来盖一栋科技楼吧

火烈

首先，大牛镇楼，无知宵小速速避让，吼吼！

火烈

说说俺的想法。

世界潮流，浩浩荡荡，我华夏崛起离不开科技的进步。科技成就的取得，既是华夏复兴的标志，更是中华崛起必不可少的支撑。本楼将陆续收集一些华夏科技才俊取得的具有重要意义的科技成果，以此来表明俺对锲而不舍不断突破理论和技术难关的科技大牛们的顶礼膜拜。俺确信，随着时间的推移，本楼将成长为一棵蔚为壮观的参天科技之树。

另，本人才疏学浅，眼界所及之处难免挂一漏万，甚至对某项具体科技项目误解曲解也在所难免，望各位前辈学长后学俊彦们多多指点，先行谢过。

火烈

一、飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术

今年初，北京航空航天大学王华明教授团队取得的“飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术”成果，荣获2012年度国家技术发明一等奖。王华明团队针对难加工大型复杂关键构件激光快速成型技术中的一系列问题，提出了内应力离散控制等新方法，突破了飞机用钛合金大型主承力构件激光成型技术中的瓶颈，成功地制造出大尺寸、复杂结构、性能符合要求的钛合金主承力关键构件。相关研究成果已在我国大型飞机等多型飞机的研制和生产中得到应用，成为世界上率先实现装机工程应用的国家。

　　该项成果的产生与国家自然科学基金面上项目、重点项目和杰出青年科学基金项目等的前期资助密切相关，通过基金及时、长期、持续的资助，该研究团队对零件内应力演化规律与变形开裂行为、非平衡凝固组织形成规律及内部缺陷形成机理等基础问题的认识和理解不断深入，并提出了有针对性的微观组织调控和内应力离散控制等新思路，为随后的关键性技术突破奠定了扎实的基础。

　　激光快速成型技术，是在计算机辅助设计（CAD）生成的三维实体模型基础上，以金属粉末或丝材为原材料，采用激光束熔化并逐层堆积，最终“堆”出结构复杂构件的技术。激光快速成型完全不同于传统加工中“去除”多余部分的思路，而是直接从零开始“堆积”形成，具有数字化、短周期、低成本和绿色等特点，在诸多领域，尤其是是航空、航天等装备和生产领域有重要的应用前景。

　　王华明团队联合沈阳飞机设计研究所、第一飞机设计研究院、西飞公司、中国商用飞机有限责任公司等单位，针对钛合金等难加工大型构件的激光成形，从基础理论、关键技术、应用基础和工程等不同层次上进行了十几年的持续、系统的研究，解决一系列瓶颈问题。该团队制造出了我国飞机中迄今尺寸最大、结构最复杂的钛合金主承力关键构件，并且构件综合力学性能达到或超过锻件。该项研究成果已在我国包括大型飞机在内的等多型飞机研制和生产中得到工程应用，并使我国成为迄今世界上唯一表明我国已经突破了飞机钛合金大型主承力构件激光成形技术的瓶颈，成为世界上率先并实现装机工程应用的国家。

　　钛合金等大型整体关键结构件在激光快速成形过程中，同时发生着激光/粉末交互作用、移动熔池、非稳态热质传输、超高温度梯度和熔体的快速凝固、缺陷和内应力演化等复杂过程，非常容易发生零件的严重变形与开裂。此外，在大型整体金属构件长时间激光熔化沉积过程中，移动熔池超常冶金动力学及其非平衡快速凝固，直接决定了最终零件的晶粒形态、尺寸、晶体取向、晶界结构、化学成分均匀性等参数，而且表现出对激光快速成形过程的高度敏感性和多变特性。因此，零件内部沉积层与沉积层之间、沉积道与沉积道之间、单一沉积层内部等局部区域很容易产生各种特殊的内部冶金缺陷。

　　王华明团队在研究中，提出了大型金属构件激光直接成形过程“内应力离散控制”新方法，初步突破大型金属构件激光快速成形过程零件翘曲变形与开裂这一最关键的瓶颈问题，并形成了大型结构件内部缺陷和质量控制及其无损检验的关键技术，所制备的飞机钛合金构件综合力学性能达到或超过模锻件。例如，激光快速成形的牌号为TA15的钛合金构件，其缺口疲劳极限超过钛合金模锻件32～~53%、高温持久寿命比模锻件提高4倍。特别的是，经后续特种热处理新工艺获得“特种双态组织”后，构件的综合力学性能进一步显著提高，疲劳裂纹扩展速率降低一个数量级以上。

　　该团队在材料制备关键问题研究的基础上，还研制出具有原创核心技术、迄今世界最大的飞机钛合金大型结构件激光快速成形成套装备，其激光熔化沉积真空腔尺寸达4000×3000×2000mm3，初步建立起全套飞机钛合金大型整体主承力构件激光快速成形技术标准。该团队通过激光快速成形制备的TA15、TC4、TC21、TC18、TC2等钛合金先进飞机大型整体主承力关键结构件、A-100等超高强度钢起落架等飞机关键构件、TC11、TC17、Ti60等钛合金整体叶盘等航空发动机关键部件等，在大型客机C919等飞机研制和生产中得到成功应用。

　　该团队负责人王华明教授指出，变形开裂和内部质量控制等瓶颈问题的有效解决，有赖于对零件内应力演化规律与变形开裂行为及、凝固组织形成规律及内部缺陷形成机理等基础问题的深入认识。王华明教授表示，没有国家自然科学基金长期稳定支持下的扎实基础研究，很难做出这样一项从材料、工艺、装备、标准到工程化应用的综合成果。

火烈

http://v.pps.tv/play_3A9WTE.html

王华明教授的演讲，霸气侧漏，牛气冲天，老美的钛合金加工技术在王教授眼里貌似一坨翔，呵呵。

商水

支持！

常有一种误解说中国传统是不重视科技的，其实不对。上古三皇：有巢氏、燧人氏、神农氏，以及伏羲、黄帝、大禹等先贤无不是以科学技术的创举载入史册的，他们的功劳很大程度的体现在引领了科学技术的发展。

所以，华夏的复兴必然包含着科学技术的领先发展。

火烈

二、长春光机所研制成功JC系列绝对式光栅尺

　　近日，中科院长春光学精密机械与物理研究所成功研制JC系列绝对式光栅尺。该产品突破了单轨绝对位置编码、单场扫描等关键技术，创造了专用的光电信号接收芯片，具有自主知识产权、性价比高。目前，产品已经开始在多家企业试用。

　　单码道绝对式光栅尺是21世纪初出现的光栅线位移测量产品，与传统的增量式光栅尺产品相比，其能够在系统首次上电时立即得到当前位置信息，无需“归零”操作，从而提高数控机床的加工效率，简化了数控系统的设计难度。此外，绝对式光栅尺还具有高响应速度、高可靠性、高分辨率等优点，因此中高档数控机床普遍使用绝对式光栅尺作为全闭环位置信息反馈部件。

　　2012年我国金切数控机床产量达到22万台，已成为世界机床产量第一的生产大国。绝对式光栅尺作为闭环数控系统核心功能部件，目前国内尚没有自主研制的产品，全部依赖进口。因此，研制具有自主知识产权的高精度绝对式光栅尺并实现产业化，填补国内空白，能够打破国外绝对式光栅尺技术及产品垄断，提高国内光栅传感器制造业水平，促进产品更新换代，对我国社会经济发展和科技进步有十分重要的意义。

商水

火烈 发表于 2013-12-19 15:03
二、长春光机所研制成功JC系列绝对式光栅尺

　　近日，中科院长春光学精密机械与物理研究所成功研制JC系 ...

这个技术的国际先进性如何？

火烈

三、中国在建世界最大射电望远镜（FAST)主体在贵州合龙

2013年最后一天，位于贵州省平塘县的500米口径球面射电望远镜（简称FAST）主体圈梁合龙，标志着这个世界最大的单口径天文望远镜全面进入设备安装阶段。FAST是我国天文望远镜建设领域的重大突破，预计2016年投入使用，将在未来20－30年保持世界一流设备的地位。由于它的大口径，FAST能让我们看到更远的太空，帮助人类窥探宇宙最初始的面貌。

商水

这个射电望远镜很牛！

火烈

四、CIT500型高铁



CIT500型高铁

法国高速列车TGV在巴黎在2007年4月3日，从巴黎－斯特拉斯堡东线铁路上以574.8公里/小时的运行速度创造了有轨列车最高时速新的世界记录，同时打破了自己在1990年5月创下并保持17年之久的515.3公里/小时的世界记录。

中国高铁的最高时速由CRH380A保持，轨道最高实验速度为486.1公里/小时，于2010年12月3日创造。目前，中国高铁通常运营时速约250公里，而更高速度的CIT500型的设计时速为500公里。这样，中国高铁的速度有望再翻倍。

南车青岛四方机车车辆股份有限公司厂区内，一列银灰色超速试验列车停放在厂区的铁轨上，这列台架试验速度每小时达到605公里的列车，被命名为更高速度的试验列车。

实际上，这项试验早在两年多前就已开始，为了这次试验，南车四方公司经过七次方案讨论会。

参加试验的电气开发部部长焦京海最近回忆说：“100-200公里时一点担心都没有，车速上了550公里以上心情开始激动，到600公里时就开始有点紧张了。”试验止步于605公里，是因为制定的试验目标为600公里，“试验台建设时是按600公里设计的，再往上冲速度，担心对试验台不好”， 高级主任设计师李兵解释说。

当时速提升到605公里的时候，试验没有马上停止，保持速度运行了10分钟，这相当于在地面上行驶了100.8公里。

技术难度比飞机高

“高铁就像一架飞机在不停地起降”，中科院力学所杨国伟研究员这样说。杨国伟创立了跨声速非线性气动弹性研究，为中国高铁与大飞机研制提供空气动力与气动弹性的技术支撑。


CIT500型高铁

“坐飞机最危险的是起飞和降落，因为地面效应包括建筑、风对飞机的激扰，所以，飞机设计的难点在起和降的过程。而高速列车始终在地面上高速运行，从空气动力学车与空气相互的作用角度，既要考虑地面对列车的强激扰，也要考虑到高速运行状况下气流激扰。波音737的巡航阻力系数约在0.028左右，6辆编组试验列车整车阻力系数约为0.48左右，所以说更高速列车比飞机在天上巡航时的技术难点要复杂得多。”杨国伟说。

民用飞机每小时飞行距离800-850公里，中国研制的更高速试验列车设计速度在每小时500公里以上，与目前在线上以每小时380公里最高时速运行的CRH380A相比，技术的边界条件必须清晰。

“空气动力学性能的受轨道不平顺影响，振动激扰响应不断加大，如何保证列车高速运行的安全性；如何保证舒适的乘车环境；比提高速度更重要的是能够很好的停下来。” 试验现场指挥梁建英说。

列车运行的阻力，包括车轮与轨道摩擦的机械阻力和车辆受到的空气阻力。高速下制约速度的抗衡者是空气，“当列车以每小时200公里行驶的时候，空气阻力占总阻力的70%左右，和谐号CRH380A在京沪高铁跑出时速486.1公里时，气动阻力超过了总阻力的92%，如果跑到500公里以上，95%以上都是气动阻力了”，李兵说。空气阻力和列车运行速度的平方成近似正比关系，速度提高2倍，空气阻力将增至4倍。正是这个平方关系，让设计师绞尽脑汁。

空气阻力受三大因素影响，一是车头迎风受到正压力，与车尾受到的负压力间产生的压差阻力；二是由于空气黏性作用于车体表面的摩擦阻力；三是列车底架以及列车表面凹凸结构引起的干扰阻力。

工程师们为降低空气阻力,应用仿生学和空气动力学理论，创作了100多种头型概念，优选构建了80余种三维数字模型，开展了初步空气动力学仿真，比选出20个气动性能较优的头型，进一步进行气动优化，制作出1：20实物模型，根据仿真数据和美观效果，最终制作五款1：8头型分别做了风洞力学试验和气动噪声试验，名为“箭”的头型被选中，其气动噪声、气动阻力参数最优。“从气动性能来讲，"箭"与民航客机是可以PK的。”李兵说。

让数百吨重的更高速列车在线路上飞跑，除了减少气动阻力外，加大牵引能力是另一个关键。“六辆编组更高速试验列车牵引总功率可达到21120千瓦。正是有了我们自主开发的大功率牵引系统，才有高速试验列车实现台架试验605公里/小时的可能。”焦京海说。

大功率的牵引传动系统的技术研发，具有强大的技术扩散效应，除列车之外可应用在其他制造领域。“大功率的牵引传动系统技术具有很好的外延性，除轨道交通领域以外，大功率的牵引传动系统在很多工业传动领域都有很广泛的应用，比如轧钢系统、船舶推进系统、石油钻井、电力系统等等。”南车时代电气技术中心主任荣智林说。

高速列车运行依靠电能，是由受电弓与接触网接触完成的，这个过程被称为“受流”环节。这项技术也是迄今为止技术专家们最关注的技术之一。“双弓受流”技术曾经是困扰工程技术人员的一个技术难点，“现在看来这个也不太像技术难点了”，梁建英说。“车辆在高速运行时，前弓在取电滑过接触网时，会形成一个激扰波，导致后弓的离线可能性加大，影响车辆的牵引性能。如何保证后弓受流的稳定性，这是技术上的难点。但是现在看来，已经不存在了”。

追求更快速度

速度是技术发展的综合实力。如同中国“两弹一星”的研制，举全国之力，近万名科研技术人员参与了高速列车的技术创新。“试验列车的速度还只是实验室内的数据，实际的线路数据还有待于进一步验证，我们希望有个高的速度值，让全世界都能进一步了解中国的高铁技术和产品水平，其中的过程需要踏踏实实去做，而决不能急于求成。”梁建英说。

“时速605公里是试验台上跑出的，不是在线路上的数据，实际的线路试验还需要一系列的考核。”李兵说。2007年4月3日，法国TGV在线路上创造574.8公里/小时试验最高速度，目前为止尚未有新的记录刷新。2010年12月京沪先导段试验蚌埠-枣庄，CRH380A达到最高时速486.1公里，这个速度尽管是运营试验速度，它有别于法国TGV的纯粹试验速度。就运营试验的速度值来讲它是世界上最高的。

2011年，“7·23”甬温线特别重大铁路交通事故后，中国高铁开始了对更高质量目标的追求，其中包括安全性、可靠性、舒适性等。事实上事故并不是缘于车的质量，但是这次事故却对中国高铁的发展带来了极大的影响。所有的铁路人，包括南车四方的技术人员都在反思，那就是如何更好、更稳健地推进国家的高速铁路事业。试验列车的研制是一个非常艰苦的过程。它以CRH380A新一代动车组技术创新成果为基础，遵循安全可靠的运行目标，针对系统集成、车体、转向架、牵引、网络控制、制动系统进行了诸多技术创新，实现了碳纤维材料、镁铝合金、纳米材料、风阻制动系统等一系列新技术、新材料的装车试验验证。整个列车的研制历经了两年多的时间。

试验列车完成在实验室的测试后，在厂区内一条3.7公里的环形试验线上进行了一个月可靠性试验，运行里程约1000公里。受线路条件限制最高速度不得超过时速30公里，“对整车、系统及部件完成了初步可靠性验证”，工程师告诉记者。

多项新技术有待验证

高铁，是中国战略性新兴产业之一，而更高速列车则是中国创新能力的又一标志性作品。工程师与科学家渴望上线试验衔接试验台的验证结果，更加深入地探索超高速列车三大核心技术理论，即轮轨技术、空气动力学性能与弓网关系。

对工程师而言，诸多项设计是无法在台架试验中完成的，更高速列车的三项核心技术有两项无法验证，即空气动力学性能与弓网关系。

比如，台架试验在室内完成，缺少了风，则无法完成空气动力的试验。“更高速列车首要的验证是车的阻力特性，牵涉到能耗；其次是升力特性，涉及到脱轨系数；第三是脉动力的大小，涉及到列车的安全性。还有就是交汇瞬时风的阻力，以及安全的避让距离。从理论上讲，目前已有的公式对400公里与500公里的车应该是适用的，就研究和印证来说，这些都是需要通过线上试验进一步验证。”杨国伟说。另外，即便是双向滚动试验台，也无法完成受电弓与接触网的受流试验。

对做基础理论研究的科学家而言，他们希望验证共性关键技术的基础理论机理。以脱轨系数为例，车辆运行时，在线路状况、运用条件、车辆结构参数和装载等因素最不利的组合条件下可能导致车轮脱轨，评定防止车轮脱轨稳定性的指标叫脱轨系数，这个系数越大越容易脱轨。

根据国际标准，0.8作为脱轨安全性的指标。“但是我们对高速列车试验时发现，列车在线上以480公里的速度，脱轨系数只有0.1-0.2左右，远远小于0.8。如果以每小时550公里的速度，实际运行时的脱轨系数是多少？它涉及到高速基础力学的研究。全球范围的科学家们一直希望破解脱轨系数之谜。”转向架高级工程师马利军说。

带动行业发展

本世纪是高铁的时代。美国总统奥巴马在2011年国情咨文中表示，“没有理由让欧洲和中国拥有最快的铁路”，奥巴马强烈意识到，高铁将是重塑美国全球竞争力的技术制高点。“技术上一定是要抢占制高点，谁有抢占技术的制高点的能力，谁就有带动行业发展的能力。以技术的先进性驱动市场的需求，这是全球市场经济竞争的规律。”梁建英说。

2007年法国TGV创造“全球第一速”，以抗衡德国磁悬浮列车抢占市场的挑战。“法国正是因为在路上跑了570多公里，给世界各国明确的信号，我的技术是可行的。从此之后，世界高铁市场法国成为佼佼者。”杨国伟说。中国高铁驶向世界的脚步正在提速，说明高速仍旧是趋势。探索500公里以上超高速列车的技术，既是一项前瞻性的研究，也是拓展国际市场的技术储备。

技术的成熟需要积淀，而市场的拓展则是瞬间的外延。中国高铁从2004年开始，经过9年的时间，从引进、消化、吸收到如今技术的全面领先，更高速试验列车的研制是技术纵向发展的制高点，只有掌握技术的制高点，才能够使技术纵向与横向相互传递，覆盖市场的面积递增。“这个试验列车它的基础是在CRH380A技术向上拓展的，而城际列车则是向下的拓展。高铁这么多年的技术创新，其技术先进性已经向上下游产品传递。”梁建英说。

对技术的追求并未停止。为了更好地理解空气动力学的作用关系，南车四方股份公司正在计划筹建一个小规模的风洞实验室。“虽然我们是一个工程单位，但是我们需要自己去突破，掌握和积淀一些新技术，想为以后留下点什么。”梁建英对记者说。

对更高速试验列车的线路验证，国家有关方面给予了充分的关注，列车的上线试验工作已在全面展开，列车的各项技术性能将在线路试验中得到进一步验证。整个过程将分阶段实施，会一步步获取各种技术参数。“我们期盼它有非常好的表现，让全世界都进一步了解中国高铁技术。”工程师们说。