第七十二章 :5000噸的巨艦設計
將手頭上的工作安排好後，蘇步青呼喊了一下助理，讓其將文件送到學校教務處那邊去。
隨即，他摘下眼鏡擦了擦上面的污漬，小憩了一會後拿起了桌上的一本俄語教材，看了起來。
1953年，剛建國沒多久的他們就和太平洋對岸的那個大國在東邊的戰場上打得熱火朝天。
這會兒國內和西方學術界基本處於脫鉤的狀態，他們能獲取到的大部分前沿學術知識和期刊基本都來源於北方的老大哥。
因此，俄語也因此成了國內搞學術的必備工具。
就像二十年前他在小島國留學時，日語也是必備工具一樣。
對於蘇步青來說，學一門外語的難度並不是很大。
當初他前往小島國的時候，僅用了不到兩個月的時間就將日語學得很好了。
不過相對比日語來說，俄語是另一套體系，且難度相對較高不少。
而且斯拉夫語的語法結構和漢語完全不同，動詞變位、名詞變格、體的概念，每一樣都要從頭學。
再加上他已經五十出頭了，記憶力不比年輕時，只能一個單詞一個單詞地背誦。
但他沒有別的選擇，北方老大哥的數學這幾年發展很快，在微分幾何和偏微分方程方向出了不少好成果。
如果他看不懂俄語，就等於自斷一臂。
翻開教材，蘇步青對著上面的單詞短語一個一個往下背，讀到一半的時候，辦公室的門被敲響了。
「進來。」
推門進來的是一個穿著灰布中山裝的中年男子，手裡拿著一捲圖紙。
看到來人，蘇步青放下手中的俄語教材，點點頭打了個招呼：「陳總工。」
走進來的是江南造船廠的總工程師陳祥福，算是他的熟人了。
一是去年院系調整後不久，陳祥福就來找過他，諮詢過船體外板成型的一些幾何問題。
那次聊完之後，兩人保持了斷斷續續的聯繫。
二是復旦大學本身就和江南造船廠保持著合作和聯繫。
「蘇教授，實在是不好意思又來打擾你了。」
陳祥福走進來，寒暄了一句後將手中的圖紙放到了木桌上。
「蘇教授，我們在造一條新船，排水量五千噸的貨輪，國家急需，但船體外板的曲面放樣遇到了困難。」
「老大哥那邊現在不給我們完整的圖紙了，我們自己測繪、自己設計，但放樣這道工序卡住了。」
「如果放不准，整個船體外板就拼不上。上面給我們的期限是明年年底前下水，現在已經十月了。」
聞言，蘇步青從桌上拿起了圖紙，看了一眼。
這是一張船體橫剖面的型線圖，十幾條曲線標註著不同的水線和縱剖線。
每條曲線都是用木樣條在放樣間地板上手工繪製的，看起來平滑，船體橫剖面輪廓線也畫得很精細。
毫無疑問，這是江南造船廠最好的放樣工一筆一筆描出來的。
但再好的手工放樣也只能畫設計圖，無法做到將它們精確地轉化為數學表達式然後控制設備切割鋼板。
而這就是船體外板的曲面放樣的核心難點。
如何將一塊無法展平的雙曲度鋼板，精確且高效地轉化為可供加工的平面樣板，並最終成形。
這不僅是一道幾何數學問題，更是貫穿設計、數學計算到加工製造的綜合性工程難題。
一方面，國內對於解決這個難題目前沒有足夠先進的數學工具。
因為船體外板多為複雜的雙曲度曲面，如帆形、鞍形板等等，其高斯曲率在數學不為零。
這就意味著這意味著它無法像圓柱面那樣無損地攤平。
傳統的NURBS等數學工具在擬合船體曲面時，存在拓撲適配性差、控制點冗餘、多面片拼接易產生接縫等各種各樣的問題。
這些數學展開方法計算都只能是近似，不可避免地產生誤差。
而如果曲線擬合參數不當，還可能導致曲面在放樣時出現不連續的突變。
如果要解決這些問題，最好的方法就是使用幾何展開方法和曲面數學描述等等工具。
然而這些數學方法，目前國內並沒有掌握。
太平洋對岸的米國和西方陣營就不用多說了，如今正和他們打的火熱。
像涉及造船業、國防工業、飛彈製造這類核心產業的相關技術和科研理論都是嚴禁對他們出口的。
這其中，自然就包括了前沿領域的各種數學工具。
而北方的老大哥雖然現在在關係上親密，今年還展開了和他們的全面合作，援助了他們一百多個基礎工業項目。
但在原子能等尖端科技和前沿科學理論領域，北方的老大哥和老米一樣，對他們一直都是高度戒備、嚴格管控，從未開放過。
對於現在的華國來說，要想手工設計製造出一條五千噸的大船，只能依賴手工放樣。
也就是放樣工在巨大的放樣間地板上，用木板條和鉛錘按設計圖紙把船體曲線的實際尺寸放出來，作為後續加工和裝配的依據。
二十年前在小島國留學的時候，蘇步青曾參觀過造船廠，見過那種巨大的放樣間。
幾十米長的地板上鋪著平整的木板，放樣工彎腰蹲在地上，用長木條和鉛錘一點一點地畫出曲線。
一個熟練的放樣工需要十年才能培養出來。
先不提國內有沒有這樣的人才，就是有，手工放樣技術現在也已經嚴重落後於世界主流了。
無論是北方的老大哥還是太平洋對岸的老米，其造船放樣技術早就升級成了比例放樣技術。
甚至聽說太平洋對岸的老米如今正在研究更先進的數學放樣技術。
也就是直接通過數學工具生成精確數據，然後將其輸入到數控切割機等設備中，通過計算機進行精確控制。
但這種先進的造船技術，對於目前的華國來說，也只是想想而已。
無論是數學放樣的對應數學工具，還是先進的計算機設備和數控切割機，他們現在都沒有。
能夠手工放樣造出屬於自己的船隻，已經是很不錯的技術了。
只是和老米、老大哥相比，這種技術已經很落後了，製造幾百噸到上千噸的小船還可以。
但如果是升級成五千噸乃至上萬噸的巨艦，那就遠不夠使用了。
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隨即，他摘下眼鏡擦了擦上面的污漬，小憩了一會後拿起了桌上的一本俄語教材，看了起來。
1953年，剛建國沒多久的他們就和太平洋對岸的那個大國在東邊的戰場上打得熱火朝天。
這會兒國內和西方學術界基本處於脫鉤的狀態，他們能獲取到的大部分前沿學術知識和期刊基本都來源於北方的老大哥。
因此，俄語也因此成了國內搞學術的必備工具。
就像二十年前他在小島國留學時，日語也是必備工具一樣。
對於蘇步青來說，學一門外語的難度並不是很大。
當初他前往小島國的時候，僅用了不到兩個月的時間就將日語學得很好了。
不過相對比日語來說，俄語是另一套體系，且難度相對較高不少。
而且斯拉夫語的語法結構和漢語完全不同，動詞變位、名詞變格、體的概念，每一樣都要從頭學。
再加上他已經五十出頭了，記憶力不比年輕時，只能一個單詞一個單詞地背誦。
但他沒有別的選擇，北方老大哥的數學這幾年發展很快，在微分幾何和偏微分方程方向出了不少好成果。
如果他看不懂俄語，就等於自斷一臂。
翻開教材，蘇步青對著上面的單詞短語一個一個往下背，讀到一半的時候，辦公室的門被敲響了。
「進來。」
推門進來的是一個穿著灰布中山裝的中年男子，手裡拿著一捲圖紙。
看到來人，蘇步青放下手中的俄語教材，點點頭打了個招呼：「陳總工。」
走進來的是江南造船廠的總工程師陳祥福，算是他的熟人了。
一是去年院系調整後不久，陳祥福就來找過他，諮詢過船體外板成型的一些幾何問題。
那次聊完之後，兩人保持了斷斷續續的聯繫。
二是復旦大學本身就和江南造船廠保持著合作和聯繫。
「蘇教授，實在是不好意思又來打擾你了。」
陳祥福走進來，寒暄了一句後將手中的圖紙放到了木桌上。
「蘇教授，我們在造一條新船，排水量五千噸的貨輪，國家急需，但船體外板的曲面放樣遇到了困難。」
「老大哥那邊現在不給我們完整的圖紙了，我們自己測繪、自己設計，但放樣這道工序卡住了。」
「如果放不准，整個船體外板就拼不上。上面給我們的期限是明年年底前下水，現在已經十月了。」
聞言，蘇步青從桌上拿起了圖紙，看了一眼。
這是一張船體橫剖面的型線圖，十幾條曲線標註著不同的水線和縱剖線。
每條曲線都是用木樣條在放樣間地板上手工繪製的，看起來平滑，船體橫剖面輪廓線也畫得很精細。
毫無疑問，這是江南造船廠最好的放樣工一筆一筆描出來的。
但再好的手工放樣也只能畫設計圖，無法做到將它們精確地轉化為數學表達式然後控制設備切割鋼板。
而這就是船體外板的曲面放樣的核心難點。
如何將一塊無法展平的雙曲度鋼板，精確且高效地轉化為可供加工的平面樣板，並最終成形。
這不僅是一道幾何數學問題，更是貫穿設計、數學計算到加工製造的綜合性工程難題。
一方面，國內對於解決這個難題目前沒有足夠先進的數學工具。
因為船體外板多為複雜的雙曲度曲面，如帆形、鞍形板等等，其高斯曲率在數學不為零。
這就意味著這意味著它無法像圓柱面那樣無損地攤平。
傳統的NURBS等數學工具在擬合船體曲面時，存在拓撲適配性差、控制點冗餘、多面片拼接易產生接縫等各種各樣的問題。
這些數學展開方法計算都只能是近似，不可避免地產生誤差。
而如果曲線擬合參數不當，還可能導致曲面在放樣時出現不連續的突變。
如果要解決這些問題，最好的方法就是使用幾何展開方法和曲面數學描述等等工具。
然而這些數學方法，目前國內並沒有掌握。
太平洋對岸的米國和西方陣營就不用多說了，如今正和他們打的火熱。
像涉及造船業、國防工業、飛彈製造這類核心產業的相關技術和科研理論都是嚴禁對他們出口的。
這其中，自然就包括了前沿領域的各種數學工具。
而北方的老大哥雖然現在在關係上親密，今年還展開了和他們的全面合作，援助了他們一百多個基礎工業項目。
但在原子能等尖端科技和前沿科學理論領域，北方的老大哥和老米一樣，對他們一直都是高度戒備、嚴格管控，從未開放過。
對於現在的華國來說，要想手工設計製造出一條五千噸的大船，只能依賴手工放樣。
也就是放樣工在巨大的放樣間地板上，用木板條和鉛錘按設計圖紙把船體曲線的實際尺寸放出來，作為後續加工和裝配的依據。
二十年前在小島國留學的時候，蘇步青曾參觀過造船廠，見過那種巨大的放樣間。
幾十米長的地板上鋪著平整的木板，放樣工彎腰蹲在地上，用長木條和鉛錘一點一點地畫出曲線。
一個熟練的放樣工需要十年才能培養出來。
先不提國內有沒有這樣的人才，就是有，手工放樣技術現在也已經嚴重落後於世界主流了。
無論是北方的老大哥還是太平洋對岸的老米，其造船放樣技術早就升級成了比例放樣技術。
甚至聽說太平洋對岸的老米如今正在研究更先進的數學放樣技術。
也就是直接通過數學工具生成精確數據，然後將其輸入到數控切割機等設備中，通過計算機進行精確控制。
但這種先進的造船技術，對於目前的華國來說，也只是想想而已。
無論是數學放樣的對應數學工具，還是先進的計算機設備和數控切割機，他們現在都沒有。
能夠手工放樣造出屬於自己的船隻，已經是很不錯的技術了。
只是和老米、老大哥相比，這種技術已經很落後了，製造幾百噸到上千噸的小船還可以。
但如果是升級成五千噸乃至上萬噸的巨艦，那就遠不夠使用了。
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