四合院:从斗众禽到军工大佬 第七十三章 电机的难题

当“控制棒驱动机构”这个全新的名词,被写在“一号工位”的黑板上时,刚刚还因为压力容器的成功而欢欣鼓舞的专家们,再一次感到了迎面扑来的一股巨大压力。

“控制棒,是反应堆的‘油门’和‘刹车’。”

赵谦行教授扶了扶眼镜,用他那特有的学者腔调,向众人科普道,“它的作用,是通过在堆芯内的**和提出,来吸收中子,从而精确地控制核裂变反应的速率。而驱动它进行微米级精度运动的机构,就是我们这次要攻克的难题。”

他指着黑板上的一张草图,脸色变得无比凝重。

“根据我们的初步设计,这个驱动机构,必须满足三个极其苛刻的条件。”

“第一绝对可靠。它必须能在反应堆内部那高温高压强辐射的极端环境下,数十年如一日地稳定工作,绝不能出现任何一丝一毫的卡顿或失灵。否则,后果不堪设想。”

“第二绝对精准。它每一次的运动,都必须是微米级的误差不能超过头发丝的百分之一。因为哪怕是零点几毫米的位移,都可能引起堆芯功率的巨大波动。”

“第三也是最难的它必须能在断电等紧急情况下,依靠重力,实现‘自由落体’,瞬间**堆芯,终止所有核反应。这又要求它的传动结构,必须具备可瞬间脱开的离合功能。”

三个“绝对”,如同三座新的大山,压得在场所有专家都喘不过气来。

“要实现这种功能核心就在于驱动它的电机。”

一位来自上海某电机厂的老专家,站了出来他的脸上写满了苦涩与无奈,“这种电机,我们称之为‘特种步进电机’。它要求的不仅仅是简单的转动,而是能将电脉冲信号,精确地转化为固定的步进角度,从而实现微米级的线性位移。这种技术……我们国内,目前完全是空白。”

另一位自动化领域的专家也附和道:“是啊,我们现有的电机技术,还停留在傻大黑粗的异步电动机阶段,连最简单的调速都很难做到,更别提这种需要精密控制的步一进电机了。而且,还要在高温高压强辐射的环境下工作,对电机的绝缘材料轴承润滑系统,都提出了我们目前根本无法达到的要求。”

会议室里,再次陷入了令人窒息的沉默。

刚刚攻克了宏观世界的“力大砖飞”转眼间他们又一头撞上了微观世界的“精雕细琢”。

这种巨大的技术跨度,让所有人都感到了一股深深的无力。

高振邦的目光再一次也是习惯性地,落在了那个始终没有说话的年轻人身上。

他发现,每当项目陷入绝境时,所有人的希望,都会不约而同地寄托在这个年仅二十岁的总工程师身上。

这仿佛已经成了一种惯例。

这一次他还能拿出颠覆性的方案吗?

只见秦洛峰,缓缓地放下了手中的铅笔。

他没有像往常一样走向黑板,而是从桌上拿起了一个小小的东西。

那是一个做工精致的黄铜打火机。

他“啪嗒”一声,打着了火苗,然后又熄灭。

他又“啪嗒”一声,再次打着。

所有人都被他这个莫名其妙的举动搞蒙了。

就在众人困惑不解的目光中,秦洛峰开口了。

“各位专家,我们为什么一定要执着于用‘电机’这种复杂的需要持续供电的东西呢?”

他晃了晃手中的打火机,那清脆的“啪嗒”声,在寂静的会议室里显得格外清晰。

“打火机的火石轮,每一次转动,都会前进一个固定的齿。钟表的秒针,每一次跳动,都会走过一个固定的角度。这些都是最经典,最可靠的步进运动。它们需要复杂的电路吗?需要持续的供电吗?”

他这番话,如同一道闪电,劈开了所有人的思维定势!

是啊!

他们一门心思地钻进了“电机”这个牛角尖,却忽略了在人类几百年的机械文明史中,早已存在着无数种更简单、更可靠的精密步进机构!

“秦总师,您的意思是……”

赵谦行教授的眼睛,猛地亮了起来。

“我的意思是,我们完全可以换一种思路。”

秦洛峰的嘴角,勾起一抹自信的微笑,“我们放弃传统的需要连续旋转的电机。我们改用一种全新的复合式的驱动设计。”

他终于走到了黑板前,一个充满了天才构想的全新方案,在他的笔下,迅速成型。

“第一部分,动力源。我们不需要它持续旋转,我们只需要它能提供一个‘推’或者‘拉’的力。最简单的电磁铁,就能做到。通电,产生磁力,推动衔铁运动一次;断电,磁力消失,衔铁在弹簧的作用下复位。简单可靠而且对电的要求极低。”

“第二部分,也是最核心的部分,传动机构。”

秦洛峰在黑板上,画出了一个类似于钟表擒纵轮的精巧结构,“我称之为‘电磁步进马达+棘轮自锁机构’。”

“电磁铁每动作一次就推动一个带爪的拨杆,让一个精密的棘轮,前进一个齿。这个棘轮,再通过一个齿轮齿条机构,将旋转运动,转化为控制棒的线性运动。每一个齿的距离,就是我们需要的微米级步进精度!”

“而最妙的是这个棘轮,它是单向自锁的。在没有外力推动时,它会被另一个反向的卡爪牢牢锁死,无论多大的震动,都纹丝不动,这就保证了定位的绝对精准和可靠!”

“至于紧急情况下的‘自由落体’,那就更简单了。”

秦洛峰微微一笑,“我们只需要给那个负责锁死的卡爪,也装上一个电磁铁。平时,这个电磁铁是通电的产生磁力,将卡爪死死地吸附住,让它锁紧棘轮。一旦发生断电等紧急情况,电磁铁瞬间失磁,卡爪就会在弹簧的作用下,瞬间弹开与棘轮脱离!整个控制棒传动机构,就会立刻失去所有的约束,在自身的重力作用下,实现完美的自由落落堆!”

一番话,行云流水,一气呵成!

一个将最简单的电磁原理与最经典的钟表机械结构完美结合的天才构想就这么清晰地,展现在了所有人的面前!

整个会议室,先是陷入了长达半分钟的死寂。

紧接着便爆发出了一阵比以往任何一次都要热烈,都要发自内心的雷鸣般的掌声!

“天哪!天哪!我怎么就没想到!电磁铁加棘轮!这……这简直是神来之笔!”

那位上海电机厂的老专家,激动得满脸通红,他冲到黑板前,看着那张图,像是看着一件最完美的艺术品。

“太妙了!实在是太妙了!”

赵谦行教授也由衷地赞叹道,“不仅解决了步进精度和可靠性的问题,还用最简单、最巧妙的方式,解决了‘断电落堆’这个最大的安全难题!秦总师,你的大脑……到底是怎么长的?”

高振邦看着那个在一片赞叹声中,却依旧神色平静的年轻人,心中只剩下了无尽的敬佩与感慨。

他知道,“龙之心”的“心肌”与“神经”,也找到了它最终的也是最完美的设计方案。

然而,就在所有人都为这个天才构想而欢欣鼓舞时,秦洛峰却又提出了一个新的也是同样棘手的问题。

“各位这个设计虽然巧妙,但它对一个关键的材料,提出了极高的要求。”

他的目光,扫过全场,缓缓说道:“驱动拨杆和锁定卡爪的电磁铁,都需要在反应堆内部那数百摄氏度的高温下,保持足够强大的磁性。这意味着,我们需要一种特殊的能在高温下保持强磁性,矫顽力极高的——特种永磁材料。”

“而这种材料,我们目前……同样没有。”