大国无疆-第116章
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气共同产生反作用推力的脚涡轮风扇发动机，利用螺旋桨提供拉力和喷气反作用力提供推力的称之为涡轮螺旋桨发动机，最后一种是由燃气通过动力涡轮输出轴功率的叫涡轮轴发动机。当然，这就是喷气式发动机的四大分类，也是仅有的四类。”
“我们可以认识到的是对于喷气式发动机而言，其压气机的增压比是很重要。”说到这儿，农达平示意助手为他挂起第一幅概念设想图，这幅画是属于中航动力对于涡轮喷气发动机的概念性设计草图。
“我们从图可以得知，由压气机、燃烧室和驱动压气机的燃气涡轮都是异常重要的，我们不妨从此之后称之为核心机。顺着我的指示棒往下看，大家可以注意到核心机出口燃气将会直接宰喷管中膨胀，使得燃气可用能量转变为高速喷出气流的动能，由此产生巨大的反作用推力。如果我们在此加装一个加力燃烧室，那该发动机在一定时间内将会功率大增，装配该发动机的飞机速度将会陡然提升很大一截，这对战斗机而言，可谓是非常重要的。”
“当然，刚才所讲的还都是臆想和揣测，我们从理论上证明的东西不见得实际上真的可以实现。但是我们可以注意到的是，涡轮喷气发动机可以有离心式、轴流式，当然也可按转子结构不同分为单双两种转子发动机，但考评发动机主要性能指标的是始终不变的，推力、耗油率和推重比，要想做好该型发动机，又必须回到刚才我所说的问题，压气机的增压比很重要，当然其他部件的效率也很重要。”
挂上第二幅画后，农达平喝了口水润润喉喉才开讲：“按照这张图纸，我们可以看到涡轮风扇发动机是由单级或多级风扇、压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮、排气系统组成，将压气机、燃烧室和高压涡轮定义为核心机后，可以得出的是该型发动机必将有两大进气道。”
“由核心机组成的是内涵道，围绕它的是外涵道。核心机出口燃气在核心机后的低压涡轮中进一步膨胀做功，用于带动外涵道风扇，使得外涵道的气流喷射速度增加，而剩余的可用能量便在喷管中转化为高速喷流的动能，这两股气流同时产生推力。流经两个涵道的气流量比称之为涵道比，该比例越大耗油率定然很低，不过发动机的迎风面必将很大，反之亦然。该型发动机可以预料到的是，它将比涡轮喷气式的工质流量大、喷射速度低、推进效率高、耗油率而且推力也很大，不过他的迎风面始终是个问题，用咱们的话说就是只能装于大型飞机，而不是要求高速的战斗用途飞机。”
“在谈论涡轮螺旋桨飞机之前，我想大家也应该清楚我公司内部的一些所谓的谣言，我们暂且不论各种谣言论断的好坏，但我不得不说的是也就是因为涡轮螺旋桨发动机的相关研究，正是因为它过于出色的理论研究结果，才导致我公司内技术人员们立马各有所好，分设更多研究部门的小道消息才不胫而走。但此时我们跳过该问题，先说说为什么这涡桨发动机如此令人着迷。”
“涡轮螺旋桨发动机和前两种一样，也是要有压气机燃烧室什么的，不过更具特色的是它要有减速器和螺旋桨等部件，这种发动靠动力涡轮把核心机出口燃气大部分转化为轴功率，用以驱动空气螺旋桨旋转，而少部分燃气则在喷管中转化为气流动能，直接产生反作用推力。也正是因为动力涡轮转速太高，而螺旋桨的转速较低，所以才需要安装减速比在十以上的减速装置。”
“该类发动机和活塞式航空发动机相比起来，重量更轻而且震动更小，尤其是高空飞行中更优于活塞式，同样在时速不超过八百的飞机上装备使用，涡桨式发动机虽有一点耗油率高的劣势，但是在使用性能上却远远高出活塞式，有了涡轮风扇发动机装配大型飞机使用，活塞式发动机就剩下小型飞机一种用途，都但更高、更远的飞行要求，只能让活塞式前途更加暗淡。总之，无论他是谁液冷还是气冷，都要甘败下风。”
“和涡桨发动机结构和原理都基本相同的涡轮轴发动机，它和涡桨唯一的不同就是它将核心机出口的燃气所含全部可用能量都提供给了动力涡轮，通过主减速器后发动机的输出功率可传给旋翼和尾桨，这效率肯定比装备活塞式发动机好得多，而且重量轻、耗油率低、维护自然也方便，能满足直升机做起飞、爬高、悬停等大功率状态下的工作，当然前提是西科斯基所领团队研究的直升机构造是这样，如果不是，发动机的功率也可以传给其他，不一定是旋翼和尾桨。总之，直升机上用涡轮轴发动机是绝对没错的……”
听到这儿，张宇差点忍不住笑了出来，这农达平也不分这是什么时候，说着说着竟然有开始推销自己产品的倾向了，不过看到西科斯基也是笑呵呵的频频点头，张宇实在觉得这农达平应该去做商人，怎么会当起了中航动力首席技术官。
“所以，你们的的计划就是真要构建五大科研部门，对五大发动机展开全面研究？”
听了半天后，王助已经有了一些疑问不吐不快，不过就怕张宇有问题要问，所以一直憋着，不过看了张宇几眼后，发现张宇坐在那儿就跟一尊菩萨似地，不会干涉他们的会议，这才开始问起来。
“不，我们只是要分化出五个科研方向，而不是五大科研部门。当然活塞式是必须要独立出来自成一家的，有不少人始终专注于活塞发动机，我们也才刚走上活塞式道路不久，这个领域还有太多地方没有发掘、还有不少课题没有攻克，相信他们会用时间和精力将活塞式这个领域专研透彻…”
“另一方面，正如我刚才说汇报的一样。无论是涡喷、涡扇，还是涡桨、涡轴，他们都有很多的共同之处，我们需要集中力量攻克其中重要难点，比如说核心机方面的技术，具备一定基础的前提下，才会过渡到不同的发展方向。也就是说我们公司计划的是，两个科技攻关体系，五个发展方向。”
农达平给出的答案非常明了，在场众人都纷纷表示赞赏，不过完王助此时又有话说了：“本来集团就是这么考虑的，没想到你们既然自己已经有了这方面的想法，不妨在一定时期内拿出一套切实可行的方案出来，我们也好以最快的速度予以审议通过。西科斯基他们已经有了不小的研究进展，他们希望作为飞机核心的发动机方面也能加快速度。”
“我可以让西科斯基和科恩达先生到我们那儿去看看，把项目组直接设在我们公司也行。反正这直升机和喷气机都是集团长远计划中的大项，既然是一时半会儿是不会也不用出成绩的，咱们何不妨团结紧密一点，飞机理论研究和发动机技术攻关整合在一起，这样更有利于彼此进步……”
“你干脆说应该多拨付一点经费得了！”
此话一出，众人纷纷大笑起来，农达平是一个地地道道的技术人才，但他的脑子里却是时刻刻有着商人‘贪得无厌、狡诈异常’的小诡计，巴点不得最好的条件、最优秀的人才都给他，都要撑死了却还在说肚子饿。
ps：最近更新量变少，不是什么河蟹原因，而是小子也是人，我也需要生活，在紧张的现实中要腾出时间来写作实在不易，还要腾出时间查阅、核定一些东西实在不易，翻过了五十万字大关还要继续坚持，付出了快三个月的义务心血我都没有放弃，这已经证明我对书不变的信心和小子的毅力，一路走到现在非常感谢大家的支持，也请大家继续支持小子，别忘了明天又是周四了，小子也一定践行诺言实现双更，今天四千多一点点，实在有些少而且还是昨天的残羹，真是不好意思了。
第八十七章 风雨兼程
“由于我们研究的项目已经超出了当前我们对大气物理性质的了解程度，当飞行速度超过一定程度的时候，我们相信一切都有所改变，而且我们必须对这些改变加以重视，否则无法实现超音速飞行，没有这样的飞行能力，研究喷气式飞机又有何用？所以我们在研究的开始，就非常重视飞行环境、飞行条件等方面的研究。”
大气的状态参数是指其压强、温度和密度，这些参数随着飞行高度的变化而变化，它们作用在飞机上的空气动力大小有影响，也对飞机喷气式发动机所产生推力大小有很大程度的影响。
每一个大气分子都有着自己的位置、速度和能量。分子之间的联系非常微弱，且没有自己固定外形。然而当飞行器在这种介质中运动时，其外形尺寸远远大于分子的自由行程，所以研究飞行器与大气之间的相对运动时，可将分子之间的距离看似为零，也就是说把气体看成连续的介质。
相邻大气层之间相互运动时所产生的牵扯作用力，叫做大气的内摩擦力，也叫做大气的粘着力。这种大气的粘性是空气在流动中所表现出来的一种常见物理性质，而大气流过物体时所产生的摩擦阻力恰恰与大气粘性有关，像飞机这样在空气中快速运动的物体，空气粘性作用在飞机外表面的摩擦阻力就不再是一个可以忽略不计的小数字，必须加以重视和考虑。
气体的可压缩性是指气体的压强改变时，它的密度和体积改变的性质。一般都认为液体是不可压缩的，而气体对这种变化的反应很大，所以认为气体都是可压缩的。当大气流过飞行器表面的时候，由于飞行器对大气的压缩作用，大气压强会产生变化，密度也随之产生波动。当气流的速度较小时，压强的变化量不大，密度的变化也很小，所以研究大气低速流动有关问题时，可以不考虑大气的可压缩性。而气流速度快的时候，则应该大加考虑了。
声速是指声波在物体中传播的速度，一个振动的声源在介质中传播时产生的疏密波，即压缩与膨胀相间的波。人能听到空气中传来的各种声音，也就是因为空气被压缩和膨胀的结果。飞机在空气中飞行时会把前进中所碰到的空气微团推开，并把这些微团压缩，物体继续向前运动，被推开、压紧的微团将膨胀开来，回到原来的位置。所以飞机飞行时，围绕它的空气将一直产生振动的疏密波。
声速是考虑空气压缩程度的一个重要因素，声速越大空气就越来被压缩。另一个因素就是飞行器的速度，运动速度越快，则施加给空气的压力越大，空气被压缩得救越厉害。将这些因素综合起来，就是一个很特别的数学方程。
马赫数Ma等于飞行器在一定高度的速度除以该处的声速，马赫数越大则表示空气被压缩地越厉害。当马赫数小于等于0。4的时候，空气压缩性影响并不大，即可认为空气是不可压缩的。而当马赫数大于0。4之后，研究飞行器的动力大小就必须考虑到空气的可压缩性影响，尤其是在进入跨音速飞行之后，因为压缩性会产生一种称之为激波的独特流动现象，这将对飞行器的空气动力和外形设计带来重大影响。
“低速飞行，飞机与空气之间的相互影响是一个渐进的过程，视空气为不可压缩。而高速飞行时，飞机突然来到跟前，空气无法让开，只能突然地遭到强烈的压缩，其压力、密度和温度都会陡然升高，相对于飞机的流速则突然降低。这种从无变化到有变化的分界面，就叫做激波。”
“激波又分为正激波、斜激波、圆锥激波。然而在超音速飞行时，气流因阻滞而产生激波，因膨胀而产生膨胀波。激波可以说是超音速气流减速时通常产生的现象，膨胀波是其加速时所必然产生的现象。激波使波前、波后参数发生突跃式变化，气流穿过，激波时受到突然的压缩，压强和密度温度都升高，速度和马赫数下降。然而膨胀波波前、波后参数发生的却是连续性变化。”
“还有一点，激波虽然厚度很小，但气流流过激波时，在激波内部气体黏性引起的内摩擦却很强烈，气流的部分机械能会因为消耗于摩擦而变成热能，继而使自身温度急剧上升，此现象称之为气动力加热。但膨胀波却没有上述损失，这种损失类似于附面层，因气体黏性而让气体动能变为热能，造成了动能的损失，可将这一损失所引起的阻力称之为激波阻力，简称波阻。”
张宇很少过问王助他们的研究进度，他知道王助对喷气式飞机更感兴趣，肯定了解很多科恩达项目组的研究进度，不过难得有机会在中航里逗留，强烈的好奇心还是驱使他过问起了研究进度，不过在此之前王助还悉心的为他讲解了一些理论知识，估计是王助担心张宇一会儿听不懂，所以才说教了一番高速飞行相关知识理论。
“我想，如果不出意外，波阻出现在飞机发展的道路上，必然会成为一个巨大的、难以逾越的障碍。”
