为什么都能上天的火箭，固体燃料还要手动雕刻？一不小心人没了

航空航天相关的技术一般都直接跟高精尖三个字挂钩。火箭固体发动机的火药制作当然也应该配备顶尖的制作工艺，可事实却是，这种火药的雕刻塑性还在用最原始的手工雕刻，火药还需要雕刻，而且还是人工雕刻，看来，航空航天技术也没有那么高精尖嘛。

如果有这样的想法，说明你对固体发动机火药还不够了解。固体发动机火药的人工雕刻，其实就是发动机固体燃料的微整形，固体火箭发动机跟液体火箭发动机燃料成分很不一样。顾名思义，液体火箭发动机的燃烧剂和氧化剂都是液体形态，所以没有塑性方面的需要，但是它的储存条件决定了它不能常驻在火箭发动机中，而一旦需要紧急发射火箭，光是加注这种液态燃料都需要几十分钟，固体火箭发动机燃料则方便储存，可以随时拿出来发射。

在战略反击方面有很大的意义，但是固体燃料的形状并不像大家想象的那样，只是一根圆棒。它的燃烧参数都是靠燃料截面形状去控制的。有着星形，雪花晶体形等复杂的几何形状，截面形状不同，燃烧的时间快慢、瞬间推力都是不一样的。

所以火箭想要打得精准，必须经过精密的测算设计和制作。要制作固体火箭发动机燃料，首先要把一个带有内芯的模具，吊装进浇柱地坑当中，再将已经混合好的浆状燃料倒入模具当中。这个程序有点像蛋糕店，把面粉、巧克力粉、砂糖、奶油混合后再倒进蛋糕模具的样子。

不过固体燃料的浆状物搅拌不能像做蛋糕那样随意搅拌，浇柱完成后要静置一段时间，让浆状物形成挤压，将浇柱过程中带进的空气挤出去，药柱浇柱完成，静置排气后，要进入到低温烘烤使其固化，温度太高，容易引起药柱自燃，并且烘烤温度太高，会让药柱内外固化不均匀，产生细微的拉裂裂纹，必须要在50度的低温才能让药柱内外受热均匀，在同一时间固化。

然而浇柱

这个工艺本身就具有一定的缺陷，依赖自流平性，最终的浇柱面，无论是形貌还是尺寸，都不可能控制的非常精准，所以药柱在烘烤和脱内芯后，远达不到精确的设计尺寸要求，会产生类似金属铸造那样的毛刺，并且药柱固过程中还会产生一定的收缩。而固体燃料要求的一体化程度非常高，不允许再次进行补充浇柱。

所以药柱在经过烧柱和烘烤后，最好还要有余量，不能完全按照设计的尺寸去铸造。比如说药柱直径是2米，铸造后毛坯可能就是2.01米，多的这个0.01米就是余量，等推进剂固化成型后再解决多余部分和残留的毛刺。

这跟金属铸造的毛坯件需要精加工一样，只是火箭推进剂的要求更高，要使用超声波探伤仪和放大镜，对药柱的每一平方毫米进行仔细检查，不能放过任何一道细微的裂纹，一个细小的气泡，否则极可能导致火箭发射时由于发动机燃料不均匀而发射失败，然而给火箭推进剂修型并没有说起来这样轻松写意，雕刻加工的难度非常大，属于无法修复的不可逆过程，一刀切下去，稍有不慎就会造成过深的划痕，这样整个药柱就算彻底报废了。

更加危险的是，它的化学分子结构异常活跃，整形操作时，操作人员就像躺在炸药包上。一旦刀具不小心碰到壳体或摩擦力过大，发生静电放电，就会瞬间引起燃烧甚至爆炸。一个火柴盒大小体积的燃料燃烧就能产生上千摄氏度的高温，还没有任何方法可以灭火，产生的气体通常也有一定毒性和腐蚀性。

那么假如重达几十上百吨的燃料柱被点燃，兴许整个厂房都保不住，还会造成巨大的人员伤亡。被誉为“雕刻火药的大国工匠”的国家高级技师徐立平就曾有一名工友在雕刻火药时，因为刀具碰撞到火箭金属外壳产生火花，导致燃料燃烧，当场牺牲。

既然人工操作这么危险，全机械操作可不可以呢？很遗憾，国内卖的火箭推进剂加工基本都离不开人工，首先就是固体火箭发动机的药柱不是干硬状的，它要在配方当中加入一些弹性剂，目的就是防止在自然环境下干裂。

既然有弹性，就会有韧性，想要去除它多余的部分，除去危险性的考虑，在人看来，这是一个不太难的动作，但是让机器来做非常非常难，操作时师自己做出判断和操作的经验和技术，翻译给机器就是多次的识别、测量、匹配和分析开发这样一套系统的成本要远远高于一个熟练的技工。要是这样一套系统可以重复多次使用也就8罢了，但是不同尺寸的火箭推进器都属于小批量或单件生产。

就像中国2018年1 整年就只发射了34枚火箭。虽然这34枚火箭中国成为了2018年火箭发射最多的国家，但是还是远远不足以为此专门设立一条生产线，更何况这其中也不全是固体火箭发动机，小批量定制专用加工设备，成本实在太高了，而且凡是电器设备都会产生静电，固体燃料恰恰对静电摩擦火花都非常敏感，所以必须要高级技师手工修形才行。

从NASA火箭固体燃料修整来看，他们也是靠人用特殊工具进行修整的。虽然火药雕刻师这么重要，但是他仍然是一个不折不扣的小众冷门职业。虽然工作总量小，但是对于技术要求极高，高危型职业，整个中国不超过20个从业人员，他们以精湛的技艺，工作在少为人知的工业生产的第一线，帮助一代代的大国重器腾空而起，为保卫我国的国家安全和战略利益做出了突出贡献。

前面提到的徐立平就是其中不得不提的杰出代表之一。0.5毫米是火药药柱的药面精度所允许的最大误差。而徐立平雕刻的精度却可以控制零点二毫米以内，毫厘不差一刀到位的绝技令人叹为观止。可是为了练就这身本领，徐立平也付出了常人难以承受的巨大努力和代价。

从1987年参加工作以来，徐立平夜以继日的苦练刀工和手感，光是用坏的刀具就超过38 把，有时候还需要把整个身体都钻进火药药柱里面进行作业及其风险性是不言而喻的，一旦出现，哪怕是一点点细微的火光，威力强大的火药瞬间就可以把人烧成灰烬，连逃命的机会都没有。

由于保持固定的姿势，长期在封闭空间雕刻火药，近距离的接触有毒性的火药。徐立平患有严重的职业病后遗症，身体出现畸形，头发也脱落大半，但是依然无怨无悔。坚守岗位将近30年，并带出了一批技术精湛的徒弟，让我国的火药雕刻事业后继有人，但是从事这个职业的工作人员长期命悬一线，显然不是一个正确的选择。所以，我国正在加紧研究以3D打印精确制造技术为基础的自动化药柱加工工艺。雕刻师这个职业有望在不久的将来真正成为历史。至少在固体火箭推进剂的制作中，不会再有人必须要在国家和姓名之间做出抉择了。