□ 陈冠文
很多人认为,现在科学技术这么发达,我们想到的都已经实现了,我们没有想到的也实现了,到哪里去找创新点?实际情况是这样吗?
高科技时代,科技创新的难度确实增大了,但是,高科技产品除了核心技术之外,大部分零部件还是由一般工厂生产的。这些零部件的设计及其生产工艺、设备等就有很大的创新空间。
一次闯祸“闯”出了造火箭头的“耐热玻璃”
美国柯宁格玻璃公司的工程师斯特基,有一次在烧玻璃时闯了祸——炉温升得过高。当把这炉玻璃倒进废物箱时,斯特基意外地发现,废玻璃都没有被摔碎。这引起了他高度重视。后来经过研究,发现这些玻璃已经结晶化,强硬如铁,并能随温度的变化而变化。
这种玻璃后来成为制造宇宙火箭箭头最理想的材料——“耐热玻璃”。
捅破高新技术这层“窗户纸”
大家可能都从电视上看过运载人造卫星的火箭发射升空的情景,但都没有听到发射时的巨大声响。其实,发射的声音十分惊人,且具有极大的破坏力。如何确保火箭箭体及箭载卫星在如此高的噪声环境中正常工作?首先要在日常试验中模拟这样强大的声波震荡。在哪里去找这强大而精密的装置呢?
2004年10月6日,一生致力于声学研究的91岁高龄的中科院院士马大猷自费跑到南京去参观南京常荣噪声控制环保工程有限公司。因为该公司研制的高声强气动发声器系统,正是产生高声源声场,并跟踪测试“神五”上各种精密仪器的强度、性能的装置。
常荣噪声控制公司建于2001年,是一家毫不起眼的专门从事声学控制研究、噪声工程治理的年轻民营企业,也是国内第一家研制能产生近3万声瓦声波的高声强气动发声器的企业。
其实,高声强气动发声器的原理连中学生都懂:利用气动原理,产生高能声波。而制造发声器的元器件,几乎都可以从市场上买到。关键是如何把原理和器材结合。常荣老总张荣初的一句话耐人寻味:“捅破高新技术这层窗户纸,其实并不难,关键是要有创新的勇气。”
从一个个零部件开始,和自己“死磕”
2005年,张雪松所在的中车唐山公司担负起打造中国高铁品牌的使命,开始生产高速动车组。而制造高速动车组的第一重考验,就是提高铝合金车体焊接精度。
当时,公司没有相关的技术资料,张雪松和工友们更是连见都没见过这种新的产品和工艺。于是张雪松和工友们开始从一个个零部件开始,自己和自己“死磕”。他们反复摸索铝合金车体侧墙、端墙和车顶组装调修的组焊工艺,进行分步试验调整,从一个小小的截面开始,2米、5米、10米,再到整车的组焊拼接。
经过成百上千次试验后,张雪松和团队通过“变形量”“焊后调修”和“调修加热温度控制”等8种数据,总结出“调整装配法”和“夹具压紧点多点支撑”的系列铝合金型材组合焊接新工艺,保证了动车组车体各项尺寸的精度,很好地解决了焊接变形问题。他们还制作出焊接夹具、装配定位板、反变形工装卡具等66套工装卡具,形成工艺文件和操作指导书72项,为动车组整车生产制定出了“中国制造”的技术参数。中车唐山公司首辆高速动车组铝合金车体也顺利试制成功。
2018年,张雪松和团队又开始对车体生产的“智能制造”进行攻关。张雪松坦言,一开始他发现机器人打磨效率太低。为此,张雪松和团队成员对机器人的每一项程序进行技术创新攻关,并多次前往外地进行研讨学习。如今他们已将机器人运用到车体制造的几乎所有方面,使高速动车组生产全面实现“智能制造”。
这些故事说明了一个道理,在高科技时代,即使像人造卫星、火箭、高铁这种高科技工程,除了核心技术以外,大多数零部件都是普通工厂生产、改进、创新的。由此可见,在高科技时代,科技创新的空间还是很大的,关键在于你能否创造性地将科学理论与创新需要结合起来。
(作者系新疆农垦科学院棉花研究所研究员)