美国还有六大独步世界的领先技术(美国高科技产品)

美国高科技产品(美国还有六大独步世界的领先技术)

一、航空器制造技术

美国是全球航空器及飞机制造的领先强国。享誉世界的莱特兄弟是全球航空的先驱,他们开创了动力飞机的新时代,而且也成为美国人的动力飞行的时代;美国航空产业起到有推波助澜作用的还有寇蒂斯,他是一位十分有冒险精神和体育精神的航空先驱(格伦·哈蒙德·寇蒂斯 Glenn Hammond Curtis,1878年5月21日~1930年7月23日,是美国航空先驱、飞行家、著名飞机设计师。生于美国纽约州海蒙德斯港。年轻时从事制造自行车和摩托车。),这位航空大师在创建寇蒂斯飞机公司之前就不断的驾驶自己研发的各种飞机,在全美国进行航空飞行表演,一度激发了全美国社会对于航空的热情。另一方面让更多的普通人认识和了解飞机,同时也吸引了很多人投身于航空产业,其中一位被寇蒂斯的表演所吸引的后辈年轻人应数——威廉-波音,他日后成为了大名鼎鼎波音公司的创始人。

寇蒂斯为代表的美国第一代航空先驱,通过他的努力,激发了全社会对于航空产业的热情。历经一百年发展,航空这一产业几乎融入到美国家庭生活,甚至成为了一种常见的必需品。

比如,根据不完全统计,美国曾经拥有60万名飞行员,其中16万为通航固定翼飞机私照,20万为运动类飞行执照,2万名面向16-18岁未成年人颁发的学生飞行驾照;

美国曾经拥有2万多个通航小机场,通航飞行是一种200-800km的主流出行方式;美国曾经拥有民间私人飞机的保有量达到20万架。

美国民用航空体系十分发达,无疑得益于美国良好的航空运动氛围和较高的教育水平。美国民间拥有非常多的飞行爱好者,尽管大都是轻型机或者运动机型,但拥有十分雄厚的基础。特别是急需之时,这一部分飞行人员,往往极有可能成为航空领域的后备人才。岂不知,在军航及民航,培养熟练飞行员往往是一件耗时费力的事情。

美国拥有较为宽松的航空管理政策,美国的低空航线相对容易申请,所以私人航空十分普遍;甚至在地广人稀阿拉斯加地区,还可以简单地与塔台对话,并且获取许可后,直接在附近空旷地带起飞。在这里,小型私人飞机与私家车一样的普遍。

据美国联邦航空管理局(FAA)之前的统计数据,早在2017年,美国拥有民用航空飞行员执照的达609306人,如果将商业执照、民用航空公司定期航班飞行员执照、飞行学员执照等除外的话,拥有固定翼飞机私人飞行执照的人数达162455人,假如加上运动休闲飞行执照、旋翼机和滑翔机飞行执照的话,则超过20万人(201199人),也可以说,每六千个美国人里面,就有一个人拥有飞行执照。

航空工业被美国视为十分重要的国家支柱产业,全产业链配套完整性非常高,几乎可以不用海外购买就可以研发一款高性能飞机。因此,美国完善的高级别产业配套是航空工业最为核心的竞争力,美国在飞机产业链方面做得十分到位。美国的航空工业产品已在全球各自领域拥有垄断地位或标杆地位;

比如在民用飞机方面,通航飞机美国拥有的塞斯纳和湾流两家世界级公司;在支线客机领域,美国波音已正式收购巴西航空工业公司,从而拥有ERJ系列客机;经百年发展,美国航空工业配套完整度相当之高,但凡是涉及飞机研发、制造、试飞等各个环节所涉及到的服务、设备和部件在美国内都能够获得,且大部分已是货架产品,直接选用即可,只有极少数需要重新研发。更况且这些现有的配套产品个个都是全球航空工业领域顶尖级别的,比如美国的航空发动机,涡喷发动机、涡扇发动机、涡轴发动机、涡桨发动机,美国闻名遐迩的普惠和通用公司两家,就完全可以拿出一系列、各式型号供飞机制造商选用,在航电系统方面,由美国的霍尼韦尔、联合技术,武器系统有雷神公司,其他更不必多说。

美国拥有全球最著名的军工飞机三大制造商:

1、洛克希德—马丁公司:洛克希德公司(LockheedCorporation)创建于1912年,是美国一家全球首屈一指的航空航天公司,1995年同马丁·玛丽埃塔合并成为洛克希德·马丁。在第二次世界大战爆发初期,洛克希德成功设计了著名的P-38闪电型战斗机,这是一款双发动机加上双尾椼机身结构的高速拦截机,在战场上的用途包括对地攻击,轰炸机护航以及夺取空优等。最有名的实战就是击落山本五十六的任务。第二次世界大战期间,洛克希德公司共生产了19278架飞机,曾经占二战期间美国飞机制造总量的6%。

洛克希德·马丁旗下有着非常多且传奇的飞机,其中包括:F-16战机,F-22隐形战机,F-35隐形战机,F-117隐形战机,P-3反潜机,S-3巡逻机,U-2侦察机,C-5运输机,C-130运输机,C-141运输机,“海军陆战队一号”总统直升机。

2、波音公司:波音公司(TheBoeingCompany)是美国闻名遐迩的飞机制造的公司,总部设于伊利诺伊州芝加哥,在航空业上拥有非常高的市场占有率。波音公司一直是全球航空航天业的领袖公司,也是世界上最大的民用和军用飞机制造商。波音公司成立于1916年7月1日,由威廉·爱德华·波音创建,并于1917年改名波音公司。建立初期以生产军用飞机为主,并涉足民用运输机。1997年7月25日,美国波音公司和麦道公司股东批准合并。与麦道公司完成合并后的波音公司已经成为世界上航空航天领域规模最大的公司。波音公司由四个主要的业务集团组成:波音民用飞机集团(主要生产民用运输机)、波音综合国防系统集团(主要生产军用飞机、导弹以及运载火箭等产品)、波音金融公司(提供资产融资和租赁服务)、波音联接公司(为飞机提供空中双向互联网及电视服务)

波音的产品还包括:B-1轰炸机,B-52轰炸机,P-8反潜机,E-3预警机,E-737预警机,E-4指挥机,E-6指挥机,C-17运输机,C-40运输机,KC-10加油机,KC-135加油机,KC-767加油机,YAL-1机载激光器,“空军一号”总统机,C-32要员机,X-45无人战机,F-15战机,F/A-18战机,AV-8攻击机,T-45教练机,AH-64武装直升机,CH-46运输直升机,CH-47运输直升机,V-22偏悬翼机
3.诺思罗普-格鲁门公司:B-2隐形轰炸机,E-2预警机,E-8预警机,E-10预警机,EA-6电子战机,KC-30加油机,X-47无人战机,“全球鹰”无人机,“火力侦察兵”无人直升机。

3、诺思罗普-格鲁门公司:诺斯罗普.格鲁曼在全球防务商排行第三位,也是全球最大的雷达与军舰制造商。公司总部位于加利福尼亚州圣地亚哥,在全球100多个地区拥有工厂或办事机构和125400名职工,年收入曾经达307亿美元。 诺斯罗普.格鲁曼下设8个业务部:电子系统,集成系统,使命系统,造船系统,纽斯波特船厂,信息技术部,空间技术部,技术服务部。

主要产品包括:B-2隐形轰炸机,E-2预警机,E-8预警机,E-10预警机,EA-6电子战机,KC-30加油机,X-47无人战机,“全球鹰”无人机,“火力侦察兵”无人直升机。

事实上,诺思罗普-格鲁门公司和洛克希德·马丁公司都是美国著名的军火巨头,从成立以来就一直相互竞争,他们通过不断的收购其它防务公司以扩张自己的实力,并且形成三足鼎立的局面。诺思罗普-格鲁门公司的装备更加亮眼,其中已退役的比如F14“雄猫”舰载机、B-2隐身战略轰炸机、E-2“鹰眼”预警机系列、“朱姆沃尔特”级驱逐舰、尼米兹级核动力航空母舰、弗吉尼亚级核潜艇、“全球鹰”无人机等,因此,诺思罗普-格鲁门公司被称为“海空武器之王”。

诺思罗普-格鲁门公司往往涉及很多机密性的装备,大都是国之重器,美通常不会出口。

二、计算机存储设备技术

美国是世界上计算机制造的发源地。早在1946年2月,在美国宾夕法尼亚大学诞生了世界上第一台计算机ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Computer)。这台计算机由电子管组成,每秒可进行5000次的加法运算,采用了全球著名的数学家冯·诺依曼(Von.Neumann,美籍匈牙利人) 的存储程序的设计思想, 就是采用二进制计算、存储程序并在程序控制下自动执行的思想。后来,这种模式的计算机被称为冯 · 诺依曼机。事实上,计算机发展至今, 一直沿用存储程序的思想,成为计算机科学发展史上的一个重要里程碑,它奠定了计算机发展的科学基础。

美国拥有享誉世界的计算机类公司。比如著名的英特尔,是美国一家以研制CPU为主的公司,是全球最大的个人计算机零件和CPU制造商,它成立于1968年,具有52年产品创新和市场领导的历史。

1971年,英特尔推出了全球第一个微处理器。微处理器所带来的计算机和互联网革命,改变了整个世界。

比如美国戴尔(DELL)公司,其总部设在德克萨斯州奥斯汀(Austin)的戴尔公司于1984年由迈克尔•戴尔创立。作为全球领先的IT产品及服务提供商戴尔公司。受益于独特的直接经营模式,戴尔之前曾经在全球的产品销量高于任一家计算机厂商。

再比如美国惠普(Hewlett-Packard,HP)公司,始于1939年,总部位于加州硅谷Palo Alto市,2002年与康柏公司合并,是全球仅次于IBM的计算机及办公设备制造商。2004年《财富》杂志美国500强企业排名第11位。

全球著名的苹果公司(Apple Inc.),是美国的一家高科技公司,2007年由苹果电脑公司(Apple Computer, Inc.)更名而来,2012年8月21日,苹果成为世界市值第一的上市公司。

科技是第一生产力,计算机在其中的重要性首当其冲。全球公认的三个顶级工业强国分别是:美国、德国和日本。实际上,无论按照什么方式排名,美国一直都是全球头号超级工业强国,尤其执世界科技之牛耳。美国的工业几乎全部是高端制造业和高科技产业,特别是掌握着全球超过一半的航空、医疗、飞机、汽车、军工、化工、生物、计算机等众多领域的制造和技术。其中最具代表公司有:通用、波音、英特尔、苹果等。

美国的国家科技实力十分雄厚且占在许多方面占据绝对优势,尤其在世界主要27个工业科技大项中,美国就曾经有21项是世界第一。可见其实力是非常强的,值得一提的是,美国在大学和科技以及信息化和智能化领域同样是遥遥领先。美国的科技历来一直以强大著称于世,比如人类历史上很多重要的发明,包括白炽灯、轧棉机、通用零件、生产线等都是源自美国,特别是在冷战期间实行阿波罗登月计划且首次登上了月球。目前,美国在火箭技术、武器研究、材料科学、医学、生物工程、计算机等许多领域都处于世界领先地位。

美国曾经公布了5亿美元的超算计划:美国能源部属下的阿贡国家实验室将与全球最大的芯片供应商英特尔、超级计算机制造商克雷科技合作,打造美国首台每秒一百亿亿次浮点运算的超级计算机,预计将于2021年交付。另外,欧盟也宣布将投资11.4亿美元用于开发超级计算机。事实上,早在2017年,美国国家安全局和能源部就曾共同提交的一份研究报告,其中指出并估算了中国当时最新的超级计算机“太湖之光”的性能后,美国可能在超算领域已经失去了全球领先地位。

虽然如此,美国在计算机领域依然拥有十分强大的实力及水平,比如在全球十大超级计算机中,美国仍然占据4家。其中十大超级计算机如下:

No.1 Fugaku:日本富岳,当前系统处理器个数已经由7299072个升级到了7630848个,Rmax由415530升级到了442010 TFlop/s。Fugaku超算原来被称为“Post K”,是曾经的世界第一K computer产品的第四代,采用ARM架构的富士通A64FX处理器。

No.2 Summit:美国 制造商:IBM。处理器核芯:2414592个;峰值(Rmax):148600 TFlop/s。顶点Summit是IBM和美国能源部橡树岭国家实验室(ORNL)推出的新超级计算机,Summit 要比神威·太湖之光快 60%,比同在橡树岭实验室的 Titan——前美国超算记录保持者要快接近 8 倍。而在其之下,近 28,000 块英伟达 Volta GPU 提供了 95% 的算力。

No.3 Sierra(美国):美国 制造商:IBM。处理器核芯:1572480个;峰值(Rmax):94640 TFlop/s。Sierra超级计算机美国国家能源局橡树岭国家实验室已经给它定下来要做的事情,助力科学家在高能物理、材料发现、医疗保健等领域的研究探索。其中在癌症研究方面将用于名为“CANcer分布式学习环境(CANDLE)”的项目。

No.4 神威 太湖之光(Sunway TaihuLight):中国制造商:国家并行计算机工程技术研究中心。处理器核芯:10649600个;峰值(Rmax):93015 TFlop/s。我国的神威 “太湖之光”超级计算机曾连续获得top500四届冠军,该系统全部使用中国自主知识产权的处理器芯片。

No.5 Selene :美国制造商:Nvidia。处理器核芯:555520个;峰值(Rmax):63460 TFlop/s。该系统处理器个数由27760个升级到555520个,Rmax由27580提升到了63460,倍增。

No.6 TH—2 :天河二号:中国 制造商:国防科大。处理器核芯:4981760个;峰值(Rmax):61445 TFlop/s。天河二号曾经6次蝉联冠军,采用麒麟操作系统,目前使用英特尔处理器,将来计划用国产处理器替换,不仅应用于助力探月工程、载人航天等政府科研项目,还在石油勘探、汽车飞机的设计制造、基因测序等民用方面作用突显。

No.7 JUWELS Booster Module:德国 制造商:Atos。处理器核芯:449280个;峰值(Rmax):44120 TFlop/s。这是目前欧洲最强大的超级级计算,采用的是模块化系统结构。

No.8 HPC5:意大利 制造商:DELL EMC。处理器核芯:669760个;峰值(Rmax):35450 TFlop/s。由DELL EMC公司为Eni能源公司打造的世界上功能最强大的工业用超级计算机,它的混合体系结构使分子模拟算法特别有效。

No.9 Frontera:美国 制造商:Cray。处理器核芯:448448个;峰值(Rmax):23516 TFlop/s。由DELL EMC公司为德克萨斯高级计算中心(TACC)打造,将用于多领域科研计算。

No.10 Dammam-7:沙特 制造商:HPE。处理器核芯:672520个;峰值(Rmax):22400 TFlop/s。目前部署在沙特阿拉伯的沙特阿美(Saudi Aramco),是目前排名前10位中的第二台商用超级计算机。HPE Cray CS-Storm系统使用Intel Gold Xeon CPU和Nvidia Tesla V100 GPU。在HPL基准测试中达到22.4 petaflops。

值得一提的是,在Guide2 Research 网站曾经发布了 2020 年度全球计算机科学和电子领域顶级科学家排名。这个排名旨在为学术社区提供更多可见性,让更多人了解计算机科学领域影响力较大的研究贡献。该排名收集了 6000 余名科学家的资料,并按照 h-index、DBLP、引用量等多项指标进行评估,从中选出了 top 1000 科学家。其中,美国科技学家数量依旧占全球主导地位,其中 616 名学者入选,占据总数量的 61.6%。尤其在前 1% 的 10 位科学家中,有 8 位来自美国。

美国同时拥有全世界最顶尖的计算机专业院校,如果以“计算机界的诺贝尔奖”——图灵奖作为重要排名因素(图灵奖,是由美国计算机协会(ACM)于1966年设立的计算机奖项,名称取自艾伦·麦席森·图灵(Alan M. Turing),旨在奖励对计算机事业作出重要贡献的个人 。图灵奖对获奖条件要求极高,评奖程序极严,一般每年仅授予一名计算机科学家。图灵奖是计算机领域的国际最高奖项),其中包括:

1、斯坦福大学-28位图灵奖得主:斯坦福大学位于美国加州旧金山湾区南部帕罗奥多市境内,是世界著名私立研究型大学,在计算机领域十分出色,一共出了28位图灵奖得主,数量居世界第一。

2、麻省理工学院 -26位图灵奖得主:麻省理工学院是世界顶尖大学,综合实力在世界排名第二,麻省理工学院素以顶尖的工程学和计算机科学而著名,共培养出了26位图灵奖得主。

3、加州大学伯克利分校-25位图灵奖得主:加利福尼亚大学伯克利分校坐落在美国旧金山湾区的伯克利市,是世界最顶尖的公立研究型大学之一,25位图灵奖得主。

4、哈佛大学-14位图灵奖得主:哈佛大学是享誉世界的私立研究型大学,坐落于美国马萨诸塞州波士顿都市区剑桥市,综合实力世界第一,在计算机领域实力也很强,14位图灵奖得主。

5、普林斯顿大学-14位图灵奖得主:普林斯顿大学是世界著名私立研究型大学,位于美国东海岸新泽西州的普林斯顿市,是美国大学协会的14个始创院校之一,在计算机领域也十分强,有14位图灵奖得主。

6、美国卡耐基梅隆大学-13位图灵奖得主:卡内基梅隆大学坐落在美国宾夕法尼亚州的匹兹堡,是一所世界顶尖学府,美国25所新常春藤盟校之一,也是一所在计算机领域非常强的大学,拥有享誉全球的计算机学院,该校共培养出了13个计算机领域的图灵奖得主。

7、纽约大学-8位图灵奖得主:纽约大学位于美国纽约市的世界顶尖私立研究型大学,全美办学规模最大的私立名校之一,计算机领域实力不错,有8位图灵奖得主校友。

8、剑桥大学-7位图灵奖得主:剑桥大学是一所世界顶尖的公立研究型大学,坐落于英国剑桥,是世界名校,其计算机领域实力也很强,校友中有7位图灵奖得主。

9、加州理工学院-6位图灵奖得主:加州理工学院位于美国加利福尼亚州洛杉矶东北郊的帕萨迪纳,是世界顶尖的私立研究型大学,该校在全球科技界久负盛名,校友中共6位图灵奖得主,而该校学生总数才2000人左右,比我国中科大学生还少很多。

10、牛津大学-6位图灵奖得主:牛津大学位于英国牛津,世界顶尖的公立研究型大学,是英国G5超级精英大学,培养的计算机领域人才同样很优秀,6位图灵奖得主。无疑,美国10所大学里面,拥有8所大学是世界上图灵奖得主校友最多的大学,可见,美国在其计算机领域实力是非常强的。

三、航空发动机和发动机零部件制造技术

世界航空动力三大巨头中,只有罗尔斯罗伊斯是英国的,英国怎么说也是曾经的世界航空学术中心。而美国则是航空界的绝对霸主,特别是通用动力和普拉特惠特尼公司的航空动力产品占据了军民两条线上的几乎所有主要产品市场。全球其他任何国家的航空动力与这3巨头相比都有巨大的差距。

美国航空制造技术一直以来就处于全球领先位置。美国早在上世纪五六十年代就拥有了许多战斗力十分强悍的战机,有些现在仍然在使用。航空发动机的设计和制造是一项系统工程,几乎集合了一个国家工业的所有领域。特别是在航发设计领域,美国独占鳌头。

航空发动机,是一种高度复杂和精密的热力机械,为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏,被誉为工业之花,它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前,世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家,技术门槛很高。

世界三大航空发动机生产商分别是美国通用电气、英国罗尔斯·罗伊斯和美国普拉特·惠特尼,其中重点介绍美国这两家。

1、通用电气(GE):是世界上最大的综合性动力和设备制造商,比如世界上单台引擎推力最强的民航发动机GE90、最优越的民用引擎CF6-80C/E、最强大的涡轮轴发动机CT7-8系列都是GE的享誉世界的杰作,即使在世界上应用十分广泛的波音737使用的CFM56发动机也是GE带头研发的。

2、美国的普拉特·惠特尼(PW):是世界知名的军用涡桨/涡扇发动机制造商、直升机用涡轮轴发动机及民航制造商,其生产的发动机以军用为主,比如F-15、F-16的标配动力之一F100就是PW的,同时F-22的标配动力F119也是pw的。根据金属加工杂志显示,世界上最领先的6吨级中型直升机AW139使用的发动机和武直-10使用的PT6C-67C都是PW的产品,我们最先进的支线客机新舟600的引擎也采用了普惠的技术。

据相关统计数据,美国通用公司处于航空市场绝对老大地位,并且占有40%市场份额,其次是英国罗·罗公司,占据22%市场份额。美国普惠公司占9%的市场份额。

从航空公司的角度,航空公司往往可根据自己的需求选择发动机,比如波音777-200ER一般会选择装美国通用GE90-85B的发动机,GE代表通用电气公司,是该公司研制的航空发动机。

GE90是比较经典的航发产品,特别是GE90-115B是一款推大最大的民用发动机,单台推力超过56吨,而GE90-85B也不差,推力在37吨。居然航空公司觉得GE90-85B推力太小,价格太便宜,那么可以换个推力更大的、更贵的,比如GE90-94B,推力可达到41吨。

波音777装配的是PW的发动机,也就是普莱特·惠特尼公司产品,是一家位于康涅狄格州的航空发动机生产商,是全球三大主流发动机的制造商之一。普·惠公司可能知道的人比较少,比如美F-22战斗机则家喻户晓了,F-22的F-119发动机就是普·惠公司生产的。

不论如何选择,这三家航空发动机供应商的技术水平是一流的,它们在军用领域也有各自的市场份额,都是顶尖空优战斗机的主要动力。

四、高端滚动轴承制造技术

轴承制造业一直以来是一种精密的基础件制造业,其精度通常以0.001mm来衡量,而普通机械零件的制造公差一般只有0.01mm。电机发出的噪声和振动,在很大程度上取决于轴承质量及工艺。

高精度机床主轴的摆差和温升,更与轴承质量密切相关,特别是通讯卫星旋转装置中的轴承性能更是直接影响到通讯的最终效果,而航天航空中的关键轴承若发生故障,将会造成非常严重的事故。

因此,轴承在工农业、国防科技和家用电器等各个领域中,其精度、性能、寿命、可靠性和各项经济指标,都与轴承有着密切的联系,而且轴承工业的发展还关系着重大技术装备的制造水平及机械设备的出口能力。

滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦,从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件。支承转动的轴及轴上零件,并保持轴的正常工作位置和旋转精度,滚动轴承使用维护方便,工作可靠,起动性能好,在中等速度下承载能力较高。

美国TIMKEN公司,是具有全球领先地位的轴承制造商,可以说其高质量的轴承、合金钢以及相关产品和服务随处可见,TIMKEN公司无论是陆上、深海或外太空,在动力传动方面,都能看到TIMKEN公司的产品。

TIMKEN公司的轴承生产达到230多种类型,二万六千个不一样规格的圆锥滚子轴承产品。无论是小轿车的一个轮毂组件、过山车的轴承、轨道轴承的维修服务,或飞机引擎轴的钢材,TIMKEN轴承都能够带来设备运行的更加顺畅。尤其是TIMKEN轴承曾经为中信重工制造的LGMS5725矿渣立磨带来了世界最大圆锥滚子轴承和圆柱滚子轴承产品的组合解决方法。

TIMKEN轴承公司轴承的质量、技术和创新,实力雄厚,获得了客户的肯定和信赖。比如在铁路及航天应用中拥世界球领先的前沿科技,它的客户授予铁姆肯公司300多项质量奖项:TIMKEN工厂获得ISO9000、ISO9001、ISO9002、QS9000、AS 9000 以及波音D19000 等级体系80多项质量认证。

美国的RBC轴承品牌,隶属于美国RBC的轴承公司。值得一提的是,RBC进入中国很长时间,其主要是在航空领域和高速列车领域等专业领域,成为一个高质量的著名品牌。尤其是 2008年,RBC收购了位于A.I.D.公司,A.I.D.生产的产品主要应用在固定翼和旋转翼飞机上,收购使RBC牢牢地占据了航天航空市场。特别是2009年,RBC收购了Lubron Bearing Systems。成为一家有着极强定制能力的公司,帮助RBC进入了工业的核电、桥梁、钢铁、矿山等各种高难度应用的工业行业。

RBC是一家历史悠久的公司,在轴承技术的历史上,有着强调创新和造性的传统,公司有着诸多创新**,它通过战略规划和收购,达到稳步增长。从90年代初以来,这些收购广泛的扩展了产品线广度和相关产品,很好地服务全球产业–特别是航空航天产业。

美国RBC的轴承公司于1919年在美国州的Newark开创。其生产圆锥滚子轴承,关节轴承和滚针轴承。RBC的关节轴承HeimBearing在二战期间为美国空军构想生产,在很大程度地改善了的机能

RBC是一个在和欧洲有着近20个工厂的国际化企业。其产品主要应用于航空航天,军工手艺,机械人,半导体加工设施,工程机器等范畴,是轴承中的佳品。主要产物包含:特种球轴承、端杆轴承及关节轴承、滚轮轴承、薄壁球轴承、圆锥滚子轴承及圆锥滚子推力轴承、机身节制轴承、自润滑平面轴承。

众所周知,高端轴承在高铁、大飞机、重载型武器等高端装备上都有十分苛刻的使用条件,而要满足高端轴承在精度、性能、寿命和可靠性等方面的要求,轴承材料的高质量和可靠性是决定性因素。

比如在滚动轴承的四大构成中,轴承钢历来素有“钢中之王”的称号,是钢铁生产中要求条件最严的钢种。特别是高碳铬轴承钢占很大的比例,是制造轴承和轴承零件最常用钢种。

轴承钢的质量往往取决于四个主要因素:一是钢中的夹杂物含量、形态、分布和大小;二是钢中的碳化物含量、形态、分布和大小;三是钢中的中心疏松缩孔和中心偏析;四是轴承钢产品性能的一致性。这四个因素可以归纳为纯净度和均匀性指标。

其中,纯净度要求材料中的夹杂物尽量少,纯净度的好坏对轴承的疲劳寿命有直接影响;而均匀性则要求材料中的夹杂物和碳化物颗粒细小、弥散,这会影响到轴承制造中热处理后的变形、组织均匀性等。

因此,提高轴承钢的纯净度,首先要做的就是控制钢中的氧含量,炼钢中用ppm(每百万分之一)来作为氧含量的单位,一般来说8个ppm的钢就属于好钢,而高端轴承所需要的则是5个ppm的顶级钢。此外,钛等有害元素等留在钢中易形成多棱角的夹杂物,会引起局部的应力集中,产生疲劳裂纹,也都是应该要尽力避免的。

国外发达国家尤其美国的钢中,氧含量已经控制在5ppm以下。因此,在高端轴承钢的研发、制造与销售方面一直被美国及发达国家的轴承巨头所垄断,对于怎么样获得纯净度高和均匀度好的顶级钢,历来一直是国际巨头秘而不宣的核心技术,他们甚至从中国采购低端材质,最后加工成高端轴承,再以数十倍的价格卖到中国市场。目前,经过我国科技人员的十多年努力,中国已成为轴承钢生产大国,攻克了诸多轴承钢生产工艺中的难点问题,比如氧含量控制在≤5ppm的世界先进水平,并且掌握了其内在质量控制的核心技术。

五、空间设备制造及战略巡航器技术

美国虽是全球第一大经济体,但从制造业来说,在全球只能排在第二名,第一无疑属于中国。数据显示,根据2018年美国制造业增加值为2.17万亿美元,大约占全球总量的15%。从制造业规模来看,美国大体上相当于日本的两倍,德国的2.7倍,在发达国家中,美国仍然是首屈一指的制造大国。

不在少数的人都热衷于讨论美国制造业的衰落,尤其是美国制造的空心化。事实上这种观点具有一定的片面性。近些年,美国制造业就业岗位减少了1/3,但美国制造的产值却一直在增加。统计数据表明,2000年,美国制造业增加值为1.55万亿美元,到2018年增长了6200亿美元,也就是说近20年美国制造业增长了40%。结果是就业岗位减少而产值却在增加,意味着美国制造业的劳动生产率在提升。实际上,美国制造业淘汰了大量的低端产业,其中包括纺织,电子,造船,钢铁等工业逐渐被搬迁出去,美国制造整体已完成向高附加值产业的转型。

事实上,美国本土保留下来的高端产业主要包括航空航天,汽车制造,电子专业设备制造以及医疗产业。特别是航空航天是美国最具优势的核心产业,其实力要远远领先于全球其它国家。据世界航空航天企业排名,全世界上最大的7家企业中有6家来自美国,另外一家是欧洲空中客车。排名第一的是美国波音公司。虽然波音公司与空客规模的差距并不大,就销售额而言,波音大约是空客的1.3倍。

在电子专业设备制造领域,其中半导体产业是美国另一大核心优势。美国惠普,泰克,安捷伦等公司生产的电子测试仪器在航空航天,通信系统维护,通讯设备制造等领域处于全球领先水平;美国半导体产业整体产值约占全球总产值的一半以上,英特尔依然是全球最大的半导体制造企业,2019年销售额达658亿美元,市场份额达15.8%,超过了三星电子的12.5%。美国的美光,德州仪器,博通也位居十大半导体公司之列。

值得一提的是,2018年6月18日,美国国防部启动组建了“太空军”,独立于美国空军之外,成为美国武装力量的第六军种。太空军的成立,已凸显了美国制造太空军备竞赛的用心。而在此前,美国空军的空间司令部(AFSPC)早已实力雄厚,从作战能力上讲,已经是世界上最强大的太空作战力量,事实上,完全没有必要成立所谓的第六军种。美国空军空间司令部成立于1982年9月1日,驻扎在帕特森空军基地,编制现役军人13064名,文职人员6880名,掌管着美国空军卫星控制网、弹道导弹早期预警系统(BMEWS)、地面电光深空监视系统(GEODSS)、相控阵预警系统、空间监视雷达和测试靶场等装备设施,美军在轨的69颗军用卫星和数量保密的防御支持计划(DSP)卫星、天基红外系统(SBIRS)卫星都归其管辖。

从近年来美国参与的几场局部战争和空袭作战看,巡航导弹的作用愈来愈突出。以海湾战争和科索沃战争为例,美军在这两场战争中共发射巡航导弹1580余枚。其中在海湾战争中发射了288枚,占空袭兵器打击次数的2.5%; 在科索沃战争中使用了约1300枚,占空袭兵器打击次数的3.5%.

所谓战略巡航导弹,也叫飞航式导弹。它是利用空气动力飞行的有翼导弹,一般由空气喷气发动机推进,从发射到命中目标始终在推力作用和制导系统控制下飞行。所因此,巡航导弹实际上是一种带战斗部的无人驾驶飞机。巡航导弹分战略巡航导弹与战术巡航导弹两种。战略巡航导弹是指射程较远(一般大于2500公里),且带核弹头, 属于用于攻击战略目标的巡航导弹。

世界上最早的巡航导弹 V—1出现于四十年代。美国早期发展的“战斧”巡航导弹共有三种:BGM-109A“战斧”陆核攻击导弹,BGM-109B“战斧”反舰导弹和BGM-109C“战斧”对陆常规攻击导弹。三种导弹的外型尺寸、重量、助推器、发射平台均相同,只是弹头、发动机和制导系统不同。

其特点是采用了模块式设计思想,又具有打击战略和作战目标的双重作战能力。1977年又发展了BGM-109G“战斧”陆射巡航导弹,已于1983年12月在北约部署。该导弹射程3000公里,发射方式为二节推进,固态燃料,惯性导引。

战斧导弹是美国最知名的、三军通用的、全天候多用途亚音速远程巡航导弹。针对三军各自不同需求,研究人员经过长期发展了一系列、功能强大、覆盖面广的战斧导弹家族。战斧家族发射平台涵盖陆、海、空、潜多种发射平台,版本发展升级了4代。综上所述,美国在空间设备推进单元和推进单元零部件制造技术上具有全球领先水平及实力。

六、核能发电技术

美国是世界核电第一大国(美国的核发电量超过800TWh,占世界总量的30%),是第二位法国的两倍多。但法国的核电发电量国内占比70%以上,占比位居第一,尤其是大国中电力碳排放强度最低的国家之一。

中国目前在全球核电厂建设方面位居世界领先地位,拥有11台机组,总容量超过11,000MW,到2024年将全部并网发电。其后分别是韩国、阿联酋和印度,其装机容量均超过5,000MW。美国目前有两个在建的反应堆,总容量约为2500MW。

美国核工业的直接雇用工人大约10万人,涉及间接就业岗位约50万个,每年创造约400-500亿美元的产值。美国目前在用核反应堆将近100个,总装机容量约为100GW。核电厂在所有电厂中装机效率(年发电时间占比)最高,大约占美国年发电量的20%,也是美国零碳电力的最主要来源。美国大多数核电站建于20世纪70-80年代,目前大多数反应堆已使用了约40年,很多已经达到授权的使用寿命。多数反应堆的授权使用寿命又延长了至少20年。目前,美国核电站的报废的速度已超过了新建的速度。

美国大多数核电站位于东部地区,伊利诺伊州的核电站最多,共11座,总装机容量约12,400MW。该州的核电发电量也超过了其他州。南卡罗来纳州(58%),新罕布什尔州(57%),伊利诺伊州(53%)三个州核电发电量超过其总发电量的一半。

所谓核能发电,是利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式。核能与火力发电极其相似。仅仅是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉,以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外(见清水堆),其他类型的动力堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热,在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水,然后形成蒸汽推动汽轮发电机。

综上所述,不仅如此。据之前路透社报道,美国财政部早在2018年曾经公开表示,联邦政府将收紧对科技和电信等敏感行业外国投资的规定,开始执行一项旨在限制外国对27个敏感行业投资的法律。这27个行业包括电信和半导体,以及飞机制造,包括发动机和发动机部件、铝生产、计算机存储设备、导弹和其他军事设备。无疑这27个行业及行业或包括了美国的核心技术,其中包括:

1 飞机制造

2 飞机发动机和发动机零部件制造

3 氧化铝精炼和初级铝产品生产

4 滚动轴承制造

5 计算机存储设备制造

6 电子计算机制造

7 巡航导弹和空间设备制造

8 巡航导弹和空间设备推进单元和推进单元零部件制造

9 军用装甲车辆、坦克和坦克零部件制造

10 核能发电

11 光学设备和镜头制造

12 其他基本无机化学制造

13 其他巡航导弹和空间设备零部件和附属部件制造

14 石油化工制造

15 粉末冶金零部件制造

16 配电与特种变压器制造

17 原电池(组)制造

18 广播电视和无线通讯设备制造

19 纳米科技研发

20 生物科技研发(除了纳米生物科技)

21 铝合金的二次熔炼和合金化

22 搜索、探测导航制导航空和航海系统和仪器制造

23 半导体和相关设备制造

24 半导体机械制造

25 存储电池制造

26 电话部件制造

27 水轮机和水轮发电机模组制造

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