学霸的军工科研系统 第613章

　　“当然。”

　　常浩南端起杯子，喝了口水，然后继续道：

　　“本来就在研究超短脉冲激光的同志们应该清楚，到目前为止，关于激光与材料之间的相互作用机理，行业内普遍还在使用1974年由苏联科学家提出的双温方程，也就是把电子系统和晶格系统的温度分别用傅里叶热传导方程表示，再将两个方程用能量传递项进行关联。”

　　“这个方程在形式上足够简单，但只能描述电子与晶格相互之间的能量转换和温度变化，而无法解释解释微观粒子运动的统计学规律，也无法模拟出激光加工材料后的状态。”

　　“即便后续有很多学者在这一模型的基础上进行过参数修正，但双温模型的不足是原理上的，不可能通过简单增加固定项的方式克服。”

　　“如果想要用双温模型指导工业生产，就需要对每一个加工环节都给出不同的修正，而修正方式又反过来需要大量试验才能获得，那也就谈不上什么指导了……”

　　并不是所有人都能听懂常浩南的这部分机理介绍，但坐在他左边首位的侯院士却看得频频点头。

　　在他过去的研究中，确实被双温模型的描述误差搞得非常头大。

　　“所以，我们需要一种新的模型……”

　　常浩南这一次没有切换PPT，而是起身来到了会议室角落里放着的一块黑板旁边，在上面写下了几个大字——

　　烧蚀阈值模型。

　　“这是我根据分子动力学原理提出来的一个设想，当然，目前还处在比较初步的状态。”

　　常浩南又在下面写了一个字符。

　　φ。

　　“烧蚀阈值，我定义为，足以破坏晶格的稳定性，使系统出现不可逆转的破坏，且至少能去除一层材料的激光能通量。”

　　“这个阈值不区分作用机理，可以同时用于描述冷烧蚀和热烧蚀。”

　　“而在分子动力学计算的过程中我发现，对于皮秒或更短时间的脉冲波来说，烧蚀阈值的偏离非常小，导致烧蚀可以从一种统计属性转变成相对确定的行为。这样一来，我们就排除了加工参数的不确定性，只需要考虑被加工材料本身，当然还有激光源的特性。”

　　哪怕听不懂前面机理部分的人，此时也是眼前一亮。

　　“如果只需要考虑材料和激光源的话，那这个系统复杂程度……岂不是和传统的机械加工类似？”

　　或许是由于兴奋，侯院士的声音都有点变形。

　　“正是如此。”

　　常浩南转过身，回到会议桌前，但却没有坐回座位上：

　　“传统的机械加工，需要预先得知材料和刀具的硬度、刚度、热膨胀系数、剪切强度……等等，我们统称为机械性能。”

　　“但超短激光加工是另外一套逻辑，我们需要做的，就是找到这些和机械性能对应、可以决定光学加工效果的属性，再把它们和烧蚀模型结合起来，最终做到像机械手段那样，对任何已知材料进行可控加工！”

第879章 错误的方向

　　座谈会，只是为了集合项目团队，明确接下来的任务方向。

　　因此并没有持续太长时间。

　　而余下的任务，就是研发了。

　　不过，要想把理论，而且还是目前并不完善的理论转化为实际，所需要做的工作还是很多的。

　　跟写论文完全不是一个等级的工作量。

　　这也是为什么常浩南一定要从这么多个单位摇人过来支援——

　　高功率皮秒激光器是镐京光机所现成的，但如果把整个激光加工设备比作机床，那么激光器就只相当于机床上的刀头。

　　还需要一系列辅助设备来控制这把“光刀”准确而高效的运作。

　　术业有专攻，这里面涉及到的内容，很多都是常浩南并未接触过的。

　　所以，和当年设计涡扇10的时候类似，座谈会结束之后，整个项目团队就分成了三個不同的方向。

　　第一个方向由常浩南亲自带头，负责进一步对烧蚀阈值模型进行完善。

　　机械加工即便从作为一门正式的学科算起，也至少经过了两个世纪的发展，在这一过程中积累下来的生产数据浩如烟海，因此经验主义可以在其中发挥十分巨大的作用。

　　然而激光加工显然不可能等上两个世纪。

　　连二十年都不行。

　　所以，不可能有足够的经验可供参考。

　　要想在短时间内投入生产，就必须做到在已知待加工材料和预期加工结果的情况下，能够逆推，至少部分逆推出整个工艺流程。

　　第二个方向由侯询院士带领，负责整个激光加工设备硬件层面的研发，以及给第一个方向提供必要的实验数据支持。

　　镐京光机所已经在这个领域攻关多年，算是有一定技术积累。

　　不过常浩南额外提出了一个要求，就是不仅激光源本身，涉及到机床加工特征的零部件也需要全部国产。

　　反倒是电机和透镜组这些，如果进度上确实来不及，可以适当放宽要求。

　　以目前的国际局势来看，华夏在短时间内不太需要担心被卡脖子的事情。

　　主要还是得跟之前抛出去的诱饵打出一波配合。

　　否则他搁那一顿操作猛如虎，结果别人一查，发现你反手就买了一堆和脉冲激光器配套的局域体全息光栅。

　　那可就是纯纯乐子了……

　　而第三个方向，则暂时不设带头人。

　　因为这严格来说并不是“一个”方向。

　　而是负责保障设备制造和使用过程中所需要用到的各种材料，从放射性同位素到电缆光纤润滑油不一而足。

　　他们的进度会统一向科工委装备工业司的兰新志汇报，再由后者统一与常浩南进行对接……

　　随着一道道指令和文件从常浩南笔下签出，这个刚刚拉扯起来的研发团队，也逐渐开始了运转。

　　尽管这些来自不同系统的成员，暂时还无法像涡扇10项目组那样配合无间，但提前开始磨合，总归不是坏事。

　　争分夺秒！

　　……

　　就在常浩南正着手准备启动项目的同时。

　　英国，英格兰南部，牛津郡。

　　卢瑟福·阿普尔顿实验室。

　　马丁·博克教授正和来自牛津激光公司，以及爱丁堡仪器公司的几名企业技术代表一起，围坐在一张半圆形的会议桌前。

　　此时，所有人的目光，都聚焦在会议室墙面的一块幕布上。

　　而幕布上所显示着的，正是常浩南前不久才发表的那篇论文，以及一些相关的实验数据。

　　博克教授的学生兼助手艾米丽·图尔森则站在不远处的讲台后面，控制着PPT播放的速度，并偶尔对具体的试验情况进行一些必要补充。

　　来自爱丁堡仪器的詹姆斯·坎伯特首先开口：

　　“马特，我们已经收到了来自几个研究所和实验室的报告，都表示能够复现出这位常教授论文中的实验结果，但因为涉及到的计算过程比较复杂，所以要想把同样的方法推广开来，还面临着比较大的困难。”

　　“所以，目前业内的普遍担忧是，这位常教授提出的瞬态热弹性模型，到底是普适性的，还是只能在一个有限的范围内实现良好拟合？”

　　实际上，常浩南那篇文章一经发表，所引发的除了巨量关注以外，还有接连不断的质疑。

　　虽然质疑的声量不大，但却都来自研究相关领域的业内人士。

　　因为常浩南提出来的那个模型，对于大部分缺乏理论数学基础的工科学者来说，确实有点过于复杂了。

　　至少不是简单带入参数就能得到结果的那种程度。

　　以至于大家暂时都只能用常浩南论文中提到的那几十个数据进行重复试验——

　　其它数据连算都算不出来，就更不用提什么验证了。

　　吃瓜群众们当然可以无所谓，可是对于希望把激光加工工艺商业化的企业来说，这里面的风险还是不能忽视的。

　　所以，两家本就有合作关系的公司才一起找上了博克教授，请他来验证那篇论文的真实性。

　　当然不是指数据。

　　而是模型。

　　“大部分人看不懂是正常的。”

　　马丁·博克面脸上露出信心十足的表情：

　　“那篇论文中的计算过程，哪怕对于数学专业出身的一般学者，也不是非常容易理解。”

　　“不过，得益于超级计算机的协助，我已经破解出了其中蕴藏的规律……”

　　他说着向旁边打了个手势。

　　紧接着，图尔森把幕布上的PPT切换到了后一页。

　　上面是一半的公式计算，和一张绘制着密密麻麻曲线和数据点的图像：

　　“虽然我们仍然不清楚那位常教授的具体推导过程，但是可以确定，在我们通常研究的能量、波长以及时间尺度内，他提出的瞬态热弹性模型，都可以和实验数据基本拟合，其中最大的一处误差也只有大约5%的水平。”

　　“也就是说，真的可以利用数学手段，对材料表层分子的热加工情况进行计算，而且精确程度还可以满足工业化生产的需求？”

　　尽管从博克教授口中得到了肯定的答复，但坎伯特的脸上仍然是有些难以置信的表情。

　　一直坐在旁边的牛津激光公司代表托马斯·林顿没有开口，但也是微微皱了皱眉。

　　作为高新技术企业，他们自然也听说过近两年非常火爆的分子动力学模拟，甚至还投资了不少做相关研究的课题组。

　　但这种投资属于大水漫灌性质的尝试，并不是说他们真的很看好这个领域。

　　实际上，大部分企业都认为，想要将数值计算手段精确运用到微观粒子领域，至少在8-10年内的可能性不大。

　　一方面是计算机硬件水平不足，另一方面也是数学理论层面的限制。

　　但眼前这篇论文，以及博克教授的结论，显然打了他们的脸。

　　或许是看出了两位企业代表的震惊，博克稍微停顿了一会之后又解释道：

　　“我专门去查了一下，这位常浩南教授除了是庞加莱猜想的共同证明者以外，还是近些年影响力非常大的数值计算软件，TORCH Multiphysics的开发者。”

　　“所以，他能在这个学科交叉领域表现出远超常人的水平，其实不算奇怪。”

　　“可是……”

　　林顿迟疑了一下，但还是继续说道：

　　“有了这样具有指导作用的模型，为什么不马上开展商业化？”

　　身为企业高管，他首先在意的还是钱的层面。

　　“因为理论归理论，要想商业化还是没那么容易的。”

　　博克回答道：

　　“要想真正完美实现连续激光加工，对于加工设备和控制系统的要求非常苛刻，需要激光源具备五个空间自由度，再加上激光功率、光束质量，需要同时控制的参数至少有7-8个。”

　　“这哪怕在机械加工领域也是极其复杂的系统，更不要说在进行控制的同时还要维持光路本身的稳定，难度几乎相当于用光刻法生产半导体。”

　　这个类比，总算让林顿和坎伯特二人稍微有了点直观的概念。

　　“我推测，如果把加工对象从各向异性的碳纤维复材换成金属，情况或许会改善一些，但也不会太多。”

　　说到这里，他再次示意图尔森翻页：

　　这次是一张令人有些眼花缭乱的表格。

　　“二位请看，这份表格中的红色数据是写在那篇论文里面用于拟合的，而蓝色数据则是我推广计算之后进行拟合的。”

　　前者本来想卖个关子，但看着两名代表似乎并不感兴趣，只好放弃了这个想法，直接解释道：

　　“可以看出，论文里用于拟合的参数，复杂程度都不算高，而且选点几乎没有任何规律，这表明他们即便在实验室里，也没有控制激光源进行高复杂度精密加工的能力，更不用说是工业化阶段了。”

　　这番解释，算得上有理有据。

　　“那么……既然华夏人做不到，那以我们的水平能不能……”

　　博克教授早就在等着这个问题了，因此只听到一半就表了态：

　　“在实验室里是可以做到的。”

　　他伸手指了指前面的幕布：

　　“表中蓝色数据的复杂程度，就已经接近实际工业生产的需求了，只是成功率目前还不太稳定，不过，我们目前正在尝试利用半导体加工领域的技术对设备进行改良，如果资金和人手充裕的话，应该能很快看到一些成果。”

　　看着信心满满的博克教授，林顿和坎伯特对视一眼，都从彼此的眼神中读出了“可以一试”的意思。

　　“那么，博克教授。”