【前沿】航空發動機、機器人和芯片,哪個研發技術難度大?

來源:中國機器人網 | 2020-02-24 12:14

  脫節的基礎學科始終是高端裝備制造業的攔路虎

  目前我國的IT相關產業發展速度快,尤其是以華為為首的芯片研發及其5G技術領先全球,導致美國對華為產生了忌憚,所以自從去年開始就對華為實行了芯片的禁用,將其列入實體清單,經過去年的制裁后,華為依然活得相當好,所以美國打算從半導體上制裁華為,其實目前我國在航空發動機、機器人和芯片都有短板,那么有網友問,這三大技術哪個難度大呢?

  航空發動機

  航發是所有動力裝置難度最大的。噴氣式發動機通過其中的壓氣機、燃燒室、渦輪的協調工作,把從前端吸入的低壓空氣壓縮、燃燒,推動渦輪、再驅動壓氣機繼續壓縮空氣,最后把高溫、高壓的燃氣從后端高速噴射出,僅僅讓流動的空氣經過幾米長、直徑不到2米的圓筒,產生幾千甚至上萬公斤的推力。

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  航空發動機的燃氣溫度越高,流過發動機的空氣量越大,發動機推力也越大。最關鍵的壓氣機、燃燒室、渦輪組,是核心機也是技術難點。渦輪驅動的壓氣機,轉速每秒高達上千轉,其中的高速高溫軸承、轉子的動平衡、葉片與轉子的受力處理是技術難點。壓氣機和渦輪驅動效率、燃燒室耐溫材料、油氣混合與燃燒是難點。葉片形狀、制造工藝、電器控制等等無數的難點。

  機器人

  技術難點在于運動精確性,要實現運動精確度,需要實現運動剛度、傳動減速機構的回差校正、以及傳感器的高分辨率。無論是哪個在機電行業都是具有技術含金量的。作業平穩性,實際機器人的關節是有間隙的,沒有間隙的運動機械是無法潤滑的,但是有了間隙磨損引起間隙變化就是無法避免的,因此,平穩性和誤差彌補也是一個技術難點。

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  布局的多樣性,也可以說是通用性,太過于定制化的設備,成本是非常高的,設計師需要對通用性,進行綜合考慮,這也是不小的技術難點。操作易用性,機器人總是需要人來操作的,日常的維護、保養是否能夠低成本化,對機器人的運行成本有直接聯系。

  芯片

  芯片就是拿一塊硅片,在上面做光刻,然后腐蝕、沉積、離子注入,便可以形成各種各樣的半導體,重點是每一步都是在納米級的精準度上。芯片的技術難點,往往不在于怎么去做這些步驟,而在于每一個步驟的損壞率。因為每一步都是在上一步的基礎上進行的。如果每一步的成功率是99%,如果有2000多個小步,總體成功率會越來越低。

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  總的來說,目前我國在進行這三大件的研發過程中,主要在這三方面被人卡脖子,航發我們被材料學卡脖子,材料學又是一個需要積累的學科。機器人我們被伺服電機卡脖子。高端芯片我們被專利被光刻機卡脖子。

  目前這三大技術基本都有短板。三者各有各難度,共性是材料選擇、純度、制造設備、工制作工藝、軟件開發的問題,依然阻礙三者的發展。大家覺得哪個技術難度更大呢?

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