的發展,但我國對人才的培養要比美國更為精細,由此來看,我國與美國的差距還在不斷的縮小。
科技的發展讓美國不再擔心固體燃料的利用,可並不代表使用液體燃料,就能讓美國的航天事業得到更好的發展。
從最近幾次美國的航天行動來說,實在有些慘不忍睹,好幾次將行動一拖再拖,好不容易登上太空,又將兩名宇航員困在瞭空間站,這也讓很多國傢對美國的航天事業產生懷疑。
固體火箭燃料與液體火箭燃料,誰更先進?
固體燃料難以控制的缺點,也導致瞭其所使用的局限性。我國現多將固體燃料應用在一次性的航天設備上,像一次性的火箭。
而且不同量級的火箭所使用的固體燃料也不同,需要使用不同的模具去進行生產,消耗的時間非常長,哪怕所生產的固體燃料不足,也無法更好地調節其用量,除非進行重新生產。
固體燃料在燃燒時所提供的沖力是非常大的,這是它非常重要的一個優勢,這對於大體積的火箭來說,升空時的初始速度會更快。
相比於固體燃料,液體燃料的優勢則更加明顯。液體燃料可以通過調整其流量來控制火箭初始所獲得的沖量,若航天任務意外取消也可以通過關閉液體燃料的排放來實現關火,這對下次點火並沒有任何影響。
要知道火箭投入瞭太多的金錢與人力,若因為燃料問題而使火箭報廢,是得不償失的,液體燃料的使用也是減少瞭火箭的損耗,實現瞭多次利用。
在新聞上我們所見到的火箭轉向、火箭加速等操作,其實都是通過控制液體燃料的排放得以實現的,這也是為什麼進行功能性更強的航天活動時大多使用液體燃料。
液體燃料所需要投入的人力遠不及固體燃料多,固體燃料需要進行雕刻才能夠放入火箭中,而液體燃料則可以通過加註和排空來實現燃料填充,操作起來更為簡單,而且哪怕燃料不足,也能夠做到靈活加減。
雖然我國在固體燃料上投入的精力巨大,但其實我國的絕大部分航天行動多傾向於液體燃料,這也是為什麼,中國近幾年來的航天行動更加靈活與精密。
不同國傢液體燃料的成分也是不一樣的,像美國液體燃料的成分多為液氧和煤油的混合,以便多次點火所提供的沖量足夠,美國常常用液體燃料的火箭進行空間站補給與衛星的發射,效果也非常好。
美國將固體燃料偏向於軍事設備的開發,固體燃料能夠讓導彈的飛行速度更快,這對進行軍事行動有很大的幫助,而且固體燃料更容易生產,這也保證瞭軍事裝備的數量。
所以,不同國傢對固體燃料和液體燃料的使用方式各有不同,在選擇時要根據所要進行的航天行動靈活進行選擇,以免因為燃料的不適配性,導致航天行動失敗,甚至造成嚴重的安全事故。
結語
我國能發展至今與那些在背後默默付出的無名英雄息息相關,他們或許像火藥雕刻師那樣深居幕後,常伴危險,用雙手托起航天事業的基石,舍小傢,為大傢。
在這個過程中常常伴隨著犧牲,在探索中失去生命,在行動中,放下一切,他們也是有血有肉的人,他們才是真正的英雄。
這些無名英雄不需要名譽,也不需要利益,隻為能夠為我國航天事業發展貢獻自己的一份力量,讓世界看到中國,讓世界承認中國。
我們應當敬佩他們的無私,敬佩他們的堅持,作為青年更應該扛起復興祖國的大旗,自古英雄出少年,隻有通過不斷的學習,不斷的成長,才能通過知識來改變國傢的命運。
中國夢的實現,離不開每一個人,我們歌頌那些為國傢付出的無名英雄,也應當追隨他們的腳步,時刻準備為國傢的發展貢獻自己的力量。
參考資料:
航天運載火箭有液體、固體之分 對此你瞭解多少;科普中國,2019一箭26星!中國運載火箭刷新紀錄;環球網,2023“火藥雕刻師”徐立平:為國鑄“箭” 行走在生死邊緣—中國青年網2022-05-02
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