全球最難造的10種東西:個個堪稱工業極致,第一個美國也束手無策
第十種:大推力火箭發動機
大推力火箭發動機的製造難點在於技術難度高,工藝複雜,研發成本巨大。火箭發動機需要在使用過程中控制和維持燃起的高壓高溫狀態,這屬於不穩定的非線性熱力學過程,目前人類掌握的算學還不能完全進行支撐,需要依靠大量的實驗來積累經驗。同時,製造大推力火箭發動機需要超高的材料技術和製造工藝,而目前世界上絕大多數國家都無法獨立研發和生產高強度材料,而上述技術和工藝的研發費用,動輒就要幾千億美金,看看世界各國的GDP數據,有幾個能玩得起,一目瞭然。
第九種:高精度陀螺儀
什麼是高精度陀螺儀呢?給大家舉個最簡單的例子,比如戰鬥機飛行員在高空中超音速飛行時,在完全沒有參照物的情況下,可以很好的完成各種複雜的飛行動作,在保證戰鬥機的動作和飛行平穩性的前提下,成功擊落敵方戰機,且返航時不出現迷航,這就是仰賴的戰鬥機慣性導航系統,而其中的核心部件就是高精度陀螺儀。目前全球能夠生產戰鬥機陀螺儀的國家僅有四個,我國成功掌握這一技術,足足用了23年時間。
第八種:深海潛水器
在水中每下潛10米,就要多承受一個單位的大氣壓,而人類承受的極限在100米左右,如果是在海底1萬米的地方,那麼每平方釐米承受的壓力大概在1噸左右,假設一個成年人的身體表面積爲1.6平方米,那麼在這個深度就要承受約16000噸的壓力。所以深海潛水器有多難造大家應該就明白了。一個不大的潛水器,考驗的是一個國家的機械工程學、電子工程學、材料科學、海洋科學等多領域的綜合實力,雖然艱難,可一旦誰能造出來,就相當於掌握了開啓海底資源寶庫的金鑰匙。我國在1992年提出深潛研發項目,到2017年蛟龍號歷經138天完成科考任務,標誌着我國深海潛水器邁入成熟階段。
第七種:全球衛星導航系統
別看“導航”二字就認爲這玩意很容易搞出來,一般來說,想要打造覆蓋全球的衛星導航系統,至少需要幾十顆衛星,還要有地面綜合控制系統相輔相成,共同組合成一個網絡。而想要做到這一點,就必須要求國家擁有研發製造衛星的能力,其次還要有發射運載衛星火箭的技術,而這些背後無疑是天文數字般的資金支持,對於絕大多數國家而言,僅培養相關科技人才,資金就已經捉襟見肘,打造屬於自己的全球衛星導航系統,簡直和癡人說夢沒什麼區別。目前全球僅有四個國家和地區擁有該技術,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是問題百出,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,大部分朋友聽到這些專業的物理名詞肯定頭大,那咱就說個大家最容易理解的,想要實現核聚變,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,而如何實現和有效控制這種極限高溫,本身就是一個巨大的難題。所以不要管什麼原子、中子、等離子了,就一個控溫,就難倒了一大批國家,何況想要實現核聚變,背後需要大量的設備和實驗,成本極其高昂,根本不是中小型國家可以承受的。
第五種:高性能芯片
這個大家就比較熟悉了,畢竟圍繞芯片研發製造,以老美爲首的西方集團,這些年一直跟在咱們屁股後面圍追堵截。首先,高性能芯片的製造工藝相當複雜,在一個極其狹小的空間內,往往要集成數以億計的晶體管和金屬線,任何微小的瑕疵都會導致芯片的報廢;其次,研發的成本極高,其中包括設備的購入、人才的培養、大量的試驗和測試等等。另外,芯片技術革新速度向來很快,這就要求上到國家,下到企業,必須擁有充足的資金,領先的技術,以及戰略前瞻性,缺一不可。對於很多國家來說,如何平衡成本、技術與產能,就成了一個難題。
第四種:高端數控機牀
高端數控機牀最大的特點是製造精度高,穩定性好,而恰恰是這兩個基本要求,就難倒了世界上90%的國家,也包括曾經的我們。高端數控機牀對於一個國家的材料科學和機械設計技術要求極高,堪稱是人類工業的極致,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,而新時代下,高端數控機牀與時俱進,又必須要有電子控制和軟件控制技術的加持,等於想要造出來,難上加難。必須要說的是,高端數控機牀能夠服務的對象很少,只有航空航天、精密儀器等高精端產業,因此市場回報率和技術投資往往不成正比,高端數控機牀也就成了大國之間比拼工業能力和綜合國力的標杆之一了。
第三種:量子計算機
量子計算機的技術屏障在於如何處理當下世界爆炸式增長的數據,這就需要一種帶有革命性的數據處理技術,而超導量子計算機就在這種情況下應運而生了。舉個例子,我們去接一個扔出來的飛盤不難,同時接兩個、三個可能咬咬牙也能做到,到一千個、一萬個、上億個飛盤同時扔出來,讓你同一時間全部準確接住,你覺得難度如何?所以超導量子計算機和光量子計算領域,對於絕大多數人來說,已經超出了認知的範疇。值得慶幸的是,我國無論在光量子計算領域還是超導量子計算機領域,都穩坐世界第一方陣,代表作就是國之重器——176比特祖沖之號量子計算平臺。
第二種:載人航天飛船
載人航天飛船的研製公認有三大難題,第一是推力,第二是空間環境對人體的影響,第三是救生和返回技術。運載火箭飛船爲了確保安全性,往往需要雙備份或者三備份,研製出推力夠大,性能穩定的運載工具是首要條件。其次,外太空的環境與地球完全不同,如何在保護航天員健康的前提下,完成科研目標,航天服就成爲了唯一的保護工具,而航天服技術極其複雜,目前僅有美國、俄羅斯、中國等少數國家能夠自主研發生產。而彈射桌椅、逃逸塔、分離座艙、反推發動機等航天器必備的裝置,都缺一不可,這無疑增加了載人航天器的研發難度。
第一種:光刻機
如何自主研發生產先進的光刻機,一直是困擾着我們國家的一個大難題,之前有專家指出我們目前距離生產出世界最先進的光刻機,至少還需要擼起袖子加油幹50年時間,這就引來了不少小黑粉的攻擊,大言不慚的說老美多麼多麼強大,是什麼世界上唯一能生產先進光刻機的國家。我只能說你懂得太少,還是太年輕了。光刻機這玩意,哪怕是老美,目前也不具備獨立的研發和生產能力,因爲一臺光刻機,需要數以萬計的零部件,而幾乎每一個零部件,都需要高精度工業工藝的加持,老美手裡的貨,那也是委託他的全球盟友,一家生產一部分,最後組裝起來的。而我國在老美的反覆封鎖制裁下,靠着自己的不斷努力,實現了7納米工藝,並穩步向5納米工藝突破,放眼全球,已經算是一個奇蹟了。