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10亿买不来的技术!国产电动振动台是如何弯道超车的?

曾经被美国限制,如今被列入限制出口名单,什么技术这么厉害?


2006年中国向美国出口16吨级的振动台,并且要求美国签署一份“最终用户声明”的协议,要求美国购买后不能用于军事领域,美方代表一边签字一边说,这是他第一次在买方位置上签字。


早在八十年代开始,美国为了遏制中国航天技术的发展。就开始禁止对我国出口1吨级以上的振动台,到了90年代美国的禁令虽然有所放宽,但5吨级9吨级的振动台也都被禁止出口到中国,可以说80年代-90年代我国在振动台上的发展。就一直受到美国的限制,那什么是振动台呢?振动台就是一种用来模拟火箭产品在制造组装运输以及使用过程中,可能遇到的各种震动环境困难的平台。


电动振动台的影响有多大?


电动振动台主要是用来测试产品对于环境震动的忍受能力。我们都知道,任何一种产品在运输、使用或者保存阶段,都会产生不可避免的碰撞和震动,这些震动有可能会给机械带来不小的故障,比如低频震动会造成结构和大型设施设备的故障。


高频震动环境会造成仪表仪器的故障,火箭在发射、升空以及之后的高速飞行中,都会伴随着强烈的震动和震颤的问题。震颤会导致航天设备发生大大小小的故障,可能会导致火箭的结构发生变化而发射失败,有时碰撞还会导致严重的不必要经济损失。


我国之前国产的猎鹰发射接连失败的问题,就是因为没有解决好航天发射的中低频振动的问题。


而历史上最严重的一次航天事故 ,就是苏联N1超重型火箭的爆 炸,上世纪60年代美苏两国太空争霸。美国土星5号搭载阿波罗号成功登月的事迹,让苏联备受刺激,没过多久苏联的N1超重运载火箭就诞生了。在N1超重运载火箭第二次升空实验中,一场大灾难发生了,当时整个火箭加注了整整680吨煤油以及1780多吨的液氧。称这个火箭是巨型炸 弹一点也没错,随着指令发出,火箭点火升空飞到离地大约200米的高空时。


因火箭液氧罐的一颗小小螺丝的松动,整个火箭的引擎自动关闭了。


这导致飞到200米高空的大火箭在万有引力的作用下直接摔到了发射台上,引发了剧烈的爆 炸。因为当时火箭内还有八成的燃料没有用尽,这场爆 炸产生了超过1000吨TNT炸 药的威力,爆 炸火光即使是在40多公里外依旧是清晰可见的。不但导致整个火箭发射台被完全摧毁,中心设施直接被汽化,更是导致当时现场150多名人员遇难,这次事故不但对苏联影响巨大,也被称为世界航天史上最惨烈的事故。


也就是这次事故之后,各国都非常重视火箭振动平台的技术发展。


那振动台的技术难点究竟在哪呢?美国禁售振动台给中国,却没想到靠自己打破技术封锁。火箭专用振动台的制造技术最开始是被美国所垄断的,中国当时没办法向美国买。美国不但不卖还禁止其他国家向我们出售,那制作振动台究竟需要多高的技术含量?让老美防我们防的这么狠?美国这些禁运禁售的做法,明显是想要限制我国航天科技的发展,也让当时航天业界有了一种说法。


叫吨台吨金,也就是说购买一吨推力的振动台,就需要花费一吨黄金,约等于4亿人民币。


这还是仅仅一吨级的振动台的价格,更高推力的振动台更是有钱也买不到,而且振动台的缺失已经严重影响到了,我国国防工业的发展。既然我们无法从他们那里买到。我们只能咬紧牙关自己研制。振动台的技术难点主要有两个,第一大难点是因为振动台主要都是测试火箭、盾构机、航母等大家伙的,所以振动台首先就要做到的是能承受的住这些大家伙的重量,而且还能够震动起来。总不能火箭一放上去 ,就直接把振动台给压散架了。第二大难点就是振动台震动的频率。


火箭在飞行发射的过程中,震动是不可避免的。任何机械机构都会拥有固有震动频率,当火箭的振动频率与它的固有频率相同的时候。就会产生共振,使得它的振幅变得非常大,很容易就会损害这些机械结构。为了试验出来这些机械结构的固有频率,肯定是不能以某种固定的频率震动的,所以振动台自然也要能以各种频率震动。这一条件就对液压控制系统要求非常高了。


逆袭的背后:不能忘了这家企业


中国的振动台之所以能够成功逆袭,这得归功于中国苏州的一家民企——东菱振动试验仪器有限公司,1995年王孝忠从苏州试验仪器厂辞职,下海创业并成立了东菱公司,和大多数创业公司一样,东菱创立之初 缺人缺钱,8个人的团队 一共凑了8万元家底,厂房也是用玻璃钢搭起的简陋工棚,只有80平米,就在这样艰苦的条件下,王孝忠还是带着团队创出了产品,在3吨以下的中低端振动台上取得初步成功,并逐步打开了市场


不过这跟西方国家的设备相比还存在一定的差距,到了2001年,东菱公司开始引进国内顶级专家组建核心技术团队,这为振动台的研发提供了强大的技术支持,东菱公司一路高歌猛进,从5吨推力的振动台到7吨、10吨、12吨 再到16吨,中国与国际先进水平的差距越来越小


5年后东菱公司又成功研制出了35吨级别的电动振动台,这是当时世界上推力最大的电动振动台了,不仅彻底打破西方国家长期以来的垄断封锁,还让美国公司主动上门求购16吨级振动台,这次终于轮到中方提条件了,中方要求美国不得将购买的振动台用于军事领域,即便如此美方也不得不签字同意,头一次作为买方的美国公司无奈又愤恨


2012年东菱公司再创高峰,成功研发出世界首台50吨级的超大型电动振动台,这个记录仅保留了4年,中国航天科技集团将这一记录再提升至70吨,而这个时候,国外的电动振动台,其最高推力也不过才29吨而已,如今东菱公司生产的产品不仅畅销国内市场,甚至还远销欧、美、日等50多个国家和地区,东菱公司无疑成为全球振动行业的巨头


大国博弈


虽然美国亲自上门向我们国家求购16吨级的振动台,但直到现在美国等西方国家,都还没有对我国解禁9吨级推力以上的振动台,我们能这么轻易的就出售吗?借用我国外交部副部长谢锋最近在天津会谈的发言,美国一直以来只想解决美国关切的问题,只想得到美国想要的结果,单方面受益。既要坏事做绝,还想好处占尽,天下哪有这样的道理?所以美国想要购买我们国家生产的振动台,也没有那么容易,我国生产出振动台的东菱民营企业向美国提出了几样要求。


要购买我们的振动台,就必须要签订用户协议。


协议内容规定


第一,保证该产品不能用于军事领域


第二,禁止拆解振动台


第三,维修的零部件必须要使用中国生产的


第四,维修和操作的人员都必须由中国人来完成


第五,不允许美方单独使用


第六,实验之后所得到的参数必须要发给中国


而且如果美国违背以上任意一条,中国都有权利收回振动台,反正就一句话,你想窃取我们的技术根本可不能。对此美国方面既憋屈又苦笑不得,美国媒体甚至表示中方这是以当年美国的手段对付现在美国,美国真是搬起石头砸自己的脚


其实这些条件都是以前美国等西方国家,向我们销售相应装备的时候提出来的


我们不过是以其人之道还治其人之身。这就让美国觉得很难接受了,还鼓吹我们中国实行技术封锁,其实你美国不乐意可以不买啊。但无奈美国目前需要这些相应吨位的振动台,他们最终只能接受我们的条件,是不是非常扬眉吐气,就算研制出了35吨级的电动振动台。


东菱企业也没有停止前进的脚步,在2012年时,还成功研制出了50吨推力的电动振动台,也是世界上首台50吨推力的电动振动台,当时我国的载人航天工程办公室还向他们特意发去贺电。仅仅过去4年,2016年我国的中国航天科技集团就刷新了这些成绩,将振动台的推力提高到了70吨。


小结


现在的中国,已经可以制造出140吨级的大型电动振动台。相比之下,现在西方国家所掌握的振动台,最高推力也只有29吨,这个数据之差也是我们没有想到的而且根据相关资料表明,我国研制的70吨单体振动台,是目前世界上推力最大的单体振动台。


相关的测试数据也表明,我国70吨单体振动台,各项指标均已经达到了国际领先水平,不但可以满足大火箭的振动测试需求,还可以满足大飞机、大飞船以及空间站等航天器的震动实验要求。


如中国凭借自身的实力,在单台电动推力和多台电动并联上做到了世界第一,突破了西方的限制,尽管目前中国与西方国家依然存在差距,但相信在不久的未来,在航天振动试验设备上中国一定可以全面领先西方。


目前中国许多科技的实力都走在了世界的前列,振动台技术的遥遥领先,让我们终于有实力学习西方国家的做法。


文章来源: 杂谈老昌,认知博览馆

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