清晨，吕辰、宋颜、谢凯三人吃过早饭，便在孙干事的陪同下，前往电机厂核心生产区域。
穿过几道挂着“安全生产”“大干快上”标语的铁门，一片巨大的厂区铺陈在眼前，红砖厂房连绵起伏，高大的烟囱喷吐着滚滚白烟，粗大的蒸汽管道像巨蟒般在厂房之间蜿蜒。
锻锤声、机床声、天车声，构成了一曲低沉的交响。
“这边是大型电机的总装车间。”孙干事语气自豪，“咱们厂主要生产水利、电站、矿山用的中大型交流异步电动机、同步电机，还有部分直流电机，最大的能做到上千千瓦。”
他们走进一栋高大的厂房。
厂房内部空间开阔，足有二三十米高，粗壮的钢梁桁架上，滑行着数台巨大的桥式起重机。
地面铺设着厚重的铸铁地板，被油污浸润得乌黑发亮。
车间中央，几台正在装配的电机宛如钢铁巨兽。
定子铁芯庞大如房屋的基石，工人们搭着脚手架，用特制的长柄工具将粗如手臂的绕组嵌入定子槽，汗水在冬日里蒸腾成白汽。
巨大的转子轴躺在V型铁架上，表面由老师傅手工刮研，用涂着红丹粉的平板检验接触斑点，发出有节奏的“沙沙”声，追求着微米级的精度。
烘房门口热浪滚滚，浸完绝缘漆的定子在其中缓慢旋转。
行车吊装着沉重的端盖，缓慢而沉稳地落向机座，螺栓的撞击声清脆有力。
“这是50吨的行车，那台最大的要125吨。”孙干事指着穹顶，“装配一台大型电机，从铁芯叠压、下线、浸漆、烘干到总装、试验，要几十个工人干上一个月。精度要求也高，气隙不均匀度不能超过百分之十，轴伸摆度要控制在两丝以内。”
参观完大型电机生产车间，他们径直来到此行的首要目标，脉冲电机的生产车间。
“咱们厂根据你们提供的图纸和技术要求，已经建立了一条小批量生产线。”孙干事边走边介绍，语气里带着实干者的认真，“目前已经能稳定生产。”
穿过挂着“精密装配”标牌的车间大门，眼前的景象与大型电机总装车间截然不同。
这里更安静，更洁净，规模也小得多，更像一个放大版的精密实验室与小型生产线的结合体。
车间被划分为几个区域。
绕线区，女工们在台式绕线机前操作，将比头发丝粗不了多少的漆包线，紧密、整齐地绕制在指甲盖大小的塑料骨架上，制成定子线圈。
旁边有老师傅用放大镜检查着每一只线圈的匝数、排列和绝缘。
机加工区，几台小型仪表车床和铣床正在运转，加工着脉冲电机的核心部件，带精密齿槽的转子铁芯、薄如硬币的端盖、以及要求极高的主轴。
孙干事指着一个刚车好的转子说：“这上面的齿，分度精度要求很高，咱们最好的老师傅用光学分度头手动操作，一批活儿下来，废品率还是有三成……”
他看了一眼吕辰他们，没说下去，但意思很明显，红星所提供的脉冲电机设计，对加工精度提出了接近现有能力极限的要求。
磁钢装配区，工人们戴着细纱手套，用专用夹具将小块的磁钢，小心地粘入转子铁芯的槽内。
旁边有简易的充磁机和磁通检测仪，确保每一块磁钢的极性和强度符合要求。
总装与测试区，是车间的核心，工作台旁，工人们正在组装完整的脉冲电机。
定子线圈被压入外壳，转子被精密轴承支撑着装入，端盖用特制的微型扭矩扳手拧紧。
最引人注目的是测试台，几台自制的测试仪连接着组装好的电机，通入脉冲信号。
电机轴端安装着一个微小的光栅盘，旁边是光电传感器。
测试仪上的几个表头分别显示着步进角度误差、转速、以及温升。
孙干事看了一下记录数据，眉头微锁：“这一批的步距角离散性还是有点大，好的能做到±5%以内，差的能到±10%。温升也不均匀，连续运行两小时，有的烫手，有的只是微温。”
宋颜教授俯身仔细观察测试过程，问道：“问题主要出在哪里？加工精度，还是材料一致性？”
孙干事叹了口气：“都有。转子齿槽加工有误差，导致磁阻变化不均匀；定子绕组的电感量有微小差异；轴承的预紧力和游隙控制不好；甚至磁钢的批次差异都会影响性能。实验室做几个精品没问题，但一到批量生产，这些微小的变量就都冒出来了，控制不住。”
吕辰拿起一个成品掂了掂，这确实是一个可以工作的产品。
它能实现基本的步进动作和定位，但距离超高精度、高响应速度、极低热变形的伺服电机，差距无疑是巨大的。
“能做到这样，已经很不容易了。”宋颜教授公允地说，“这为我们后续的改进，提供了宝贵的一手数据。”
参观完脉冲电机车间，孙干事又带他们大致参观了厂里其他几个主要的电机生产车间，如大型异步电机总装、冲压、金工等。
正如孙干事所言，西安电机厂的强项和主业，确实集中在几十千瓦到数千千瓦的“大块头”工业电机上。
庞大的规模、扎实的工艺、力量感的制造场景，与刚才精密却略带挣扎的脉冲电机生产线形成了鲜明对比。
当吕辰再次问及小型化、高转速、超高精度电机时，孙干事将他们带到了特种电机试制车间。
技术员老陈接待了他们。
听完吕辰对高性能微型电机几万转以上、精密控制、长寿命的描述，老陈的眉头立刻皱成了疙瘩。
他拿起一个八千转的微型异步电机样品：“就这个，再往上提，轴承发热、转子动平衡、离心力导致的机械变形都是大问题。寿命？高速跑几百小时，性能就衰退。”
他指着简易动平衡机，摇了摇头，“高精度？材料、加工、控制电路……方方面面都受限。不是我们不想做，是现有的底子支撑不了。摩擦、发热、振动、磨损，这些坎儿，不是光靠想就能迈过去的。”
吕辰三人交换了一个眼神，都能看到彼此眼中的失望。
看来，在民用工业体系内，短时间内很难找到能满足未来更高需求的现成技术。
就在他们准备告辞时，老陈却犹豫了一下，露出几分不好意思的期盼神情：“几位同志，既然你们是搞高精尖控制的……我这儿有个自己瞎琢磨的难题，卡在控制电路上好几年了，能不能……请你们给指点指点？”
他的语气近乎恳求，眼神里闪烁着不甘的光芒。
“哦？什么难题？陈师傅不妨说来听听。”宋颜教授停下脚步。
老陈振奋起来：“几位请跟我来，在里间，是个实验模型，见不得人，就是我自己瞎琢磨的。”
他领着三人穿过车间，来到最里面的小工作间。
工作间很杂乱，堆满了各种废弃的零件、绕了一半的线圈、手绘的草图、以及一盒盒磁铁。
工作台中央，被台灯照亮的地方，摆放着一个奇怪的装置。
它被小心地固定在一个有机玻璃底座上。
首先映入眼帘的，是一个银白色、大约一元硬币大小的金属圆盘，厚度不过几毫米。
圆盘表面蚀刻出极其精细的花瓣形放射状沟槽，密密麻麻，肉眼粗略估计有几十个“花瓣”。
仔细看，每个“花瓣”状的沟槽里，都紧密地排列着比头发丝还细的漆包铜线，构成了精密的绕组图案。
绕组的走线异常复杂，显然经过精心设计，这应该是定子。
而在定子上方大约一毫米的空中，悬浮着一个更小的圆柱体，转子。
转子呈陀螺状，中间略鼓，两端稍尖，表面是暗沉的金黑色，像是某种金属。
它就那么静静地、稳稳地悬停在定子上方，没有任何物理接触。
“这……这是悬浮的？”谢凯瞪大了眼睛，几乎以为自己眼花了。
老陈的脸上焕发出一种近乎神圣的光彩，他小心地接通旁边的电源，调节了几个粗糙的旋钮。
只听一阵轻微的、高频的“嗡”声响起，极其微弱。
那枚悬浮的陀螺状转子，竟然开始缓缓旋转起来！
起初很慢，然后逐渐加速，越来越快，很快变成一片模糊的金黑色虚影。
但它始终稳稳地保持在定子上方那个位置，没有丝毫下坠或偏移的迹象。
“我的老天……”宋颜教授倒吸一口凉气，凑到最近处，死死盯着那旋转的虚影和下方精密的定子绕组。
吕辰只觉得头皮一阵发麻，心脏剧烈地跳动起来。
无刷直流电机？平面电机？磁悬浮电机？在这个年代，竟然有人用手工的方式，做出了这样一个原理验证模型！
“怎么做到的？”吕辰的声音有些干涩。
老陈激动地解释，语速很快：“原理其实……其实说起来也简单。定子绕组做成特殊的分布，通电后产生旋转磁场。转子是永磁体，跟着磁场转。关键是悬浮！”
他指着定子绕组图案：“我把绕组分成好几组，不光产生旋转的力矩，还同时产生一个向上的、托举的力。通过调节各组绕组的电流大小和相位，理论上就能让转子既转起来，又不掉下去。”
“但问题就出在这个‘调节’上！”老陈的语气转为苦恼，“要让转子稳稳悬浮，不上下左右乱飘，也不乱抖，需要根据转子实际位置，瞬间调整各组绕组的电流。这个检测、计算、反应的速度要求太高了！我用分离元件搭的电路，反应慢，不稳定，稍微有点干扰，或者转子负载一变，它就晃悠，甚至掉下来。现在这个模型，是在非常理想、静止无扰动的条件下，才能勉强悬浮旋转。”
他指着旁边木盒里那块布满电子管、继电器和飞线的控制板，苦笑道：“就这，已经是我能搞出来的最好电路了。要想真正能用，需要更快的检测元件、更灵敏的放大电路、更复杂的控制算法……我实在没辙了。厂里也觉得我这个想法太玄，不实用，不给更多资源。”
宋颜教授已经绕着工作台走了两圈，眼中精光闪烁：“检测转子位置……可以用霍尔元件，或者感应线圈检测磁场变化。快速计算和反应……这需要专用的控制电路，将来甚至可以用集成电路！”
他立刻看到了关键：“这不仅仅是悬浮，这是无刷直流电机和磁悬浮轴承的结合！陈师傅，你这个想法，价值巨大！如果成功，这意味着电机可以完全无机械接触，没有摩擦，没有磨损，理论寿命极长，转速可以做到非常高，维护需求极低！”
老陈连连点头：“对对对！我就是这么想的！没了轴承摩擦，转速就能上去！也没了磨损粉末污染环境，特别干净！”
吕辰从最初的震撼中冷静下来，思维飞速运转。
这种电机一旦成熟，应用场景将无比广阔：精密机床主轴、高速离心机、飞轮储能、甚至……未来光刻机的工件台和掩模台驱动！那需要的是纳米级定位精度和极高的运动速度，无摩擦、无迟滞的磁悬浮驱动，几乎是理想选择。
但是……
他的目光落在那个高速旋转、金黑色的转子上。
“陈师傅，这转子用的什么永磁材料？”吕辰问。
“铝镍钴。”老陈答道，“最好的那一小撮了，磁力还算可以，但……不够强，而且温度升高了磁力掉得厉害。”
吕辰的心沉了一下。果然。
“制约这个电机性能的，恐怕不只是控制电路。”吕辰缓缓说道，语气严肃，“更根本的，可能是转子的磁体材料。”
他想到了未来的钕铁硼永磁体，那是在八十年代才被发现的“磁王”。
在1962年，主流的永磁材料是铝镍钴、铁氧体，性能与钕铁硼相差甚远。
“铝镍钴的磁能积有限，温度稳定性也一般。”吕辰看着老陈，“如果想把这种电机做小、做精、做强，做到真正实用，必须要有性能跃迁的新型永磁材料。否则，控制电路再精巧，也像是用软弓射重箭，事倍功半。”
老陈愣了一下：“吕辰同志，你说到根子上了！我也觉得这磁铁差点意思，可咱们现在能用的就这些……，新材料，那得是材料研究所的事了。”
宋颜教授也从技术狂热中冷静下来，沉吟道：“小吕说得对。这是一个系统性问题。电机设计、控制电路、永磁材料，三者必须协同突破。”
他看向老陈，又看看吕辰和谢凯：“陈师傅，你看这样如何？我们红星所，全力协助你们解决控制电路问题。我们以你这个模型为基础，先不追求完美的悬浮，而是‘分步走’。”
“第一步，我们先做一个有轴的无刷直流电机原型。转子还是用铝镍钴，但我们给它加上机械轴承，先专注于实现精确的电子换向和转速控制。这一步，验证控制算法的可行性，把电路做稳定、做可靠。”
“接下来，我们尝试半轴或混合悬浮。比如，用一个机械轴承主要承受轴向力，用磁悬浮控制径向自由度，降低摩擦。这一步，积累磁悬浮控制的具体经验。”
“最后，才是完全无接触的全磁悬浮电机。每一步的成功，都为下一步奠定基础，降低风险。”
老陈连连点头：“好！这个法子稳当！一步一步来！”
宋颜教授点头：“关于新型高性能永磁材料的研究，回去后我立刻向所里汇报，建议将其列为重点预研课题，尽早开始探索。”
他总结道：“两条腿走路。控制电路和系统集成，我们与电机厂联合攻关。永磁材料，我们依托‘星河计划’的全国协作网络，发起攻坚。只有材料和系统双双突破，这个宝贝，才能真正变成驱动未来精密工业的强劲心脏。”
合作意向，在这个堆满杂物的车间小隔间里，以最务实的方式确定了。
下午，他们与电机厂技术科进行了一次简短的正式会谈，将上午与老陈达成的合作意向进行了通报，并敲定了初步的联络机制和资料交换方式。
厂领导对此表示支持，承诺为老陈的后续研究提供必要的条件。
傍晚，孙干事将三人送到西安火车站。
“宋教授，吕工，谢工，这次真是让你们见笑了，也多谢你们看得起老陈那个怪想法。”孙干事诚恳地说。
“不，孙干事，我们受益匪浅。”宋颜教授郑重道，“请转告陈师傅，我们回去后立刻开始工作。期待很快能带着初步的控制方案再来西安。”
“一定带到！”
汽笛长鸣，开往武汉的列车缓缓驶离站台。
西安古城墙的轮廓在车窗外逐渐后退，最终融入暮色。