第42章 感受被公式支配的恐惧
陈易說起自己之前冲刺太空的无人机引擎。
虽然這款引擎,因为低温热强化材料的特性,定型之后无法拆卸和破坏,耐久度也不行。
但這并不影响,把這款引擎蕴含的涡喷+冲压的技术,应用到其他引擎的设计上面。
“冲刺太空的引擎?”
“结合了涡喷+冲压?”
一個個的专家院士瞪大眼睛,扭头看向跟陈易接触比较多的张教授。
当看到张教授跟着点头之后,全部人都无语了。
感情旋转爆震引擎都不是重点,大气层的离子推进无人机也不是关键。
在這之前,就已经有了涡喷冲压双组合的超级引擎。
“我记得,你的這款发动机是使用了特殊的应力材料。
之前保密部门暗中采购几台,還過去翼飞的工厂调查了,這事情你也知道。
我当时還研究過一阵,但因为应力材料无法拆卸研究,后续因为登月无人机,這款引擎就暂时搁置了。”
张教授回忆起這款引擎的情报。
“這個事情我知道。
但我现在要說的是這款引擎的内部气动布局。
這個布局和结构,就是把涡喷和冲压特性结合起来的关键。”
陈易在旁边拿過纸和笔,画了一個特殊的涡轮叶片结构,然后在旁边标上一個個的流体公式和气动参数。
对于冲刺太空的引擎,陈易之前读取過技术信息。
只不過一开始只能照猫画虎,知其然而不知其所以然。
直到他读取了其他气动布局,旋转爆震引擎的信息,還有通過虚拟学习对飞行器,引擎,气动布局等领域进行深入性的研究。
陈易才真正明白冲刺太空引擎的奥秘。
這是一款打通涡喷和冲压的壁障,可以实现涡喷,冲压组合的引擎技术。
如果对飞行器引擎研究足够深,对涡扇跟涡喷结合的可变循环发动机,還有旋转爆震发动机进行融会贯通。
甚至可以造出结合涡扇+涡喷+亚冲压+超冲压+旋转爆震的发动机特性,设计制造出一款全天候,全空域,地空星三位一体的引擎。
张教授等一群人围了過来。
陈易画的涡轮叶片只看了一眼,注意力就放到旁边的参数和公式上面。
对于大佬来說,手绘的图片信息并不精准,真正的关键還得看参数和公式。
“這是,涡轮扇叶的气动参数和空气流体公式?”
研究一会儿,张教授有些不确定地提成自己的看法。
不确定,這是因为上面的参数就是气动参数,公式也是流体方程相关的公式。
但這個公式的內容,他作为一個飞行器设计和引擎设计,对流体有一定深入研究的专家,却从未见過。
“的确是流体的公式,還是一個全新的流体公式。”
這时,旁边一位对流体力学研究更深入的院士接上话,肯定了流体公式的答案。
“对,這是一個全新的气动流体公式。
旁边的涡轮叶片就是根据這個公式,制造出来的特殊涡轮叶片。
当然,我不是绘画专业,手绘的不精准。
我就大概口述讲一下這個公式的作用和涡轮叶片的结构作用。”
陈易点点头,拿起笔一边补充公式的细节,一边讲解。
“我們都知道,涡轮发动机是通過叶片,对引擎的进气流进行压缩增压。
而冲压发动机,则是通過收缩性的冲压结构,对引擎的进气流进行压缩增压。
但有沒有一种可能,涡轮叶片,在特定的條件之下变成特殊的冲压结构,从而实现涡轮和冲压发动机的组合?”
“這不可能!”
“从来沒听過還能這样!”
陈易的话刚說完,周围的一群专家就忍不住呼喊。
“沒有什么不可能。
气动流体力学的流体连续性方程,ns方程,我們還沒有研究透全部的奥秘。”
陈易一脸平静的回答:“对于這些沒有研究透,還有许多处于未知状态的领域,沒有什么事情是不可能。
现在這個公式,就是流体连续性方程,ns方程的一個新的补充,一個新的奥秘。”
对陈易了解比较多的张教授,倒是沒怀疑陈易的话。
看着陈易补充的公式细节,思考一会儿說道:“你是說,通過特殊的气动布局和叶片结构。
当进气流到达3马赫的涡喷极限时。
涡轮叶片的结构就会自适应的调整变化,形成一种收缩内凹的冲压结构?
原先的涡喷发动机结构就变成冲压发动机结构?”
“对,但沒有规定硬性要3马赫。
如果对叶片的结构进行一定的调整。
這個数值也可以由3马赫变成0.9马赫,强度足够的话,5马赫也行。”
陈易点点头。
0.9马赫,這是涡扇发动机的分界点,超過0.9马赫,涡喷结构的效率和性能就会超越涡扇。
3马赫,這是涡喷发动机的分界点。
超過這個分界点,超音速的进气不等到达燃烧室,在涡轮叶片就会因为過度压缩提前燃烧,导致发动机失速。
所以常规的涡喷发动机,速度极限就是3马赫。
超過3马赫,這就必须换成冲压发动机。
而5马赫,這又是亚燃冲压发动机跟超燃冲压发动机的界限。
“這样的结构,对材料的要求很高啊。”
一位对材料研究比较深的专家院士,心裡估算一番之后,眉头不由皱起。
原先的冲压发动机,冲压结构是一堵铁片墙。
但现在却要换成一個個的铁片,再通過铁片之间的结构形成一堵墙,同时還要有墙的强度。
如此设计,不需要试验,只是想象就能明白,对材料的要求有多高。
“材料强度确实要提高一些。
不過因为這种结构不是全冲压结构,不是完全依靠结构硬抗。
而是通過叶片跟发动机的侧壁,存在的微小间隙形成的外涵道,還有中心内缩形成的压缩主涵道,两個涵道之间的压力维持结构的稳定。
這样材料强度,亚冲压提升百分之5到8,超燃冲压提升百分之10到15就能满足需求。”
陈易說着,沒找到黑板,直接用笔在墙上写下一行行的参数和计算公式,以此来证明自己的描述。
這世界上,除了那些海誓山盟,分手之后打雷天不敢出门的情话。
其他沒有什么描述,能比数学公式更具有证明性和权威性。
“......”
旁边,看着陈易這一言不合就写公式的行为。
张教授跟其他的专家院士相视一眼,眼裡都不由露出几分无奈和怀念。
這种感觉,好像年轻哪会儿,上大学时跟着导师学习的时候。
那时候,讲台上面的导师也是這样,一言不合就丢公式。
密密麻麻的公式,把他们這一群当时的小萌新,折磨的欲仙欲死,痛不欲生。
沒想到几十年過去了。
他们都已经混成专家教授,院士高工,成为国家科研领域新的顶梁柱。
還能重温一遍,当年這被导师公式支配的感觉。
一個多小时過去,陈易写完了。
两個小时過去,三個小时過去,五個小时過去
耗费了五個多小时的時間。
通過這些公式,张教授等人终于理解了陈易描述的方案。
简单理解,這就像是一個可以自主适应风速的压缩扇叶。
如果吹到扇叶的风比较小,扇叶就会维持扇叶的结构,通過扇叶的旋转对吹過来的风进行压缩增压。
要是吹過的风太猛,扇叶就会在中心处裂开,形成一個内凹的收缩通道,借助收缩的通道结构,对吹過来的风进行压缩增压。
但扇叶要进行活动旋转。
扇叶跟周围的侧壁必须存在活动间隙。
在扇叶中心处裂开,形成压缩通道时,這個间隙就会形成一個外通道。
两個通道之间的压力平衡,再进一步维持压缩通道的结构平衡。
這就如同夹在两股气流中间的物体,只要两边的气流不失衡,处于中间的物体自然也是要多稳定有多稳定。
這其中扇叶的气动设计和结构设计,可以决定。
扇叶是在气流0.9马赫的时候裂开,還是在3马赫的时候裂开,或者在5马赫时裂开。
是设计一级扇叶,還是设计两级扇叶,三级扇叶,每片扇叶的裂开速度又各有什么不同。
這些不同的扇叶设计和对应的裂开速度,就是把涡扇、涡喷、亚冲压,超冲压等多种发动机性能特性组合在一起的关键点。
当然,這只是基础的原理。
要想在发动机内实现這样的结构,单单看陈易写满几十米墙壁的公式,就能明白其中的难处。
這原理到实现的难度,就像是告诉你。
你吹起一個气球,然后松开气球口,气球飞走了。
好了,你已经明白喷气产生推力的原理,請你自主设计一款超音速战机
“好了,都别看了。”
张教授在陈易的海洋中挣脱开来,深呼一口气,对全部人說道。
“我們要先通知保密部门,把這些公式拍下来进行绝密保存。”
“這面墙壁呢?”
“推了,融了,做成玻璃,再敲碎深埋......”
张教授有些疲倦地揉了揉发胀的脑袋,转头对陈易竖起大拇指。
“小子好样的。”
“能让我們這群老家伙都回忆起学生时代,再次感受到被公式支配的恐惧,全世界估计就你一個人了。”
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