据不完全统计,全球约有2~3万种职业,中国约有1481种,然而有一种特殊职业,真正在刀尖上起舞,稍不注意就有重大死亡风险,他们就是被誉为“大国工匠”的火药雕刻师。
火箭发射燃料分为液体和固体,或许有人说,当下液体燃料是主流,这也没错。
液体发动机的优势在于比冲高,一般在250~500秒之间,并且能调节。
通过控制液体燃料的使用量,能调节火箭发动机的推力大小和方向,从而更容易控制火箭的飞行轨迹。
此外,液体火箭发动机的结构质量小,变相提高了火箭的整体运载能力。
然而,液体火箭发动机也存在不容忽视的缺点,在高压或低温环境下,液体推进剂在运输储存过程中,可能存在泄露风险,从而引发火灾爆炸。
考虑到液氢、液氧储存加注操作复杂,部分情况下会添加偏二甲肼或发烟硝酸,这些物质属于剧毒、强腐蚀性,往往需要在发射前十几小时加注燃料,才能保障液体燃料的安全性。
那么问题来了,一旦发生战争,敌军不可能给你十几小时来加燃料,并且战场局势瞬息万变,所以液体燃料的稳定性和灵活发射性存在一定局限性。
这时候就得开始说固体火箭发动机了,它的结构十分简单,就跟咱们小时候放的窜天猴差不多,由药室、药柱和喷管组成,加工材料低廉。
固体火箭发动机的推力比也不低,美国spaceX公司的猎鹰9号起飞推力680吨左右。
优点在于,固体燃料能提前浇筑,并且储存更加安全,隐匿起来更方便,真到打仗的时候,直接点燃就能用。
当然了,固体火箭燃料的缺点也很明显,那就是一旦点燃,中途无法熄灭,导致不能在飞行过程中调节推力,在精准控制方面肯定远远不如液体火箭发动机。
通过以上简单的说明,能明显知道,固体燃料无法胜任高灵活性的航空航天任务,例如登月等。
那么固体燃料是不是就被淘汰了呢?肯定不会。
在军事战略层面,固体燃料的综合能力要高于液体燃料,所以对于一个国家而言,固体燃料和液体燃料都需要,二者缺一不可。
由此出现了“火药雕刻师”这一职业。
为什么我们需要人工雕刻,而美国却不需要?
首先咱们要知道,为什么好端端的固体燃料需要雕刻?
雕刻不同的形状和尺寸,能达到不同的燃烧速率,以此来匹配不同的任务,圆筒形固体燃料和薄片形在燃烧时肯定不一样。
此外,在制作固体燃料过程中,难免会出现“颗粒物较大”的情况,通过雕刻能大幅度减少燃料颗粒在料层底部聚集,尽可能避免过熔现象和粘蓖条现象,又或者通过雕刻调整燃烧带宽度,能产生更多液相。
既然固体燃料和雕刻工序都必不可少,那么美国又是如何解决的呢?
美国从21世纪初开始普及火药雕刻机,也就是说,他们采用机械化火药雕刻手法。
目前中国火药雕刻主要是人工操作,也就是本文所说的“火药雕刻师”。
这一职业人员的手动切割工艺要求需要控制在0.5毫米误差,部分手艺精湛的火药雕刻师,能将误差缩小至0.2毫米。
并且火药属于极其易燃易爆产物,稍微有什么静电就很容易燃烧爆炸,所以除了要求雕刻师的工艺达到甚至超越机械外,他们的心理承受能力也是一流的,属于真正在“刀尖上起舞”的那批人。
为什么我们要用人工雕刻火药?
刚开始大家都采用人工雕刻火药,包括美国在内,只不过他们在20世纪90年代成功研发出火药雕刻机后,人工逐渐被机械取代。
中国目前仍然以人工雕刻作为主流,一方面是超精密仪器的研发使用或许仍然需要一些突破,强行用机械雕刻反而效果不佳。
另一方面是,即便美国的火药雕刻机也无法100%兼容所有品类,在特殊情况下,他们仍然需要采用人工雕刻,而我们国家培养的火药雕刻师,能根据实际情况完成不同雕刻任务
目前能被称得上“大国工匠”的火药雕刻师寥寥无几,可以说,每一位都是冒着巨大生命风险的国家杰出人才,大家感兴趣的可以去看看纪录片《中国梦·大国工匠篇》,又或者是电影《我和我的父辈》,能帮助你更好了解火药雕刻师这一伟大职业。