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第455章 没有短板


钱学林从桌上拿起一份资料,是他自己带来的,封面上没有标题,只有一串编号。直接开口。

“你在论文里提到涡轮-冲压组合发动机的结构设计,说涡轮发动机负责低速段,冲压发动机负责高速段,中间有一个模态转换的过程。我理解这个思路,但我有个问题,模态转换点,你放在多少马赫数?基准是什么?”

时珈一对这篇论文的记忆很深刻的,只是华国目前没有办法突破而已。

她说道:“我是在0-3.5的范围内做关键参数的。”

“涡轮发动在马赫数2.5以上推力会急剧衰减,而冲压发动机在马赫数2.0之后效率才开始上升。所以,我把模态转换点定在Ma2.0到2.5的过渡区。”

“在这个区间内,我让两个通道同时工作。可以有效避开涡轮发动机在2.5以上的热负荷极限,又填补了冲压发动机在1.5以下的启动空白。虽然这会让结构变得极其复杂,但它换来的是从0到3.5马赫数包线内,绝对没有推力中断!”

什么是推力中断,就是飞机在空中停车。

在涡轮-冲压组合发动机的切换瞬间,如果发生推力中断,后果是灾难性的。

因为冲压发动机在低速下无法独立维持飞行,而涡轮发动机又已经退出。

如果在这个交接点发生推力中断,飞机会瞬间失去所有升力来源,直接导致飞行器失控解体。

时珈一的话音落下,办公室里安静了片刻。

钱学林没有立刻接话,他翻阅着手中的资料,陷入沉思。

“你既然把模态转换点定在2.0到2.5之间,那你有没有算过,在这个过渡区里,两个通道同时工作时,进气道怎么设计?激波锥怎么调?”

他的意思就是,当涡轮和冲压两个引擎同时吸气换挡的时候,进气口怎么设计?或者说里面那个用来调节风量的激波锥怎么动比较合适。

这篇论文里,并没有写到这么详细,因为她当时写的只是一篇理论论文。

并且,她还把进气道的技术障碍标记出来了,至于后续研究,那是苏国官方的事。

但是钱先生既然问了这个问题,时珈一自然不吝啬自己的个人想法。

“进气道方案我的论文中并没有写,但是,我预想的是最好采用可调激波锥设计,通过轴向移动锥体来改变激波系的位置和强度,从而匹配不同马赫数下的流量需求。”

“在2.0马赫以下,激波锥处于收缩位置,气流先经过一道斜激波减速,再进入涡轮通道。在2.5马赫以上,激波锥前移,形成三道激波系,气流速度降到亚音速,进入冲压通道。”

钱学森听的眼睛一亮,这个想法非常新颖。

准确的说,时珈一就是想设计一个能前后滑动的锥子,锥子往后缩,让风稍微减个速,吹给涡轮引擎。

锥子往前顶,把狂风切成三道减速波,把超音速气流强行压成亚音速,再灌给冲压引擎。

他追问:“那密封问题怎么解决?激波锥既然要移动,就一定有缝隙。缝隙大了,气流泄漏,压缩效率下降。缝隙小了,热膨胀卡死,整个进气道报废。”

时珈一自信一笑,冲他晃了晃两根手指:“嘿嘿,其实我考虑过两种方案了。”

“一种是采用多重波纹管密封,在锥体和壳体之间做一个柔性密封段,能补偿轴向移动和径向热膨胀。”

“另一种是在锥体表面加装高温耐磨涂层,靠涂层自身的微变形来填充间隙。两种方案都做了初步计算,前者密封效果好但寿命有限,后者寿命长但加工难度高。”

“当然,如果非要选一个,我倾向于后者。因为加工难度高的问题,可以用我之前传回国内的超声振动切削技术来解决。”

钱学森也毫不吝啬的给出官方认证:“你那个超声振动切削技术,现在国内已经在验证了。我上次在研究所看到过一组实验数据,用超声振动辅助加工高硬度材料,表面粗糙度比普通车削低了将近一个数量级,刀具磨损也明显减少。如果这项技术能成熟定型,激波锥的密封面加工确实能保证足够的精度和一致性。”

时珈一听得开心极了,在椅子上坐着都能看出兴奋感来。

她又提醒道:“其实除了进气道的可调激波锥的问题之外,我上面也写了,材料、燃烧室、以及控制器都有不小的障碍。”

“就算我之前提供了那么多工艺计划,但是涡轮叶片耐温能力,主要靠材料,工艺是次要的。哪怕加工精度再高,叶片本身的基体材料扛不住一千两百度以上的燃气温度,还是白搭。所以这一项,工艺帮不上太大的忙。”

钱学森边听边微微点头。他很清楚这个事实,材料是研究中最难的的一关。

没有打断她,时珈一便继续说了下去。

“超音速燃烧室的控制。这个问题最主要的是控制系统。超音速气流的燃烧不稳定,本质是一个快速变化的非线性过程。”

“如果控制器响应时间太慢,燃烧室就会在毫秒级的时间尺度上出现压力振荡,导致火焰吹熄或爆震。而如果我重新设计一套针对燃烧室的控制系统,把数字部分的弹道解算精度和模拟部分的实时响应速度结合起来,就有可能在这个时间尺度上做出反应。”

她说到这里,自己都觉得这个想法有点大,于是有些尴尬地笑了笑:“其实我自己也不确定这个方案能不能落地,因为整个系统需要的传感器和执行机构数量太多了,对系统的可靠性要求极高。但方向绝对是对的。”

不然为什么美帝当初能做出来,说到底就是人家底子厚,有资金能支撑所有的研究,但是华国目前一分钱都是弄成三份花,所以时珈一并没有把这个设计完善下去。

最主要的,还是国家战略方向是导弹。


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