第432章 最英明的決定
作為曾經在一線摸爬滾打過的軍工技術大拿,聶長明自然是相當清楚在電氣工程領域裡那條如同鐵律般的常識了。
在變壓器和電源技術中,【超高電壓】、【超大功率】和【超微縮體積】,這三項指標,一直都是一個不可能三角——只能三選二,而不能同時實現。
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想要超高電壓和超大功率,你就老老實實造一個堪比小汽車大小,裡面灌滿絕緣冷卻油的巨型變壓器;想要體積小還能產生高壓電,那輸出功率就會弱可憐,撐死也就是個幾瓦特的電子點火器或者電蚊拍。
像是壓電變壓器這樣的技術,功率密度一般也就只能做到3.5 /m3,目前絕大多數成熟產品的功率都在10以內。
可是現在,擺在他面前的這個小方塊,卻直接把這個常識給打破了!
而且還是如此徹底的打破!
火柴盒大小,一般來說也就20m3差不多了,現在卻不僅達到了5萬伏特的電壓,功率更是來到了8500瓦。
這東西如果不是違背物理常識的東西,還有什麼是違背物理常識的東西?
幾乎是在震驚過後,軍工出身的他,立馬就聯想到了實處。
他的腦海中,瞬間就開始思考這項技術一旦應用到其他裝備上,將會帶來何等程度的提升。
在軍工領域,這意味著定向能武器將迎來真正的單兵時代!
不用再拖著沉重的發電車,一名士兵背個普通的電池包,裝上這個小方塊,就能瞬間擊發高能雷射槍或者微波武器。
這也意味著微型戰術電磁脈衝手雷將真正成為現實,也就是所謂的MP手雷;而預警機上龐大的相控陣雷達冷卻變壓系統將被徹底淘汰,他們甚至能把戰略級雷達塞進一架小型的隱身無人機里。
敵人的航母作戰群一旦過來,他們只需要一架小型無人機,就能夠徹底癱瘓他們的電子系統!
而且不僅是軍工,在民用領域,它的價值同樣恐怖令人窒息。
醫院裡那些重達幾百斤的光機、核磁共振儀,可以直接微縮成手電筒大小的可攜式急救儀;還有城市裡那些占地龐大的變電站,甚至可以縮小成一個電錶箱掛在電線桿上!
就更不用說如今國家政策主推的新能源汽車了,新能源汽車的充電速度一直是為人詬病的地方,各家企業也一直在嘗試發展快充技術,而現在,如果能夠將這樣的技術裝進充電樁甚至車體內部,直接使用普通的220V家庭電源就能夠實現快充了,而像是什麼老舊小區也不用更換大容量配電變壓器,用上這樣的一套技術,就可以從根源解決老舊小區沒法裝快充的行業痛點。
還有其他更多方面的作用……
原諒聶長明一時間有些想不出更多了,因為他此時的大腦變有些宕機,實在是有太多地方能夠用到這種技術了!
可以說,就憑防爆玻璃後面這塊小小的陶瓷塊,其蘊含的經濟和戰略價值……根本難以估量!
幾十個億?幾百個億?甚至是幾千億?
那都是嚴重低估了!
這是足以重塑整個人類電氣文明底層的真正黑科技!
哪怕林葉那台推進器最後造失敗了,單憑這個小方塊,這個項目就已經稱上是大獲成功。
但是。
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在激動過後,聶長明的理性逐漸回歸。
還是那個問題重新占據了他的大腦——這玩意兒,到底是怎麼實現的?
壓電陶瓷極脆,機械振動產生高壓的同時,必然伴隨著恐怖的內耗發熱和應力撕裂。
「這怎麼可能呢?」聶長明抬起頭,眼睛通紅地看著林葉,「林教授,它為什麼不碎?為什麼不發熱融化?」
看著聶長明那副求知若渴的模樣,林葉笑著走上前,語氣平淡地回了一句:「聶局長,我很喜歡一句話就是,一切皆有可能。」
「我相信,科學領域,所有現在我們看起來科幻的想像,在未來都會有個理論或者是技術,將其變為現實。」
「就比如這個變壓器。」
「拓撲諧振壓電變壓器。」
林葉指了指玻璃後的陶瓷塊,耐心地解釋道:「之所以叫這個名字,是因為它的核心架構,是我研究出來的一種新結構,我稱之為『固態壓電拓撲諧振構型』。」
「傳統的壓電變壓器會碎裂、會發熱,是因為它們的幾何形狀太過簡單,導致高頻振動時的機械應力無處釋放,只能轉化為熱能或者破壞力。」
「而我前段時間在研究壓電陶瓷技術時,結合了我剛剛推導出的H理論,對這種材料的微觀振動進行了重新建模,我利用H中處理複雜流形邊界的數學張量,為這塊陶瓷計算出了一個特殊的高維多邊形切割角度。」
林葉的聲音沉穩而自信:「在這個特定的拓撲構型下,陶瓷內部千萬次的高頻振動波,會產生100%的建設性干涉,所有的破壞性機械應力,都在多維空間的摺疊中完美抵消、閉環歸零了,沒有內耗,自然就不會發熱,更不會碎裂。」
「同時,普通的壓電變壓器一般都需要外接逆變器,從而把直流電變成交流電。但在我計算的這個拓撲幾何里,其『形狀』本身就是完美的逆變器。」
「直流電進去後,會在它那多維摺疊的幾何夾角中發生機械波的無限鏡像反射,它自己就能把靜態的直流電,激盪成每秒幾百萬次的高頻交流場。」
「如此一來,我們就省去了一個獨立的逆變器電路板,任何直流輸入,不管是鋰電池、車載電源、儲能電容還是小型燃料電池,全都能直插。」
聽著林葉這番解釋。
聶長明原本還試圖去理解的大腦,逐漸變一片茫然。
怎麼就100%的建設性干擾了?
怎麼就完美抵消、閉環歸零了?
還有這怎麼就能從直流電變成交流電?
林葉的話拆開來聽,每一個字他都認識,聽起來似乎也有著足夠嚴密的物理邏輯。
但是組合在一起,這其中所涉及到的跨維度數學切削和張量干涉,卻完全超出了聶長明的理解範圍。
他終究是離開一線技術崗位太多年了,對於這種極度前沿的微觀理論,理解能力早就跟不上了。
而且更關鍵的是,這其中還涉及到了H理論!
這套理論雖然偉大到了極點,但目前在全世界範圍內,知情人屈指可數,也就他們這些人知道。
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沒有現成的教材,沒有前人的經驗,大家就算拿到了那幾行公式,也只能兩眼一抹黑地自己瞎琢磨。
或許當今世界上,除了親手搞出H理論的林葉自己,根本沒人能聽懂這套理論在材料學上的降維應用。
不僅是聶長明聽懵了,就連一直站在旁邊豎著耳朵聽的沈鳴,此刻也是滿臉的呆滯。
作為親手把這塊陶瓷在工具機上出來的人,他也是第一次聽到林葉談起這套技術的底層原理。
但他絕望地發現,自己就跟聽天書一樣,除了覺不明覺厲之外,完全聽不懂那什麼建設性干涉是怎麼在實心陶瓷里發生的。
看著眼前一老一少兩個文盲般茫然的眼神,林葉在心裡暗自覺有些好笑。
其實,他剛才的這番話,多少帶了點講故事的成分。
他能搞出這個變態的構型,根本不是因為他心血來潮去研究了什麼壓電陶瓷,而是全靠系統獎勵的那本殘卷手冊提供的前沿指引。
不過,系統提供的技術和現實科學之間,本就有著不可分割的關聯。
這個固態壓電拓撲諧振構型,確實和壓電效應之間存在著本質上的聯繫。
而H理論,就成了破譯和實現這項技術的唯一底層密碼。
所以林葉現在講的這套理論推導,在邏輯上是絕對完美,沒有任何破綻的,就算真找個諾貝爾物理學獎主來聽,也只能跪在地上直呼真理。
當然,畢竟技術已經做出來了,總有個能讓外界信服的研發過程嘛。
所以,這就是林葉給出的最完美的標準答案。
哪怕幾十年幾百年後的人們想要知道這套技術到底是怎麼誕生的,大概也只會在看到他今天編出來的這個故事過後,直呼一聲林神不愧是林神。
而聶長明也十分明智地放棄了繼續刨根問底。
他終究是個搞行政和宏觀戰略的局長,既然這種涉及到H理論的東西他聽不懂,那就不去糾結了。
只要知道這東西是咱們華國人自己造出來的,且實打實地擺在眼前,這就足夠了!
好歹不是什麼又一個漢芯事件嘛!
聶長明重新將目光投向測試台旁邊的電腦屏幕,深吸了一口氣,強行壓下心頭的狂熱,開始以一個專業裝備審核人的角度,詢問起了這個變壓器最核心的極限性能。
「林教授,這五萬伏特和八點五千瓦,就是它的極限了嗎?如果我需要更高的電壓,或者更大的功率呢?比如十萬伏特,甚至百萬伏特!」聶長明盯著林葉的眼睛,像是一個貪婪的商人。
「當然可以提升,但這不能硬沖。」
林葉指著屏幕上的波形圖,解釋道:「這個五萬伏特的參數,是我專門針對鈦酸鋇這種材料的物理屬性,計算出來的特定幾何構型,如果強行輸入更大的電流,破壞了數學模型的閉環,它依然會炸。」
「如果我們需要十萬伏特,我就必須重新調整參數,算出一個全新的多維切割形狀。同時,為了防止極高壓引發材料本身的介電擊穿,我們還需要尋找或者合成絕緣強度更高的壓電複合材料。」
林葉頓了頓,語氣十分篤定:「至於功率的提升就更簡單了,單體模塊的功率受限於物理體積,但只要我們把它做成模塊化陣列,將十個、一百個這種火柴盒通過拓撲電路並聯疊加,別說八千瓦,就算是兆瓦級的輸出,也能在極小的空間內實現。」
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聶長明聽連連點頭,眼神越來越亮,緊接著又拋出了一個問題:「那它的使用壽命呢?能堅持滿負荷運轉多久?」
「理論上,等於這塊陶瓷材料的自然衰變壽命。」
林葉笑了笑,「因為在完美的數學干涉下,它沒有任何多餘的機械摩擦內耗,也不會發熱超過居里溫度,只要不遭受外力的物理破壞,它可以連續滿負載運行幾萬甚至十幾萬個小時。」
嘶——!
聽到這個回答,聶長明徹底沒話說了。
壽命幾萬個小時,不發熱、不衰減!
這意味著眼前這幾個小小的樣品,已經根本算不上是那種嬌貴的實驗室玩具了,這特麼是直接擁有了軍工級和商業級可靠性的成熟技術啊!
拿出去就能直接裝到車上或者是飛機上使用!
「林葉……」聶長明深吸了一口氣,聲音都有些顫抖了,「這東西,現在能立刻量產嗎?」
如果能把這玩意兒鋪開量產,華國的整個電氣和軍工體系,明天就能迎來翻天覆地的換代!
然而,面對聶長明狂熱的期待,林葉卻十分清醒地搖了搖頭。
「很遺憾,聶局,目前還量產不了。」
林葉指了指旁邊防震櫃裡的廢渣,如實說明了原因:「加工工藝的瓶頸太大了,鈦酸鋇陶瓷太脆,而這個拓撲結構的精度要求又太高,哪怕是用了咱們國內最頂尖的五軸工具機,單個樣品的加工時間也極長,而且良品率很低。」
「就這四個成功的樣品,還是我和沈鳴在這地下車間裡耗了整整兩個星期,報廢了幾十塊毛坯才勉強搞出來的。」
聽到林葉的解釋,聶長明不僅沒有覺失望,反而覺這才算是合理了。
是啊,這種堪比外星黑科技的東西,要是隨隨便便就能在流水線上像切白菜一樣量產,那他真要懷疑林葉是不是被外星人附體了。
陶瓷本就極脆,在這種微米級的複雜加工下,良率低簡直太正常了。
「不過聶局放心,良率低只是暫時的。」林葉補充道,「之後我們還會進一步優化底層數控刀路,尋找替代材料,等未來研究院建好了,或許也會專門立項去研發韌性更強的新型壓電複合材料。一旦材料升級,或者開發出高精度的3列印燒結技術,良率和產能自然也就能夠到巨大的提升。」
聶長明點了點頭。
能解決從0到1的問題已經是神跡了,從1到100的工業優化,那是整個國家機器該去操心的事情。
「既然良率這麼低,廢品這麼多……」聶長明忽然想到了什麼,隨口問了一句,「那你們這半個月折騰下來,弄出這四個樣品的成本大概是多少?」
林葉轉頭看了一眼沈鳴,沈鳴立刻在心裡盤算了一下。
「材料本身不值錢,高純度鈦酸鋇很便宜的,主要成本都在工具機的刀具損耗、電費以及那些報廢的毛坯上。」
林葉估算了一下,回答道:「加上那些廢料的損耗,這四個成功的樣品整體算下來……總成本大概在十幾萬人民幣左右吧。」
話音落下。
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聶長明臉上的表情猛地一僵,隨後整個人像是聽到了什麼天方夜譚一樣,失聲叫了出來:「奪……奪少?!十幾萬?!」
他死死盯著測試台上的那幾個火柴盒,腦子嗡嗡作響。
總成本才十幾萬?!
平攤下來,一個能輸出五萬伏特、八千瓦功率的科幻級變壓模塊,造價還不到四萬塊錢?!
這聽起來好像很貴,但聶長明可是很清楚傳統的高壓變壓設備是個什麼價格。
一台能達到同等參數的傳統變壓器,少說都一兩萬元起步,體積大不說,重量可能都百公斤往上,還需要各種配套的絕緣樹脂、油浸密封,像是一些頂尖的定製款,價格都輕鬆來到三、四萬。
而這幾個火柴盒大小的,卻僅需四萬塊錢一個?
這哪裡是便宜,這簡直就跟白撿的一樣啊!
更可怕的是,這還只是現在靠五軸工具機一點點硬雕出來的高昂成本。
如果按照林葉所說,未來材料優化、模具或者3列印技術跟上,實現大規模量產……這個成本最終會被極限壓縮到幾千、幾百,甚至幾十塊也說不定呢?
幾十塊錢的五萬伏特固態高壓電源!
聶長明的呼吸徹底急促了起來。
他現在甚至都不去夢想著能看到那什麼空天母艦和離子風推進器了。
僅僅只是眼前這個小玩意兒,一旦全面鋪開,給整個國家的軍工雷達、定向能武器、民用電網、醫療器械帶來的綜合提升和經濟價值……
幾百億?上千億?那都是在侮辱這項技術!
這一瞬間,聶長明的腦海中,不由自主地浮現出了當初在國院參加那幾場專項資金質詢會時的場景。
為了幫林葉申請那七個多億的追加經費,他一個人坐在被質詢席上,面對著財政部和發改委那幾個精打細算的領導。
那些尖銳的問題至今還在耳邊迴響。
「老聶,七個億砸給一個二十歲的年輕人,去搞一個虛無縹緲的科幻發動機?這萬一是個偽科學的無底洞怎麼辦?當年的漢芯事件可別忘了!」
「你知道七個億能幹多少實事嗎?能支持多少項目嗎?你拿這麼多錢去陪一個天才過家家,這責任你擔起嗎?!」
當時,為了保下這筆錢,聶長明甚至拍著桌子立下了「項目黃了我引咎辭職」的軍令狀,而饒是如此,那幾位領導依然還是不情願。
要不是上面有大領導看重林葉,最後發話了,這七億可能想都不用想,絕對拿不到。
而現在……看著眼前這個爆發出驚人數據的測試台。
聶長明忽然覺,那七個億的經費算個屁啊!
他在質詢會上受的那些刁難、挨的那些白眼,又算個什麼東西?!
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在這項足以改變人類電氣文明底層規則的技術面前,所有的質疑、所有的經費,全都變無比渺小,甚至可以說是一文不值!
根本不重要了!
聶長明現在甚至有一種強烈的衝動,他恨不馬上跑回國院,再重新開一場跨部委質詢會。
他要把財政部和發改委那幫卡預算的領導全按在椅子上,把這個小方塊砸在他們臉上,然後指著他們的鼻子大聲炫耀。
看看!都特麼睜大你們的眼睛好好看看!老子花七個億給國家買回來一個什麼樣的未來!!
「呼……」
聶長明閉上眼睛,深深、深深地吸了一大口空氣,強行將那種揚眉吐氣感給壓了下去。
隨後,他極其鄭重地走上前兩步。
然後伸出雙手,一把握住了林葉的手,死死地攥緊。
他的聲音有些沙啞,但卻透著一股前所未有的莊重與敬意:
「林葉,干好!真的干太好了!」
「國家把寶押在你的身上,是這個時代,最英明的決定!」
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