客观地说,无论是芯片、原子弹和航空发动机,还是刚才说到的重型燃气轮机、LNG船又与航空母舰、大型豪华邮轮,它们的制造难度都属于地狱级别的,但它们之间有很大区别,属于不同类型的难。
我们这里着重说一下芯片、原子弹和航空发动机。原子弹的制造原理其实不算非常复杂,说白了就是核裂变和链式反应,要实现的核心是:原材料铀的纯度要足够高。
在自然界中铀本身就不多,所以制备原子弹就很困难。二战时期,英国就发现自己储存的铀根本不够造原子弹的,于是他们就找美国商量,把自己的铀给美国,而美国要跟他们分享技术。
即便是手中有了足够多的铀,还需要对其进行提纯,这就需要用到大规模的离心机。一旦有了浓缩铀,那接下来造原子弹的过程就会相对容易一些,对于武器专家而言,不算很难。
不过,通过检测到离心机,基本可以判断这个国家是不是在造原子弹,且由于铀的流通铀受到很强的监管,所以才使得掌握原子弹技术的国家并不多。
至于航空发动机,最难的就是在材料和设计方面。
发动机对于安全性和可靠性的要求非常高,以民用发动机为例,按照现在技术标准,要求稳定工作3万个小时,而未来甚至可能要求超过10万个小时。为了验证发动机的安全性和可靠性,对新研发的发动机还会做抛鸟实验和吞并实验,所谓“抛鸟实验”就是模拟飞鸟撞击飞机发动机后,飞机还能稳定工作;所谓“吞并实验”就是在一分钟内,把一吨的冰打到发动机里,发动机的叶片要保证完好无损,这其实就是模拟在飞行过程中,冰雹被飞机发动机吞进去的场景。
其次,航空发动机的转速非常高,每分钟要达到15000转-16000转,使叶片本身要承受超过自身一万倍的离心力,同时发动机叶片的温度还是处于极高的温度之下。
最后就是航空发动机工作温度极高,军用发动机在工作时,温度达到了2000K以上,民用飞机发动工作时也要达到1800K-1900K,这里补充一句,K是开氏温度,它和我们平时所用的摄氏温度℃之间的关系是:0K=-273.15℃。
而发动机工作时的温度,其实已经超过了金属合金的熔点,尤其是飞机发动机的叶片常采用镍基高温合金的初熔点还不到1600K,这意味着发动机工作时,叶片是处于熔化状态,同时还要承受着10000倍的离心力,还要确保在鸟击和吞冰情况下正常运转。
当然,还远不止这些。飞机在飞行过程中,发动机前面有个风扇,压气机把风吹到燃烧室当中,这相当于17级的风速,而发动机还要确保在这样的风速下,火焰还需要温度燃烧,相当于在超强台风中点燃一根火柴。