學霸的軍工科研系統 第613章

　　“當然。”

　　常浩南端起杯子，喝了口水，然後繼續道：

　　“本來就在研究超短脈衝激光的同志們應該清楚，到目前爲止，關於激光與材料之間的相互作用機理，行業內普遍還在使用1974年由蘇聯科學家提出的雙溫方程，也就是把電子系統和晶格系統的溫度分別用傅里葉熱傳導方程表示，再將兩個方程用能量傳遞項進行關聯。”

　　“這個方程在形式上足夠簡單，但只能描述電子與晶格相互之間的能量轉換和溫度變化，而無法解釋解釋微觀粒子邉拥慕y計學規律，也無法模擬出激光加工材料後的狀態。”

　　“即便後續有很多學者在這一模型的基礎上進行過參數修正，但雙溫模型的不足是原理上的，不可能通過簡單增加固定項的方式克服。”

　　“如果想要用雙溫模型指導工業生產，就需要對每一個加工環節都給出不同的修正，而修正方式又反過來需要大量試驗才能獲得，那也就談不上什麼指導了……”

　　並不是所有人都能聽懂常浩南的這部分機理介紹，但坐在他左邊首位的侯院士卻看得頻頻點頭。

　　在他過去的研究中，確實被雙溫模型的描述誤差搞得非常頭大。

　　“所以，我們需要一種新的模型……”

　　常浩南這一次沒有切換PPT，而是起身來到了會議室角落裏放着的一塊黑板旁邊，在上面寫下了幾個大字——

　　燒蝕閾值模型。

　　“這是我根據分子動力學原理提出來的一個設想，當然，目前還處在比較初步的狀態。”

　　常浩南又在下面寫了一個字符。

　　φ。

　　“燒蝕閾值，我定義爲，足以破壞晶格的穩定性，使系統出現不可逆轉的破壞，且至少能去除一層材料的激光能通量。”

　　“這個閾值不區分作用機理，可以同時用於描述冷燒蝕和熱燒蝕。”

　　“而在分子動力學計算的過程中我發現，對於皮秒或更短時間的脈衝波來說，燒蝕閾值的偏離非常小，導致燒蝕可以從一種統計屬性轉變成相對確定的行爲。這樣一來，我們就排除了加工參數的不確定性，只需要考慮被加工材料本身，當然還有激光源的特性。”

　　哪怕聽不懂前面機理部分的人，此時也是眼前一亮。

　　“如果只需要考慮材料和激光源的話，那這個系統複雜程度……豈不是和傳統的機械加工類似？”

　　或許是由於興奮，侯院士的聲音都有點變形。

　　“正是如此。”

　　常浩南轉過身，回到會議桌前，但卻沒有坐回座位上：

　　“傳統的機械加工，需要預先得知材料和刀具的硬度、剛度、熱膨脹係數、剪切強度……等等，我們統稱爲機械性能。”

　　“但超短激光加工是另外一套邏輯，我們需要做的，就是找到這些和機械性能對應、可以決定光學加工效果的屬性，再把它們和燒蝕模型結合起來，最終做到像機械手段那樣，對任何已知材料進行可控加工！”

第879章 錯誤的方向

　　座談會，只是爲了集合項目團隊，明確接下來的任務方向。

　　因此並沒有持續太長時間。

　　而餘下的任務，就是研發了。

　　不過，要想把理論，而且還是目前並不完善的理論轉化爲實際，所需要做的工作還是很多的。

　　跟寫論文完全不是一個等級的工作量。

　　這也是爲什麼常浩南一定要從這麼多個單位搖人過來支援——

　　高功率皮秒激光器是鎬京光機所現成的，但如果把整個激光加工設備比作機牀，那麼激光器就只相當於機牀上的刀頭。

　　還需要一系列輔助設備來控制這把“光刀”準確而高效的咦鳌�

　　術業有專攻，這裏面涉及到的內容，很多都是常浩南並未接觸過的。

　　所以，和當年設計渦扇10的時候類似，座談會結束之後，整個項目團隊就分成了三個不同的方向。

　　第一個方向由常浩南親自帶頭，負責進一步對燒蝕閾值模型進行完善。

　　機械加工即便從作爲一門正式的學科算起，也至少經過了兩個世紀的發展，在這一過程中積累下來的生產數據浩如煙海，因此經驗主義可以在其中發揮十分巨大的作用。

　　然而激光加工顯然不可能等上兩個世紀。

　　連二十年都不行。

　　所以，不可能有足夠的經驗可供參考。

　　要想在短時間內投入生產，就必須做到在已知待加工材料和預期加工結果的情況下，能夠逆推，至少部分逆推出整個工藝流程。

　　第二個方向由侯詢院士帶領，負責整個激光加工設備硬件層面的研發，以及給第一個方向提供必要的實驗數據支持。

　　鎬京光機所已經在這個領域攻關多年，算是有一定技術積累。

　　不過常浩南額外提出了一個要求，就是不僅激光源本身，涉及到機牀加工特徵的零部件也需要全部國產。

　　反倒是電機和透鏡組這些，如果進度上確實來不及，可以適當放寬要求。

　　以目前的國際局勢來看，華夏在短時間內不太需要擔心被卡脖子的事情。

　　主要還是得跟之前拋出去的誘餌打出一波配合。

　　否則他擱那一頓操作猛如虎，結果別人一查，發現你反手就買了一堆和脈衝激光器配套的局域體全息光柵。

　　那可就是純純樂子了……

　　而第三個方向，則暫時不設帶頭人。

　　因爲這嚴格來說並不是“一個”方向。

　　而是負責保障設備製造和使用過程中所需要用到的各種材料，從放射性同位素到電纜光纖潤滑油不一而足。

　　他們的進度會統一向科工委裝備工業司的蘭新志彙報，再由後者統一與常浩南進行對接……

　　隨着一道道指令和文件從常浩南筆下籤出，這個剛剛拉扯起來的研發團隊，也逐漸開始了咿D。

　　儘管這些來自不同系統的成員，暫時還無法像渦扇10項目組那樣配合無間，但提前開始磨合，總歸不是壞事。

　　爭分奪秒！

　　……

　　就在常浩南正着手準備啓動項目的同時。

　　英國，英格蘭南部，牛津郡。

　　盧瑟福·阿普爾頓實驗室。

　　馬丁·博克教授正和來自牛津激光公司，以及愛丁堡儀器公司的幾名企業技術代表一起，圍坐在一張半圓形的會議桌前。

　　此時，所有人的目光，都聚焦在會議室牆面的一塊幕布上。

　　而幕布上所顯示着的，正是常浩南前不久才發表的那篇論文，以及一些相關的實驗數據。

　　博克教授的學生兼助手艾米麗·圖爾森則站在不遠處的講臺後面，控制着PPT播放的速度，並偶爾對具體的試驗情況進行一些必要補充。

　　來自愛丁堡儀器的詹姆斯·坎伯特首先開口：

　　“馬特，我們已經收到了來自幾個研究所和實驗室的報告，都表示能夠復現出這位常教授論文中的實驗結果，但因爲涉及到的計算過程比較複雜，所以要想把同樣的方法推廣開來，還面臨着比較大的困難。”

　　“所以，目前業內的普遍擔憂是，這位常教授提出的瞬態熱彈性模型，到底是普適性的，還是只能在一個有限的範圍內實現良好擬合？”

　　實際上，常浩南那篇文章一經發表，所引發的除了巨量關注以外，還有接連不斷的質疑。

　　雖然質疑的聲量不大，但卻都來自研究相關領域的業內人士。

　　因爲常浩南提出來的那個模型，對於大部分缺乏理論數學基礎的工科學者來說，確實有點過於複雜了。

　　至少不是簡單帶入參數就能得到結果的那種程度。

　　以至於大家暫時都只能用常浩南論文中提到的那幾十個數據進行重複試驗——

　　其它數據連算都算不出來，就更不用提什麼驗證了。

　　喫瓜羣袀儺斎豢梢詿o所謂，可是對於希望把激光加工工藝商業化的企業來說，這裏面的風險還是不能忽視的。

　　所以，兩家本就有合作關係的公司才一起找上了博克教授，請他來驗證那篇論文的真實性。

　　當然不是指數據。

　　而是模型。

　　“大部分人看不懂是正常的。”

　　馬丁·博克面臉上露出信心十足的表情：

　　“那篇論文中的計算過程，哪怕對於數學專業出身的一般學者，也不是非常容易理解。”

　　“不過，得益於超級計算機的協助，我已經破解出了其中蘊藏的規律……”

　　他說着向旁邊打了個手勢。

　　緊接着，圖爾森把幕布上的PPT切換到了後一頁。

　　上面是一半的公式計算，和一張繪製着密密麻麻曲線和數據點的圖像：

　　“雖然我們仍然不清楚那位常教授的具體推導過程，但是可以確定，在我們通常研究的能量、波長以及時間尺度內，他提出的瞬態熱彈性模型，都可以和實驗數據基本擬合，其中最大的一處誤差也只有大約5%的水平。”

　　“也就是說，真的可以利用數學手段，對材料表層分子的熱加工情況進行計算，而且精確程度還可以滿足工業化生產的需求？”

　　儘管從博克教授口中得到了肯定的答覆，但坎伯特的臉上仍然是有些難以置信的表情。

　　一直坐在旁邊的牛津激光公司代表托馬斯·林頓沒有開口，但也是微微皺了皺眉。

　　作爲高新技術企業，他們自然也聽說過近兩年非常火爆的分子動力學模擬，甚至還投資了不少做相關研究的課題組。

　　但這種投資屬於大水漫灌性質的嘗試，並不是說他們真的很看好這個領域。

　　實際上，大部分企業都認爲，想要將數值計算手段精確哂玫轿⒂^粒子領域，至少在8-10年內的可能性不大。

　　一方面是計算機硬件水平不足，另一方面也是數學理論層面的限制。

　　但眼前這篇論文，以及博克教授的結論，顯然打了他們的臉。

　　或許是看出了兩位企業代表的震驚，博克稍微停頓了一會之後又解釋道：

　　“我專門去查了一下，這位常浩南教授除了是龐加萊猜想的共同證明者以外，還是近些年影響力非常大的數值計算軟件，TORCH Multiphysics的開發者。”

　　“所以，他能在這個學科交叉領域表現出遠超常人的水平，其實不算奇怪。”

　　“可是……”

　　林頓遲疑了一下，但還是繼續說道：

　　“有了這樣具有指導作用的模型，爲什麼不馬上開展商業化？”

　　身爲企業高管，他首先在意的還是錢的層面。

　　“因爲理論歸理論，要想商業化還是沒那麼容易的。”

　　博克回答道：

　　“要想真正完美實現連續激光加工，對於加工設備和控制系統的要求非常苛刻，需要激光源具備五個空間自由度，再加上激光功率、光束質量，需要同時控制的參數至少有7-8個。”

　　“這哪怕在機械加工領域也是極其複雜的系統，更不要說在進行控制的同時還要維持光路本身的穩定，難度幾乎相當於用光刻法生產半導體。”

　　這個類比，總算讓林頓和坎伯特二人稍微有了點直觀的概念。

　　“我推測，如果把加工對象從各向異性的碳纖維復材換成金屬，情況或許會改善一些，但也不會太多。”

　　說到這裏，他再次示意圖爾森翻頁：

　　這次是一張令人有些眼花繚亂的表格。

　　“二位請看，這份表格中的紅色數據是寫在那篇論文裏面用於擬合的，而藍色數據則是我推廣計算之後進行擬合的。”

　　前者本來想賣個關子，但看着兩名代表似乎並不感興趣，只好放棄了這個想法，直接解釋道：

　　“可以看出，論文裏用於擬合的參數，複雜程度都不算高，而且選點幾乎沒有任何規律，這表明他們即便在實驗室裏，也沒有控制激光源進行高複雜度精密加工的能力，更不用說是工業化階段了。”

　　這番解釋，算得上有理有據。

　　“那麼……既然華夏人做不到，那以我們的水平能不能……”

　　博克教授早就在等着這個問題了，因此只聽到一半就表了態：

　　“在實驗室裏是可以做到的。”

　　他伸手指了指前面的幕布：

　　“表中藍色數據的複雜程度，就已經接近實際工業生產的需求了，只是成功率目前還不太穩定，不過，我們目前正在嘗試利用半導體加工領域的技術對設備進行改良，如果資金和人手充裕的話，應該能很快看到一些成果。”

　　看着信心滿滿的博克教授，林頓和坎伯特對視一眼，都從彼此的眼神中讀出了“可以一試”的意思。

　　“那麼，博克教授。”