【前沿】航空发动机、机器人和芯片,哪个研发技术难度大?

来源:中国机器人网 | 2020-02-24 12:14

  脱节的基础学科始终是高端装备制造业的拦路虎

  目前我国的IT相关产业发展速度快,尤其是以华为为首的芯片研发及其5G技术领先全球,导致美国对华为产生了忌惮,所以自从去年开始就对华为实行了芯片的禁用,将其列入实体清单,经过去年的制裁后,华为依然活得相当好,所以美国打算从半导体上制裁华为,其实目前我国在航空发动机、机器人和芯片都有短板,那么有网友问,这三大技术哪个难度大呢?

  航空发动机

  航发是所有动力装置难度*大的。喷气式发动机通过其中的压气机、燃烧室、涡轮的协调工作,把从前端吸入的低压空气压缩、燃烧,推动涡轮、再驱动压气机继续压缩空气,最后把高温、高压的燃气从后端高速喷射出,仅仅让流动的空气经过几米长、直径不到2米的圆筒,产生几千甚至上万公斤的推力。

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  航空发动机的燃气温度越高,流过发动机的空气量越大,发动机推力也越大。*关键的压气机、燃烧室、涡轮组,是核心机也是技术难点。涡轮驱动的压气机,转速每秒高达上千转,其中的高速高温轴承、转子的动平衡、叶片与转子的受力处理是技术难点。压气机和涡轮驱动效率、燃烧室耐温材料、油气混合与燃烧是难点。叶片形状、制造工艺、电器控制等等无数的难点。

  机器人

  技术难点在于运动精确性,要实现运动精确度,需要实现运动刚度、传动减速机构的回差校正、以及传感器的高分辨率。无论是哪个在机电行业都是具有技术含金量的。作业平稳性,实际机器人的关节是有间隙的,没有间隙的运动机械是无法润滑的,但是有了间隙磨损引起间隙变化就是无法避免的,因此,平稳性和误差弥补也是一个技术难点。

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  布局的多样性,也可以说是通用性,太过于定制化的设备,成本是非常高的,设计师需要对通用性,进行综合考虑,这也是不小的技术难点。操作易用性,机器人总是需要人来操作的,日常的维护、保养是否能够低成本化,对机器人的运行成本有直接联系。

  芯片

  芯片就是拿一块硅片,在上面做光刻,然后腐蚀、沉积、离子注入,便可以形成各种各样的半导体,重点是每一步都是在纳米级的精准度上。芯片的技术难点,往往不在于怎么去做这些步骤,而在于每一个步骤的损坏率。因为每一步都是在上一步的基础上进行的。如果每一步的成功率是99%,如果有2000多个小步,总体成功率会越来越低。

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  总的来说,目前我国在进行这三大件的研发过程中,主要在这三方面被人卡脖子,航发我们被材料学卡脖子,材料学又是一个需要积累的学科。机器人我们被伺服电机卡脖子。高端芯片我们被专利被光刻机卡脖子。

  目前这三大技术基本都有短板。三者各有各难度,共性是材料选择、纯度、制造设备、工制作工艺、软件开发的问题,依然阻碍三者的发展。大家觉得哪个技术难度更大呢?

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