第十種:大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)
大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的制造難點(diǎn)在于技術(shù)難度高,工藝復(fù)雜,研發(fā)成本巨大。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)需要在使用過(guò)程中控制和維持燃起的高壓高溫狀態(tài),這屬于不穩(wěn)定的非線性熱力學(xué)過(guò)程,目前人類掌握的算學(xué)還不能完全進(jìn)行支撐,需要依靠大量的實(shí)驗(yàn)來(lái)積累經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),制造大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)需要超高的材料技術(shù)和制造工藝,而目前世界上絕大多數(shù)國(guó)家都無(wú)法獨(dú)立研發(fā)和生產(chǎn)高強(qiáng)度材料,而上述技術(shù)和工藝的研發(fā)費(fèi)用,動(dòng)輒就要幾千億美金,看看世界各國(guó)的GDP數(shù)據(jù),有幾個(gè)能玩得起,一目了然。
第九種:高精度陀螺儀
什么是高精度陀螺儀呢?給大家舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子,比如戰(zhàn)斗機(jī)飛行員在高空中超音速飛行時(shí),在完全沒(méi)有參照物的情況下,可以很好的完成各種復(fù)雜的飛行動(dòng)作,在保證戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)作和飛行平穩(wěn)性的前提下,成功擊落敵方戰(zhàn)機(jī),且返航時(shí)不出現(xiàn)迷航,這就是仰賴的戰(zhàn)斗機(jī)慣性導(dǎo)航系統(tǒng),而其中的核心部件就是高精度陀螺儀。目前全球能夠生產(chǎn)戰(zhàn)斗機(jī)陀螺儀的國(guó)家僅有四個(gè),我國(guó)成功掌握這一技術(shù),足足用了23年時(shí)間。
第八種:深海潛水器
在水中每下潛10米,就要多承受一個(gè)單位的大氣壓,而人類承受的極限在100米左右,如果是在海底1萬(wàn)米的地方,那么每平方厘米承受的壓力大概在1噸左右,假設(shè)一個(gè)成年人的身體表面積為1.6平方米,那么在這個(gè)深度就要承受約16000噸的壓力。所以深海潛水器有多難造大家應(yīng)該就明白了。一個(gè)不大的潛水器,考驗(yàn)的是一個(gè)國(guó)家的機(jī)械工程學(xué)、電子工程學(xué)、材料科學(xué)、海洋科學(xué)等多領(lǐng)域的綜合實(shí)力,雖然艱難,可一旦誰(shuí)能造出來(lái),就相當(dāng)于掌握了開啟海底資源寶庫(kù)的金鑰匙。我國(guó)在1992年提出深潛研發(fā)項(xiàng)目,到2017年蛟龍?zhí)枤v經(jīng)138天完成科考任務(wù),標(biāo)志著我國(guó)深海潛水器邁入成熟階段。
第七種:全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)
別看“導(dǎo)航”二字就認(rèn)為這玩意很容易搞出來(lái),一般來(lái)說(shuō),想要打造覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),至少需要幾十顆衛(wèi)星,還要有地面綜合控制系統(tǒng)相輔相成,共同組合成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。而想要做到這一點(diǎn),就必須要求國(guó)家擁有研發(fā)制造衛(wèi)星的能力,其次還要有發(fā)射運(yùn)載衛(wèi)星火箭的技術(shù),而這些背后無(wú)疑是天文數(shù)字般的資金支持,對(duì)于絕大多數(shù)國(guó)家而言,僅培養(yǎng)相關(guān)科技人才,資金就已經(jīng)捉襟見(jiàn)肘,打造屬于自己的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),簡(jiǎn)直和癡人說(shuō)夢(mèng)沒(méi)什么區(qū)別。目前全球僅有四個(gè)國(guó)家和地區(qū)擁有該技術(shù),分別是老美的GPS,老俄的格洛納斯,歐盟共同打造的伽利略和咱們的北斗。老俄和歐盟的那向來(lái)是問(wèn)題百出,目前也就老美的GPS能和咱們的北斗一較高下了。
第六種:核聚變裝置
聊到核聚變,那就有很多專業(yè)名詞了,比如等離子的空間束縛,中子損傷,原子核的近距離作用等等,大部分朋友聽(tīng)到這些專業(yè)的物理名詞肯定頭大,那咱就說(shuō)個(gè)大家最容易理解的,想要實(shí)現(xiàn)核聚變,第一步,注意,是第一步哦,那就是需要把溫度控制在1億攝氏度左右,而如何實(shí)現(xiàn)和有效控制這種極限高溫,本身就是一個(gè)巨大的難題。所以不要管什么原子、中子、等離子了,就一個(gè)控溫,就難倒了一大批國(guó)家,何況想要實(shí)現(xiàn)核聚變,背后需要大量的設(shè)備和實(shí)驗(yàn),成本極其高昂,根本不是中小型國(guó)家可以承受的。
第五種:高性能芯片
這個(gè)大家就比較熟悉了,畢竟圍繞芯片研發(fā)制造,以老美為首的西方集團(tuán),這些年一直跟在咱們屁股后面圍追堵截。首先,高性能芯片的制造工藝相當(dāng)復(fù)雜,在一個(gè)極其狹小的空間內(nèi),往往要集成數(shù)以億計(jì)的晶體管和金屬線,任何微小的瑕疵都會(huì)導(dǎo)致芯片的報(bào)廢;其次,研發(fā)的成本極高,其中包括設(shè)備的購(gòu)入、人才的培養(yǎng)、大量的試驗(yàn)和測(cè)試等等。另外,芯片技術(shù)革新速度向來(lái)很快,這就要求上到國(guó)家,下到企業(yè),必須擁有充足的資金,領(lǐng)先的技術(shù),以及戰(zhàn)略前瞻性,缺一不可。對(duì)于很多國(guó)家來(lái)說(shuō),如何平衡成本、技術(shù)與產(chǎn)能,就成了一個(gè)難題。
第四種:高端數(shù)控機(jī)床
高端數(shù)控機(jī)床最大的特點(diǎn)是制造精度高,穩(wěn)定性好,而恰恰是這兩個(gè)基本要求,就難倒了世界上90%的國(guó)家,也包括曾經(jīng)的我們。高端數(shù)控機(jī)床對(duì)于一個(gè)國(guó)家的材料科學(xué)和機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)要求極高,堪稱是人類工業(yè)的極致,其中大量的零部件都需要深度精加工與高水平裝配工藝配合,而新時(shí)代下,高端數(shù)控機(jī)床與時(shí)俱進(jìn),又必須要有電子控制和軟件控制技術(shù)的加持,等于想要造出來(lái),難上加難。必須要說(shuō)的是,高端數(shù)控機(jī)床能夠服務(wù)的對(duì)象很少,只有航空航天、精密儀器等高精端產(chǎn)業(yè),因此市場(chǎng)回報(bào)率和技術(shù)投資往往不成正比,高端數(shù)控機(jī)床也就成了大國(guó)之間比拼工業(yè)能力和綜合國(guó)力的標(biāo)桿之一了。
第三種:量子計(jì)算機(jī)
量子計(jì)算機(jī)的技術(shù)屏障在于如何處理當(dāng)下世界爆炸式增長(zhǎng)的數(shù)據(jù),這就需要一種帶有革命性的數(shù)據(jù)處理技術(shù),而超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)就在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生了。舉個(gè)例子,我們?nèi)ソ右粋€(gè)扔出來(lái)的飛盤不難,同時(shí)接兩個(gè)、三個(gè)可能咬咬牙也能做到,到一千個(gè)、一萬(wàn)個(gè)、上億個(gè)飛盤同時(shí)扔出來(lái),讓你同一時(shí)間全部準(zhǔn)確接住,你覺(jué)得難度如何?所以超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)和光量子計(jì)算領(lǐng)域,對(duì)于絕大多數(shù)人來(lái)說(shuō),已經(jīng)超出了認(rèn)知的范疇。值得慶幸的是,我國(guó)無(wú)論在光量子計(jì)算領(lǐng)域還是超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,都穩(wěn)坐世界第一方陣,代表作就是國(guó)之重器——176比特祖沖之號(hào)量子計(jì)算平臺(tái)。
第二種:載人航天飛船
載人航天飛船的研制公認(rèn)有三大難題,第一是推力,第二是空間環(huán)境對(duì)人體的影響,第三是救生和返回技術(shù)。運(yùn)載火箭飛船為了確保安全性,往往需要雙備份或者三備份,研制出推力夠大,性能穩(wěn)定的運(yùn)載工具是首要條件。其次,外太空的環(huán)境與地球完全不同,如何在保護(hù)航天員健康的前提下,完成科研目標(biāo),航天服就成為了唯一的保護(hù)工具,而航天服技術(shù)極其復(fù)雜,目前僅有美國(guó)、俄羅斯、中國(guó)等少數(shù)國(guó)家能夠自主研發(fā)生產(chǎn)。而彈射桌椅、逃逸塔、分離座艙、反推發(fā)動(dòng)機(jī)等航天器必備的裝置,都缺一不可,這無(wú)疑增加了載人航天器的研發(fā)難度。
第一種:光刻機(jī)
如何自主研發(fā)生產(chǎn)先進(jìn)的光刻機(jī),一直是困擾著我們國(guó)家的一個(gè)大難題,之前有專家指出我們目前距離生產(chǎn)出世界最先進(jìn)的光刻機(jī),至少還需要擼起袖子加油干50年時(shí)間,這就引來(lái)了不少小黑粉的攻擊,大言不慚的說(shuō)老美多么多么強(qiáng)大,是什么世界上唯一能生產(chǎn)先進(jìn)光刻機(jī)的國(guó)家。我只能說(shuō)你懂得太少,還是太年輕了。光刻機(jī)這玩意,哪怕是老美,目前也不具備獨(dú)立的研發(fā)和生產(chǎn)能力,因?yàn)橐慌_(tái)光刻機(jī),需要數(shù)以萬(wàn)計(jì)的零部件,而幾乎每一個(gè)零部件,都需要高精度工業(yè)工藝的加持,老美手里的貨,那也是委托他的全球盟友,一家生產(chǎn)一部分,最后組裝起來(lái)的。而我國(guó)在老美的反復(fù)封鎖制裁下,靠著自己的不斷努力,實(shí)現(xiàn)了7納米工藝,并穩(wěn)步向5納米工藝突破,放眼全球,已經(jīng)算是一個(gè)奇跡了。
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