主题：【原创】我见过中国所有顶级的风洞 -- 梦回青城
- 复 高人啊！
家园 我在NASA看到他们当年搞跨音速风洞的问题 在进行风洞跨音速测试时，他们发现测试情况严重偏离了实际状况。在飞机速度接近1马赫时，机身产生的气流冲击风洞墙壁再反射回来，严重干扰机身状态。当差不多跨音速时，整个测试结果基本就被这些乱流所左右了。
怎么办呢？NASA想了很多办法，一是把模型做的很小，但发现这样模拟就没有任何意义了；一个是干脆把风洞墙壁拆了，发现也不管用。最后兰利大师出马，说：我们造个墙壁上有洞的风洞如何？这样，用墙壁空隙约为6％的风洞测试，才找到跨音速状态下最接近实际状态的做法。唯一的问题是，推动这样一个风洞所需的能量大约是普通风洞的4倍。
这么多年过去了，无论是NASA还是我们肯定找到了更佳的方法，但这是NASA唯一愿意公开的内容，我想问题也许还是相似的。
家园 这个有意思 工程上很多的趣事，都是小办法解决大问题。日本的单晶硅，还有中国穿甲弹的逸事，都很有趣。
- 复 这个有意思
家园 可不可以讲一讲？我最喜欢工程史上的逸事了！ 有时候就是一个小技巧，但往往能憋死一个国家。。。我记得以前讲法国拼命想得到制造高质量玻璃的技术，因为当时法国和其他国家造的玻璃里面瑕疵很多，比不上威尼斯造的晶莹剔透的玻璃，结果造成贸易不平衡，法国就和当时的技术先进国家威尼斯打了几仗，仗打赢了，威尼斯人告诉法国人说，这个造高质量玻璃的关键秘诀呢，就是在熔化玻璃时要不停地搅拌。。。啊？
也有说这个故事的主角是俄国人和奥地利人；也可能这个故事本身就是一个笑话。。。但是这样的例子在工程史上还是有类似例子的。。。
那日本单晶硅和中国穿甲弹的逸事是怎么回事？请纳兄务必赐教！
家园 小智慧解决大难题 穿甲弹的故事应该很多人听过，我就简单的说一说。
事情好象是起源于中苏边境的对峙，当时中国的武器没有办法打穿苏军的坦克。前线急需，后方就开始想办法。先是直接使用高硬度高密度的材料做弹头。中国的钨储量丰富，就用钨做的弹头。但是实际测试的时候，这个材料太过坚硬，一打到坦克上就飞走了。研究人员换了很多别的材料，结果都是一样。实在没办法的时候，有人就提出来，硬的不行，来软的，用软的材料包在弹头上再打坦克。这下弹头老实了，直接粘到表面上，然后硬弹芯再穿透装甲。
单晶硅的故事是一个美国老教授给我讲的。在大约60年代的时候，日本还没有索尼这样的电子企业，主要依靠制造业。日本要发展，就必须在新的领域有所创新。当时的政府就看上了电子产业。但是工业生产电子元件的基础材料，大块的单晶体硅，却是谁都做不出来。一个研究所花了几年的时间，就是做不出合格的样品。有时偶尔成功，但是总是不能长成大块。眼看着国外同行进展顺利，从政府到研究人员都急的冒火。
这个研究所有一个习惯，那就是不管有没有进展，第周都要开一个集体会议做报告。现在国内挺多单位也有这样的活动，不知道都是做什么的，呵呵。有一次会议开完，大家都在垂头丧气的时候，一个MM居然拿出来几页报告。这个MM干秘书的，平常也就跑跑腿的角色，对科研是一无所知。大家实在无聊，也就听她说说想法。原来研究所离铁路近，MM每天都是做火车来上班。她发现当单晶硅生长实验在有火车通过前后进行的时候，大家总是很沮丧。而一旦没有火车，就有一些好消息。她手上拿的就是火车时刻表。一堆科研人员大受启发，马上在一个远离城市的郊区建立地下实验室。不久，日本的单晶硅专利诞生，从而有了索尼这样的电子巨人。夸张一点说，这个MM开创了日本在电子领域的多年辉煌。
闲话一句，中国要发展，也必须是在新的产业有所作为。比如这个互联网，做自己的标准；做新的信息产业。光想做代工，再做几十年还是打工的穷光蛋。
- 复 小智慧解决大难题
家园 这个逻辑过程是这样的 火车经过，导致电网谐波，谐波导致单晶硅实验失败。
- 复 小智慧解决大难题
家园 很有意思，这就是所谓“拍脑袋效应”吧，有关穿甲弹和单晶硅 或者说是“踏破铁鞋无觅处，得来全不费功夫”的“境界”吧，搞工程的人对此最有体会了
不过你说的这个穿甲弹的故事，很有意思。。。最后的这个解决办法，好像就是聚能穿甲弹的原理（软的材料在撞击后凹陷变形，结果成了一个能聚集能量的机制）。“聚能穿甲弹”的原理是二战前一名德籍捷克弹药专家发现的，就是说一个（反）锥形装药的弹头由于能量聚焦效应，能比一般弹头更有效的穿透装甲。目前伊拉克反美游击队开始自己搞简易的聚能穿甲路边炸弹（也叫“成型弹药”－ｓｈａｐｅ－ｃｈａｒｇｅｄ ｍｕｎｉｔｉｏｎ），说起来也很简单，就是锯一段大钢管（伊拉克产石油，我想各种管线肯定不少），焊死一头，中间填上炸药，另一头扣上个凹底的“脸盆”，把“脸盆”的那一端对准目标，就成了一个威力巨大的路边穿甲弹，据说目前世界上没有什么装甲能抵得住这家伙的一轰，连美军主战坦克Ｍ１Ａ１也不在话下。。。呵呵，有时候工程上的小办法，真是威力无比阿
不过现在美国又搞出了一种如你说的我们军工最初的思路的那种穿甲弹，不过用了火箭加速的办法，所以在一定距离内是目标越远穿甲效果越好
单晶硅的那个故事，大概是由于当时对晶体生长的原理还不甚了了的时候吧？和那个造玻璃的故事有异曲同工之妙
不知现在我们中国的单晶硅生长技术怎么样？原来听说上海的硅酸盐研究所很厉害，他们能长出世界上质量最好的某种晶体，专供欧洲核子研究中心的粒子对撞机使用（用在收集粒子踪迹的晶体传感器上）；照理说也能作出最好的单晶硅吧？
但是我也知道能长出工业级供芯片ｆａｂ用的直径达３００ｍｍ的单晶硅的实验室／工厂世界上没几家，好像德国有一家？美日的肯定也有
家园 Infineon? 德国最大的半导体公司，前西门子的半导体部门
家园 IED版的自锻破片成型弹药 前不久下了个国家地理频道的“伊拉克危险地带”看，里面的承包商汽车就有中了这个的好惨！以前德国红军派曾经用过一种路边炸弹行刺某银行行长（碟子看了很久记错勿怪），本来单纯的炸弹是不会成功的，结果阴差阳错装炸药的背包上不巧有一个铜牌，爆炸时铜片变成了自锻破片成型战斗部，很意外的击穿了防弹奔驰也阴差阳错的单单击中目标人物一个人。
单晶硅的应用最早是德州仪器发展起来的，拉制单晶的CZ法和FZ法理论都是以物理学家的名字命名的，日本单晶硅最早也是德州仪器传道的结果，我国是师从前苏联。我很不幸拉过一段时间硅单晶，其实学问一大半不在操作者身上，设备的sensor探测点设置、自动补偿、热场的温度模型水才深得很！日本单晶硅业发展如果碰到过什么瓶颈，那也不是长晶操作而是在设备研发上。
家园 建议把你的这些回复总结补充一下，另发一个主题。很有意思 家园 这IT的水越往下走越深阿 相比之下还是造炸弹简单点
是不是每种材料的晶体拉制或生长都是各成体系？我很想知道我们的上海硅酸盐研究所的水平到底怎样。
另外航空发动机里涡轮风扇式喷气发动机的压缩机的叶片用的是金属单晶（不知为什么一定要用金属的），可能制造这种发动机最费工夫的就是生长（或拉制）这种单晶了
到了半导体业的底层，就真的没几家了，所有的设备都是可以卡你的脖子的东西，什么Ｘ射线蚀刻机，直线步进电机．．．
家园 不同的半导体材料晶体生长难度确实不一样 最早的锗可以不考虑杂质和晶向，刀子切一块就好用。硅用得广泛一方面因为它容易提纯原料储量也丰富，地球上最纯的东西就是高纯硅了，6个9是很普通的，当然也不是那么简单，我国高纯多晶硅产量就一直很低近几年主要靠进口，所以现在四川乐山上那么些多晶硅项目也是有根据的。现在硅片用得多还有一个就是历史原因了，早期是一个饭碗那么大的坩埚长一根指头粗细的硅棒，半天功夫就结束，原料基本不剩，坩埚可以重复利用。结果后来需求量几何级增长，坩埚就变成脸盆大小，硅棒也变成了3"4"然后难度也上了台阶，掺杂元素、晶向的保持都是两三句话说不清的难题，最惨的是因为残料的关系每个坩埚最后都会破，一个就是1000多人刀啊，这种个头的坩埚呢国内到也有做，也便宜不过就是品质确实不好什么气泡毛刺杂质啥的，我一般指定在长太阳能晶棒时才用它（早期的太阳能电池板还用的是多晶硅，用单晶硅之后对纯度要求也不算高）。再往上要上了8"->12"的晶棒那个坩埚就得有洗澡盆那么大了，包括长晶设备国内我们是见不到的。单晶硅硅棒生长难度比较高，可是操作上一个作业员培训个把月就可以很熟练。另外用得多的是砷化镓它比单晶硅适用于高频元件，这个的难度不在于生长，在于取得高纯的原料，大家应该都知道我们的返回式卫星一般都会带一个晶体炉，这个是用区融重结晶的方法获得纯度最高的晶种，有了高纯度的晶种就可以用结晶的方法获得高纯度的晶体。另外的一些晶体我以前有跳槽过来生长过石榴石等宝石的手下，生长的过程很简单，也是晶体的纯度难保证，论生长过程的困难还是单晶硅最大，砷化镓内的杂质颗粒据说是不会影响晶向排列变化的。
看到有朋友把我这个文收藏了，赶紧进来打补丁。我前面说到的都是硅棒硅棒，可是这个硅单晶要是按照晶格方向自由生长它可就不是棒了而是像水晶矿那样一簇簇的，有棱有角的既浪费原料也不方便加工。所以拉硅单晶的麻烦起因就是破坏了晶体有规律的生长可是又要保证晶向的稳定，晶体小时条件好控制晶体直径一大发生变异的可能也就增大，无论是液体的流动还是温度的变化都容易打破平衡。今后如果砷化镓也要上12"晶体难度可就不低了。
发动机叶片那个只能说是晶向一致性好，金属都是多晶的
关键词(Tags): #单晶硅(当生)，
家园 门罗效应是瑞士人偶然发现的，被英国人应用的 老式硬质穿甲弹前头要有风帽被帽是190几年就有的，用在舰炮上……
当时的4英寸口径的破甲蛋通杀所有主战坦克，本朝的问题是高档聚能罩材料不过关，就搞了一批黄金的……后来就引进了以色列的105坦克炮和系列弹药
单晶硅我不懂，这个穿甲弹的故事和现实实在差的太远……