为什么固体发动机火药要由人工雕刻?“火药雕刻师”是从火药桶爬出来的大国工匠，他们的每铲一刀都决定自己的生命，当我们看到神舟系列飞船发射成功、各种导弹试射成功，背后都离不开“火药雕刻师”。
0.5毫米是航天固体发动机药面允许的最大误差，而航天“整容师”徐立平的整形精度，误差不超过0.2毫米，比一张A4还薄，这就是中国的“大国工匠”。
固体火箭发动机火药是什么东西
固体火箭发动机的装药实际上是一种火药，而且会通过浇筑或者压伸成一定形状。
固体火药发动机不同于炸弹，不是一瞬间把所有的装药都烧完，而是以一定的速度、烈度进行可供、稳定的、持续燃烧。
如果是粉末状，将迅速燃烧发生爆炸，所以必须做成固体形状，让装药只能在一个表面上燃烧。
一般来说，固体火箭发动机根据导弹或者火箭的任务要求，对于燃烧时间、燃烧速度、产生的推力或者二次燃烧的时机，都有严格的要求，所以必须让装药的形状和燃烧面外形符合特定要求。
固体发动机火药制作
固体火箭发动装药制作工艺非常复杂，首先是把原料混合，然后再慢慢搅拌，然后把材料倒进模具，再进行低温烘烤，然后脱模，脱模结束后，再检查是否存在问题。
在浇铸前会放置内芯，这个芯子有很多形状，有雪花的，有星星形状等几何形状。
把燃料柱中间设计成不同的空心图形，会让燃料柱获得不同的释放时间与热量释放，从而达到精准控制火箭飞行的目的。
而药柱浇铸完成后，静放一会，排除空气，最后才低温烘烤固化，很多人会有疑惑，为什么不用高温，这是因为药柱易燃易爆，温度过高容易引起自燃。
脱模后，利用超声波探伤仪和放大镜对药柱进行仔细检查，不能放过一道细微的裂纹和存在一个小细泡，否则很有可能使火箭在发射时，出现发动机燃烧不均匀，导致发射失败。
在固体发动机火药雕刻30年的徐立平，从未失误过
药柱烘烤和脱芯后，会产生一些毛刺，雕刻火药师要把这些毛刺除去，而且脱模后，药柱大小会有细微差距，把多的火药铲下来。
火药整形不可逆，一旦切多，或者留下刀痕，药面精度与设计不符，发动机点火之后，火药不能按照预定走向燃烧，发动机就很有可能偏离轨迹，甚至爆炸。
徐立平的工作是对固体发动机药面进行整形、以及陷挖药、修补等，具体来说，是对装填有高能量推进挤的固体发动机燃料药面进行“微整形”。
作为战略导弹和运输火箭的动力之源，固体燃料发动机的制造，需要上千道复杂工序，其中的工序之一就是固体发动机燃料咬面整形。
因为过工作过程中对于精度有非常高的要求和危险性，固体发动机燃料药面整形被称为“雕刻火药”。
在世界范围内还是技术难题，至今也无法完全用机械代替，部分环节仍只能通过人工对火药药面进行精细切削修整。
徐立平是“航二代”，父母都是老一辈的航天人，母亲更是我国第一批固体发动机药面整形工，所以从小就了解这方面的知识，最后他也走上这条路。
1987年，还不到19岁的徐立平，从陕西航天技工学校毕业后，来到母亲工作过的地方-中国航天科技集团有限公司第四研究院7416厂固体发动机整形车间。
入厂教育第一课就是发动机点火试验，现场发出巨大的轰鸣声和腾起蘑菇云，深深震撼了徐立平，随后的安全培训更让他刻骨铭心。
这个岗位的高危性令害怕，操作人员就像躺在炸药包上，一旦出现意外，一丝逃生的机会都没有。
参加培训的同事们都惊呆了，他们都没有想到，原来自己想要从事的事业，竟然如此危险。
培训的第一天晚上，就有个同学找到他说：“我今天参加培训后，不想在这个岗位上干了，这就是在炸药桶里工作，太危险了!”。
徐立平谈定地说：“我没感觉到危险，我只是觉得自豪，你看到导弹发射、火箭上天的情景吗?多么壮观啊，看起来就热血沸腾，你再想想，如果那壮观场面，由我们的双手创造，又是多么自豪，你说的危险，这个岗位我妈干了一辈子，不也很平安吗?只要严守操作规范，就不会有危险”。
这位同学眼睛一亮：“是啊，危险是可以克服的，但荣耀却不是想有就有的”
由于火药韧性强，用刀力度很难把握，但刀刀要精准无误，所以徐立平就认准一件事：“练好刀工”。
每天除了跟着师傅打下手，空闲的时间全部用来学习基本功，通过努力勤奋，徐立平一步一步成为岗位精英。
工艺要求0.5毫米以内的误差，但他控制到了0.2毫米，扎实的功底来自他每天在试件上反复练习。
徐立平年轻时的“心跳”
1989年，一台即将试车的国家重点型号发动机出现的脱粘，为了确保研制进度，彻底查明原因。
航天技术试验专家组经过反复论证后，做出艰难决定，将发动机内装填在故障部位的火药挖出，查探修复。
就地挖药，那就意味着要钻进已经填装好烈性推进剂的发动机内，需要火药雕刻师整个人钻进狭小的发动机内，然后一点一点挖开填注在里面的炸药，其艰难和危险程度可想而知。
但在国家利益面前，没有人退缩，一支平均年龄30出头的挖药突击队迅速组成，徐立平成为年龄最小的突击队员。
突击队数万次钻进装有烈性炸药的发动机内，在狭小的空间里面，半躺、半跪在炸药堆里，忍着浓烈而刺鼻的固体燃料药味。
他们用木铲、铜铲一点一点抠挖，那一刻他们毫无顾忌地把自己的生命交到死神的手中，为了防止用力过大引起强摩擦，每次最多挖四五克。
高强度的紧张和缺氧，每人每次最多只能干上十几分钟，作为最年轻的突击队员，徐立平每次进去总要多坚持几分钟，好让师傅们多休息一会。
在挖药过程中，队员们都出现恶心、呕吐、头晕等不适和疼痛，但却没有一个人退缩。
最后用了60多天的时间，挖出600多斤的火炸药，成功找出故障原因，修复完成后，发动机地面试车取得圆满成功。
由于长时间在狭小空间内接触火药，火药的毒性发作，使徐立平的双腿麻木，无法行走长达三个月。
母亲疼在心里，却什么也没说，只是强迫他进行训练，所幸在高强度的物理训练下，身体才慢慢地恢复，身体恢复后，徐立平并没有选择退缩，而是马上回到岗位上继续工作。
直到今天，徐立平仍然清楚记得当时的情景：“那里面太安静了，除了铲药的声音，只有自己心跳的声音，这个声音像雷一样在耳边响起”。
徐立平的“火药雕刻”是什么水平
同事对徐师傅的手艺赞不绝口：“徐师傅在火药整形行业绝对是大师级别的，绝对数一数二，他一刀过去，需要切掉0.2毫米，他就能切到0.2毫米，一刀过去0.5毫米，就能切到0.5毫米，而且平面度的话，他用手一摸，就知道哪边高哪边少，他的技术能力简直就是登峰造极，炉火纯青”。
随着国防建设需要，航天固体火箭发动机使用的燃料含能量越来越高，怎样更好地改进刀具，提高整形效率，确保安全性，一直是徐立平思考的问题。
这些年来，他徐立发明了30多种药面整形刀具，其中两种获得国家专利，一种还被单位命名为“立平刀”。
这种道具每使用一次，就能计算出切削的重量，可以实现一次整形到位，还使以往需要数次称量切削余量，也缩小为一次，大大提高效率
工艺要求0.5毫米以内的误差，但他控制到了0.2毫米，扎实的功底来自勤奋的积累，而高超的技艺，也让他和这个岗位的粘度更强，他在推进挤药面整形岗位上，一干就是30多年。
先后被评为或授予最美航天人，航天技术能手、航天基金奖、三秦工匠、三秦楷模、全国技术能手，全国五一劳动奖章，感动中国人物等诸荣，2017年3月被中央中共宣传部授予全国重大先进典型“时代楷模”，2018年3月当选第13届全国人民代表大会代表。
“火药雕刻”有多危险?
2001年，徐立平同工种的一位同事，在一次操作过程中，操作刀具不小心碰到壳体产生细微火花，火药瞬间燃烧，无情夺走了他的生命。
曾经有一位院士形容火药雕刻师所面临的风险：“用一个小钢球顺着药面滚上半米，这些高敏感的火药就会被点燃，而燃烧的温度瞬间可达数千度”。
从事一份那么危险的工作，他们的家人每天都担惊受怕，而徐立平的妻子，每次提起丈夫时，她眼泪就流下来。
她表示：“我不敢去想象，所以家里的事情，我很少让他操心过，我就怕……，所以我很少跟他吵架，我就怕影响他”。
每逢新人乍到，徐立平给新人上的第一节课是安全课，把新人带到地方观摩， 否则在课堂上，光跟新人说危险，危险到什么程度，他们不知道，到那一看以后，马上就有印象，这样新人以后一定时刻小心，因为手中刀艺系着生命。
徐立平全家11人，除了三个上学的孩子，其他都是航天人，弟弟和他一样，也在一级危险岗位工作，一次意外事故中，全身70%被烧伤。
徐立平无比伤心，他发誓，只要自己还在整形岗位，一定要研制出更好用、更科学、更安全的整形刀具。
后来徐立平想到先进数控整形技术，后来他们拥有第一台整形机，徐立平和同事们不断调试设备。
由于推进挤药面复杂型面结构，再加上易燃易爆特征，而且要把这项国内尚未有先进的技术投产，难度非常大。
经过三个多月的学习和摸索，首套数控整形程序诞生，对于一个一级危险岗位，这项技术的突破意义非常重大，当徐立平按下启动按钮，现场所有人盯住控制台上的显示器。
随着设备的快速旋转，刀片平稳切削发动机内的火炸药，一个完美的整形端面出现在显示器上，仅十分钟，一发产品的整形任务就完成。
既然机械无法代替人工整形药面，那为什么徐立平还要下大力气去研发设备学习编程呢!
徐立平表示：“使用机械设备用于推进剂药面修正，不仅减少了操作者的强度，更重要的是能减少操作和推进剂面对面的危险，保证操作人员的安全”。
最后徐立平带着组员在原来基础上，逐步实现数十种导弹发动机数控整形技术应用，班组80%以上的型号整形实现的远程控制。
人工雕刻火药太危险，为什么不用机器人加工，或者机床加工?
首先火箭发动机的药柱不是干硬状，因为配方里面加入弹药挤，防止自然环境下干裂，所有药柱有弹性，有弹性就会有韧性。
如果用工业机器人加工，自动达偿达不到加工精度要求，而且凡是电器设备都会产生静电，以固体燃料对静电的敏感性，很容易被激活。
如果引起火花，会导致固体燃料燃烧，产生上千度的高温，上百吨的燃料一旦燃烧，后果无比严重，别说人了，整个工厂都危险。
如果使用非电动小机械，精确度比较差，如果使用非电动大型机械，虽然精确度可以做到很高，但由于机械大，机械运行过程中，难免会出现高温的情况。
不管是静电问题、精确度问题，还是高温问题都可以解决，唯独无法解决机械工具在固体燃料表面上，高速工作产生的摩擦高温问题。
但经过训练的人工，可以利用手臂力量控制加工厚度与加工速度，慢慢地推动刮刀，从而把安全隐患降到最低，保证达到工艺设计要求。
目前全世界对固体燃料的加工都是使用人工，主要是使用人工，对于开发一套专业加工设备更便宜，毕竟每个国家一年发射火箭次数有限，养20个加工人员就足够了。
传统工艺制作药柱存在缺陷，是否可以用3D打印技术制作固体燃料药柱
美国一家叫Rocket Crafter公司已经开始尝试利用3D打印技术制作固体燃料药柱，而他们的设备并不复杂。
利用机械手输送半凝固态的火箭燃料到药柱基座上，一层一层打印出火箭发动机药柱，这种设计不受空间的影响，可以打印大直径固体火箭发动机。
由于3D打印技术的特点，我们在理论上认为有效的空心和断层火箭发动机药柱，也可以利用3D打印技术进行制作。
这样做有很多好处，不仅可以让火箭发动机药柱是一个二维截面形状，使火箭发动机具有复杂的三维结构，在推力稳定性和对冲量上会有更强的表现。
我们的战斗机关键零线已经实现了钛合金的3D打印，那么在火箭发动机上，我们也希望可以实现。
不过单单打印出固定燃料药柱还不行，要实现助推器和固体燃料柱一体化打印才行，避免再次安装产生的碰撞与摩擦风险。
固体发动机火药需要人工雕刻，为什么不使用液体火箭发动机?
液体火箭发动机与固体火箭发动机互有优势，目前使用的液氢液氧火箭发动机和液氧煤油火箭发动机的比冲远远高于固体火箭发动机，单位质量的液体推进剂“能量高”。
这意味着如果发射相同质量的载荷到相同轨道，全固体火箭发动机的运载火箭要远远高于液体火箭发动机的火箭，而且载荷越大，迭代后的固体火箭相对液体火箭就更重要。
第一、固体火箭发动机火药优点
1、固定火箭发动机的结构简单，无需液体火箭发动机的燃料泵和输送管道，可靠性、勤务性都比较高，所以固体火箭较多作为大型火箭的推助推器。
目前国际主流先进洲际导弹均采用固体火箭发动机，采用固体火箭发动机的洲际导弹外形尺寸更小，机动能力更强。
2、同时固体火箭燃料可在常温下长期保存，固体推进剂化学性更为稳定，不怕泄漏，对储藏的温度以及力学环境要求没那么苛刻，做到“随时能打”。
而液体火箭发动机结构更为复杂，液体燃料腐蚀性更强，长时间储存比较麻烦，采用固体发动机的洲际导弹生存性、反应速度、突防能力都更好。
3、由于固体推进剂预先装填进发动机内，固体火箭运到发射场后，测试完成后就可以实施发射，因此可以缩短发射，准备周期确保安全发射。
在战时，这点非常重要，所以固体发动机火药有“用武之地”，而液体火箭发动机就像准备打仗时，才开始磨刀，耽误战时。
第二、液体火箭发动机优点
1、液体火箭发动机也有优点，比如液体火箭发动机可以在一定范围内增加或者减少燃料，获得特定弹道的特性，在发射的灵活上要大大强于普通固体燃料火箭。
2、液体火箭发动机燃料可控，遇到紧急情况可刹车，这是我们国家独有的秘籍，在发射火箭的时候，如果已经点火了，但火箭还没有离开火箭架的时候，出现紧急情况是可以紧急刹车的。
写到最后：对于“火药雕刻师”，刀刀报精细，丝丝系安全，抬望航空梦，俯刻匠人心。
2021年6月17日，神舟12号载人飞船成功发射，而神舟12号火箭逃逸系统固体发动机推进剂的微整形，就是由徐立平班组完成。
徐立平曾说过：“再危险的岗位都要有人去干，每当看见神舟飞船上天，送了宇航员上太空，或者看到杀手锏武器在天安门门前走过时，他们心里充满自豪感”。
因为他们的双手，让导弹、神舟飞船飞到指定的地点，才能做到“指哪打哪”。
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