自从新中国成立以来,我国基本上都处于“追赶”的阶段,由于以美国为首的西方国家对我国进行的技术封锁,我们在许多方面都十分被动,基本上都要从头开始摸索,也经历了诸多艰难困苦。幸运的是,在我国一代代科研人员的不懈努力下,我国的许多方面都得到了极大的发展,在一些领域我们甚至还取得了对西方的“主动权”,他们想要进口我们的产品,就得先满足我们的要求。

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美国技术封锁,中国白手起家1949年,新中国成立,中国从过去实行资本主义制度的状态转变成为了一个社会主义国家。这对于中国人民来说,无疑是一件大好事,但对于西方而言,意识形态和社会制度与他们完全不同的中国,也就此成为了他们的“威胁”。

为此,西方国家想发设法地对中国进行技术封锁——尤其是美国——除了在中美短暂的蜜月期间,几乎全部的先进技术、装备都被禁止输送往中国,其目的正是为了遏制我国的崛起。但我国一代代科研人员的自主研发也从未停止,各个领域的突破一直在进行,现在,我国的许多“大国重器”不仅已经领先世界,还让美国等西方国家也想购买,例如,在科技含量极高的航天领域,大型电动振动试验台就是其中一件大国重器。这种大型电动振动试验台专门用于航天、军工等关键领域,尤其用于对火箭的“体检”,因此也有人将其直接称之为“火箭振动台”。

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众所周知,火箭飞入太空需要极大的推力,加上超音速飞行过程中和气流的碰撞,就会产生震颤,轻则会导致搭载的设备故障,重则可能会引起火箭爆炸的严重事故,美国和前苏联的火箭都曾发生过爆炸事故,损失惨重。因此,在火箭发射前,必须要通过大型振动试验台的检查,确保火箭的安全。大型振动台的检查原理说起来很简单,就是将火箭以及各种零部件放上去“震一震”“抖一抖”,确保没有问题才能“上天”但说起来简单,制造这种大型振动台可不容易,它也是西方国家对我国技术封锁的一部分。

在上世纪80年代之前,我国基本上制造不出来大型振动台,那时候,西方连1吨以上的振动台都不卖给我们。当然,振动台的“吨”并不是指它本身的重量,而是指它所能够输出的最大功率,1吨就是指振动台就是指它能产生9800牛的推力。随着我国科技的进步,我们逐渐能买到5吨、9吨的振动台,可虽然能买到,但西方开出的价格也堪称“天价”。据说,当时我们要买到1吨的振动台,就要付出1吨黄金(约合人民币4亿元)的价码,而更大的振动台则是拿着钱都买不到,这一情况严重影响了我国的国防、航天工业发展,因而我国痛定思痛,决定走上自主研发的道路,彻底摆脱对于西方技术的依赖。

1995年,王孝忠带着8个人的团队和8万元的家底“下海创业”,创办了苏州东菱试验仪器有限公司。在80平方米的玻璃钢工棚中,王孝忠带领团队从3吨以下的中低端产品打开市场,积累资金,并从2001年开始聘请国内顶级专家进行科研攻关,终于研制出了最高16吨的振动台,缩小了与国际先进水平的差距。

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2006年,王孝忠团队成功研制出35吨电动振动台,这与当时世界上推力最大的电动振动台持平,意味着我国彻底打破了西方世界半个多世纪以来的技术封锁,走向了世界领先。35吨电动振动台参与过许多重要的振动试验,包括我国“神五”到“神九”、“天宫”到“嫦娥”的各种重要设备的振动和冲击试验。随后,中国人在大型电动振动台上又取得了多次突破:2012年,东菱公司研制出世界上首台50吨超大型电动振动台;2013年,中国航天科技集团成功研发出世界上首台70吨电动振动台,这意味着我国大型装备的研发和制造能力已经达到了世界领先水平。

70吨振动台,比美国更厉害吗?根据北京航天希尔公司的介绍,70吨电动振动系统是目前全球单台推力最大的振动台。它采用了碳纤维增强、节能控制和新一代IGBT智能模块功放等先进技术,可靠性高、适用性强。而且在当时,70吨振动台的问世对我国新一代运载火箭“长征五号”也有着很重要的推动作用。因为“长征五号”整流罩的尺寸和重量都有所增加,70吨的振动台完全可以满足“长征五号”的振动试验需求,也能够满足下一代大型运载火箭的振动试验需求。而除了满足我国的需求之外,这一电动振动试验台还有一个令中国人骄傲的地方,那就是这是世界上单体推力最大的电动振动台,连科技发达的美国都还没能制造出来。

很多人会觉得奇怪,美国曾经成功发射“土星五号”,怎么会研制不出大型振动台呢?“土星五号”运载火箭是仅次于前苏联“能源号”的大推力运载火箭,前后共有9枚“土星五号”将“阿波罗”号宇宙飞船送入月球轨道,其推力高达3408吨,是世界上最强大的运载火箭。有这么强大的运载火箭,必定有与之匹配的振动台,否则“土星五号”是怎么完成振动试验的呢?公开资料显示,“土星五号”所使用的振动台是用8个液压驱动器并联起来的振动台,如果按照单个振动台的推力而言,那么当时美国的振动台的推力大约为29吨左右。

而且,实际上美国已经有了比“火星五号”所使用的振动台更大的并联振动台:2008年,美国TEAM公司新建造了一个450吨的振动台,用以对“太空发射系统”(SLS)进行测试,这一振动台由20个液电混合驱动器组成,可以对直径7.2米、高22.8米的火箭进行振动测试。相较之下,我国的振动台似乎就有点“迷你”了,可其实我国70吨大型振动平台和多台并联的振动平台采用的不是一种技术,不适合进行横向比较。当然,现在我国也没有像“土星五号”那样超大型的运载火箭,有70吨振动平台已经可以满足我国的需求。

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另外,我国的70吨振动台与美国的振动台相比较,还有一项优势,那就是我国所研制的是电动振动台,相比美国的液压振动台而言,维护简便、震动频率也有大幅提高。资料显示,液压振动台、尤其是多台并联的液压振动台由于各种限制,其振动频率只能达到300-500hz,而电动振动台可以避免干扰问题,振动频率可达2000hz。因此,如果就单个振动台来进行比较,我国的技术比美国更为先进。到了2016年时,中国航天科技集团还成功研发了4台35吨振动台并机、总推力达到140吨的振动台,这是全球并机最大推力的振动系统。从无到有,从落后到领先,我国一代代科研人付出了巨大的努力,现在,我国自主研发和生产的振动台已经能够满足我国国内的需求,让我们在这一领域摆脱了西方的“卡脖子”。

美国也想进口的高科技产品尽管大型振动台是属于航天科工的高科技设备、支撑着我国大型运载火箭和航天器的研制工程,但它同样可以用于其他领域大尺寸、高质量部件的振动试验。例如,我国的大型铁路机车、大飞机,甚至是高层建筑的抗震设计都可能会用到大型振动台。

例如,希尔公司所研发的20吨感应式振动平台,打破了国际技术壁垒、填补了国内的技术空白,这一振动台就不仅仅用于航天领域。媒体报道显示,2018年时,希尔公司就和比亚迪签订了20吨感应式振动台的销售合同。这是我国首次将大推力的感应式振动台应用于新能源领域,也是我国技术的一大突破。再例如,希尔公司的70吨振动台也不仅仅用于航天工程,2022年2月,702所中标了中国核动力研究设计院的振动试验项目,这意味着希尔公司的70吨电动振动台将为我国的核动力工程进行试验,这是我国航天高科技首次应用于核动力工程。毫无疑问,在我们可以预见的未来,我国的大型振动台还将应用于更多领域,为我国的科技和工业发展做出更多贡献。

现如今,我国各种类型的振动台已经不仅仅拥有国内市场,还已经走出国门。例如,希尔公司的产品就已经远销欧洲、美洲、亚洲的30多个国家和地区,就连美国、俄罗斯等工业强国,也需要购买我国的产品。例如,美国虽然拥有多台并联的、450吨的振动台,但由于技术不同,美国航天试验也需要单台电动振动台,可他们现在只能制造出35吨的电动振动台,因而,美国提出想要购买希尔公司70吨电动振动台。

对此,有人认为这是美国的技术不如我们,让他们不得不低头;也有人认为是因为70吨振动台制造成本太高,美国自己制造“不划算”,但不管处于什么理由,美国想购买我们的70吨振动台倒是真的。不过,最终我国也没有答应出售70吨振动台,而是经过与美方的反复商量后,答应以1亿美元的价格,出售一台50吨电动振动台给美国,但达成交易的前提是美方要答应我们所提出的5项条件。有资料显示,中方除了提出振动台不可军用之外,还提出振动台必须由中方人员进行操作,美方不可单独使用,更不能拆解振动台。如有必要,必须由中方指派的维修人员、使用中方指定的零件对振动台进行维修和保养。而且,美方使用振动台进行的所有试验,试验数据必须同步发送给中方,交由中方保管。

虽然这些条件看起来颇为“苛刻”,但早在美国企业向我们求购16吨电动振动台时,我国已经提出了“不可用于军事用途”的要求,现在出口更先进的、50吨电动振动台,提出一些更为严格的要求,似乎也可以理解。况且,过去我国的企业也曾答应这些苛刻的条件。当然,话是这么说,我国其实也做好了美方不会答应的准备,可没想到的是,美国居然答应了。既然美方答应了我们的条件,那么我们也就信守承诺,将50吨电动振动台出售给了美方。对于此事,日媒还曾评价称,这是美国30年以来首次对一个国家“低头”,可见我国在电动振动台领域确实有着一定的领先优势。

如今,仍有其他国家在尝试研究超大型电动振动台,但他们都还没有达到我国的技术水平,在70吨电动振动台建造技术上,我国仍处于领先水平,至于是不是如一些人所言,“领先美国10年”,那还不好说。不过,从一项规定上我们也可以看出我国在超大型电动振动台上的水平:除了70吨振动平台被限制出口外,2020年,商务部在禁止、限制出口技术的目录上,新增了50吨振动台的建造技术。可以想象的是,假如这是一项“落后”技术,那也没有必要限制其出口了,因而,至少这是一个在全球范围内较为先进的技术。平心而论,说“美国没有我国的振动台就无法发射火箭”确实是夸大其词,毕竟在许多关键领域,美国仍然掌握着顶尖技术,就比如说,我国至今都没有像“土星五号”这样的运载火箭,中国人也没能登上月球。但随着我国科技水平的不断发展,我们在一些领域也已经取得了领先于世界的科技成就。相信今后我国科研人员也能够再攀高峰,在更多领域摆脱西方国家对我们的“卡脖子”,实现中华民族伟大复兴的梦想。