第二百五十五章 渦槳發動機首飛二|三

第三卷

肖衛國和梅塞施密特看著眼前的這架試驗機,眼裡儘是欣喜之色,因為渦槳發動機一旦試飛成功,並投入批量生產的話,將會極大的提高龍魂兵工聯合體在航空發動機領域的統治地位!要知道風雷噴氣發動機雖然性能先進,但是它卻只適合用于軍用航空武器,特別是戰鬥機和轟炸機,而運輸機等飛機卻不適合使用渦噴發動機,因為渦噴發動機的油耗實在是太大了,這樣一個油老虎安裝在運輸機上或是客機上,經濟性很不好。

但是渦槳發動機就不同了,它的油耗並不比活塞發動機高,而且它的功率可以做到很大,將來甚至做出一萬馬力的渦槳發動機都不是問題,但是活塞發動機卻做不到。因為活塞發動機到了兩千多馬力,就已經會出現很多難以克服的技術問題了。比如說重量太大,就拿現在的活塞發動機技術來說,要實現2500馬力的功率,那麼它只能採用星形設計,而且缸體數量會越達到一個驚人的數目,十幾缸、甚至二十幾缸,這樣的話它的重量至少會達到2000公斤以上,而風雷渦槳發動機才700多公斤!而且活塞式的大功率發動機還存在發動機散熱困難,容易起火的問題,這個問題一直是大功率活塞發動機很難克服的技術問題,後來的美國B29轟炸機就是因為它使用的28缸超級星形活塞發動機過熱,導致在試飛過程中墜毀,並且批產以後也存在這個問題。

肖衛國笑道:「威利博士,你看咱們這架試驗機雖然怪異,但是它卻是可以為風雷渦槳發動機的定型起來決定性的作用!沒有它,風雷渦槳發動機只怕很難定型呢!」

梅塞施密特笑道:「它的確比噴氣發動機的試驗機還要怪,不過這次改動之後,試飛的風險將會更大,我想你還是不要親自上去,以免發生危險!」

肖衛國點點頭道:「嗯。這次試驗危險性很大,我自然不會以身試險,渦槳發動機在氣動和結構上均有其獨特之處,小流量、小通道引起的尺寸效應對壓氣機、渦輪性能及冷卻等產生不利影響;轉速高--高轉速給臨界共振、高速軸承、軸系、支承、葉片盤的疲勞強度等方面都帶來一系列新的問題;流動複雜--小渦輪葉片短葉型使得流動轉折加大。三維特性及黏性影響突出;冷效差--小渦輪葉片短而薄,相對外表面積大,而內部冷卻孔型很難布置,且冷氣流程短,因而冷卻效果隨尺寸減小而降低;需要進氣防護裝置,這些問題。到了天上會不會出現,我也沒有把握,希望這次試驗會像渦噴發動機一樣順利吧!有了渦槳發動機,我們的M40大型運輸機才會有更美好的前景!」

梅塞施密特道:「我們的風雷渦槳發動機,壽命長、油耗低、功率大,的確是一種理想的航空動力!我想它一旦投入批量生產,不但能夠用于軍事航空裝備,更能廣泛應用於民用航空器,造福於整個世界的人民呀!」

肖衛國沉聲道:「目前我們的風雷渦槳發動機,還是基於風雷噴氣發動機進行設計的。採用的是軸流式壓氣機,不過渦槳發動機要求壓氣機具有高的總增壓比,以獲得高的熱效率和單位功率。要不斷提高增壓比,壓氣機的結構形式也需要由純軸流式轉變成大量採用的若干級軸流加一級離心的組合式壓氣機。因為對於高增壓比的渦槳發動機來說,軸流壓氣機級數的增加使得壓氣機後幾級的尺寸效應愈加明顯,氣流損失增大,氣動性能顯著下降;而且多級軸流壓氣機的轉子跨度大,也會帶來轉子動力學上的困難。由於離心壓氣機的轉子結構剛性更好、抗外物能力更強,尺寸效應對離心壓氣機的影響不大,因此用它來取代後面的軸流壓氣機是有利的,在極小尺寸情況下,有必要全部採用離心壓氣機系統。現在我們的風雷渦槳發動機功率範圍偏大,我們還需要不斷補充渦槳發動機的產品系列,從500馬力到10000馬力,我們需要一個系列的渦槳發動機產品。以滿足不同的需要!」

梅塞施密特笑道:「我似乎已經看到了那一天,我們的航空發動機將佔據世界航空發動機的半壁江山!」

肖衛國點了點頭道:「那一天我相信會來臨的,不過現在我們要做的,還有很多工作。譬如說我們要儘早規劃好,以通用核心機技術研究列為重點,有了通用核心機。我們可以發展出渦槳、渦軸、渦噴甚至是渦扇發動機這幾個系列來。利用已有核心機發展不同類型發動機主要有兩個方面的優點,一是增加發動機的通用零件數,改善互換性,提高發動機可靠性,降低使用及維護成本,二是縮短髮動機的研製周期,大幅度降低研製經費,降低發動機研製風險。」

梅塞施密特驚訝地道:「哦,還可以這樣?這個核心機研究看來很重要啊!」

肖衛國笑道:「沒錯!航空渦軸、渦槳、渦扇、渦噴發動機都屬於燃氣渦輪發動機範疇,但渦軸和渦槳發動機與渦噴、渦扇發動機之間因分別是產生推力或功率而仍有很多不同,主要是,渦噴、渦扇發動機既是熱機又是推進器,渦軸發動機只是熱機,渦槳發動機因只產生很少部分推力,也基本可認為只是熱機。渦軸和渦槳發動機所裝的飛機飛行速度相對不高,發動機的迎風面積稍大一點不至於引起嚴重問題;而在各種速度更高的飛機中,則要求渦扇(渦噴)發動機、特別是渦噴發動機的迎風面積更小,渦軸、渦槳、渦噴發動機只有2個熱力循環參數,即總壓比和渦輪前溫度,而渦扇發動機有4個熱力循環參數,即總壓比、渦輪前溫度、涵道比和風扇壓比,與渦扇、渦噴發動機不同,渦軸/渦槳發動機的轉動部件與發動機外的其它動部件,如直升機傳動系統、旋翼或螺旋槳,還有機械連接。所以有了核心機,還需要很多工作,特別是基礎研究工作要做!」

梅塞施密特聽得很仔細,一個詞也沒有漏掉,當他聽到渦扇發動機和直升機的時候,便有些疑惑地道:「菲利普,這渦扇發動機和直升機又是什麼新鮮名詞?快說來聽聽!」

肖衛國也突然發現自己竟然把未來的航空發動機和航空器都說了出來,還好梅塞施密特已經習慣了自己突然就搞出一種新的東西來。於是他笑了笑道:「威利博士,所謂的渦扇發動機,也就是在渦噴發動機的外面再加一個大風扇,利用渦輪帶動發動機前面的風扇轉動,從而產生推力,氣流分叉成兩股。一股是不經過燃燒室的,直接流向發動機尾部,這部分氣流是風扇產生的。另一部分則是由燃燒室的空氣瞬間膨脹加壓產生的,這部分的氣流和渦噴發動機的原理是一樣的。但是與渦噴發動機不同的是,渦扇發動機的大部分推力來自於風扇產生的氣流。渦扇發動機經濟性比渦噴好,但是它的設計製造更加複雜,以我們目前的技術水平是很難完成的。」

看到梅塞施密特一臉震驚的表情,肖衛國接著道:「威利博士,咱們不要急,飯要一口一口吃!這航空發動機更是這樣。再說直升機,直升機是一種可以垂直起飛和降落,並可以在空中懸停的飛行器,實際上達芬奇早就設計出了直升機的基本結構,只不過直升機的技術難度也很大,直到現在也沒有出現。當然,最主要的還是發動機問題,有了大功率的渦軸發動機,這一切將變得容易起來。直升機主要由機體和旋翼、尾槳、動力、傳動三大系統以及機載飛行設備等組成。旋翼一般由渦輪軸發動機通過由傳動軸及減速器等組成的機械傳動系統來驅動,也可由槳尖噴氣產生的反作用力來驅動。」

梅塞施密特驚嘆道:「這直升機是一個好東西呀!它的優點太明顯了,咱們一定要研製這種飛行器。我想它一定會大有用途的!」

肖衛國笑道:「直升機的突出特點是可以做低空、低速和機頭方向不變的機動飛行,特別是可在小面積場地垂直起降,由於這些特點使其具有廣闊的用途及發展前景。在軍用方面可用於對地攻擊、機降登陸、武器運送、後勤支援、戰場救護、偵察巡邏、指揮控制、通信聯絡等。在民用方面應用於短途運輸、醫療救護、緊急營救、吊裝設備等。但直升機相對飛機而言,振動和雜訊水平較高、維護檢修工作量較大、使用成本較高,速度較低,航程較短。並且在設計和製造方面還有很多技術困難!」

梅塞施密特想了想,大笑道:「我明白了。其實達芬奇在1475年畫的一張關於飛行自行車的想像圖,就是你說的這種直升機呀。這是一個用上漿亞麻布製成的巨大螺旋體,看上去好像一個巨大的螺絲釘。它以彈簧為動力旋轉,當達到一定轉速時,就會把機體帶到空中。駕駛員站在底盤上,拉動鋼絲繩,以改變飛行方向。還有1907年,法國人保羅科爾尼研製出一架全尺寸載人飛行自行車,並在同年試飛成功,這架直升機名為飛行自行車。實際上也就是你說的直升機了,它不僅靠自身動力離開地面0.3米,完成了垂直升空,而且還連續飛行了20秒鐘,實現了自由飛行。不過,這些所謂的直升機都不能算是真正的成功,距離實際應用太遙遠了。咱們真能搞得出來?」

肖衛國點點頭道:「沒錯,只要我們的渦軸發動機成功研製出來,問題就不大了。因為直升機的動力源採用活塞式發動機,就不免存在發動機功率小。比功率低,直升機機體就不能做成全金屬的。那樣就會壽命短,速度慢,應用性不強。所以,一切都要等到有了渦軸發動機才有可能。」

正在這時,試驗人員們已經做好了準備工作。機組成員也做好了準備,他們走過來向肖衛國和梅塞施密特報告準備情況,並請求起飛!

肖衛國點了點頭道:「好了,相信你們都知道這次試飛,危險性有多大!所以你們一定要小心謹慎地操作。如果有問題的話立即通過電台聯繫,如果出現飛機無法控制的意外情況,你們要立即選擇跳傘。這次試飛你們每個人都準備了降落傘,但是風險同樣很大!所以,你們參與試驗的每一個人,都有1000美元的特別獎金,如果發生意外,你們的家人也將獲得1萬美元補償。不過,我希望你們的家人最好不要得到這1萬美元,我希望你們帶著這架試驗飛機順利地飛回來,為我們的渦槳發動機定型開一個好頭!你們有沒有信心?」

肖衛國的話音一落,幾名參與試驗的飛行員和試驗人員都大聲喊道:「我們有信心!」

肖衛國滿意地道:「你們的精神可嘉!這就是我們的龍魂精神,我們企業文化已經深入人心了!我感到很高興,我祝福你們首次試飛取得成功!」

梅塞施密特也笑道:「大家不要緊張!要相信我們的技術實力,雖然這架飛機經過了大量的改裝,但是我們的飛機質量很好!我相信就是拿掉一台發動機,它也能夠起飛,並且順利返航!我們在這裡等你們歸來!」

飛行員和測試人員都激動不已,雖然這次試飛風險很大,但是他們也深感龍魂兵工企業對他們的厚待,一千美元的獎金可是一個巨額的獎金,除了龍魂兵工有哪家公司能這樣做?另外,參與世界上最先進的渦槳發動機試飛,本來就是一件可以載入航空史冊的事情,又有誰會不願意呢?

看著八名機組成員小步跑向m30運輸機改裝成為渦槳發動機試驗飛機,肖衛國不禁感慨萬千!今天,是一個值得銘記的日子,它使得渦槳發動機提前十幾年出現在這個世界上!從此它將改變世界航空工業的發展!特別是航空運輸業,將會因為渦槳運輸機的出現,而進入一個巨大的飛躍發展時代。