第401章 新飞机和科研的意义

朱简烜审阅完长子朱靖坤的报告,对相应事宜做出针对性的决定之后,抬头看了一眼墙上的日历和钟表。

就决定不在这个已经足够热闹的年前再给官员们加担子了。

这两年他们忙着组建占领区的行政机构,还要搞拆分提刑按察使司,设立独立判官系统的改革,已经非常忙碌了。

等来年开年之后,再给他们安排这些新任务吧。

与此同时,自己正好准备一些另外的事情。

朱简烜招来了两个大学士,让他们根据自己的吩咐,重新整理了朱靖坤的报告。

撇开将朱靖坤的分析和建议,把他的调查过程和发现的情况抄录下来,发给自己所有十五岁以上的儿子。

让他们根据这些情况,写一份自己的分析和建议,过节之前用交给自己。

这东西相当于他们的寒假作业了。

第二天上午,朱简烜起床用膳之后,乘车穿过北苑新宫,去了新宫西对过的工程院和科学院。

朱简烜搬家之前,工程院和工程院总部的办公地点,都在旧紫禁城西南角。

搬家之后,两院的驻地也跟着一起搬了,都是朱简烜要求的,就是为了展示自己对科研和工程的重视。

朱简烜仍然保持着几十年来的习惯,隔三差五的到工程院和科学院转一圈。

了解目前的科研和工程进度,提提建议和要求。

朱简烜的尊重加上科学院和工程院的实际成就,导致大明的高级工匠在朝廷上的地位极高,高级官僚一样甚至更高。

不过除了少部分工匠会进入工程、建设、科技相关部门任职外,大部分普通工匠并没有行政权力。

朱简烜经常进工程院和科学院,所以并不会让这里的官员和工匠提前迎接。

朱简烜都是坐车进了两个大院之后,就直接去会议室和办公室了,甚至可能直接进实验室去。

大部分工匠该干什么继续干什么,负责管理和接待的会出来陪着朱简烜,给朱简烜介绍他比较关注的项目。

今天还是朱简烜的第一代弟子中的汪莱,与新生代的优秀科研工匠郑复光一起,陪着朱简烜到处参观。

朱简烜今天先去了涡轮实验室,去看了一下正在继续升级研发中的新一代的涡轮发动机。

从天工十五年,涡轮发动机项目正式启动算起,到现在为止已经整整十年了。

如果从基础理论的预研、原理可行性验证算起,时间就更长了。

由于准备的足够充分,还有正确的方向和正确的思路,又有财力和人员上的鼎力支持,项目进行的颇为顺利。

实验室在项目正式启动当年,就做出了三台能够持续运行原型机。

然后继续按照朱简烜的提示和要求,做出了朱简烜前世常见的几种典型的涡轮发动机。

此后的几年里面,就是不断地完善基础设计,并形成可供量产的型号。

涡轮发动机是一个大类,他们的原理都很类似,就像是风吹动风车旋转,风车通过转动轴驱动其他设备。

由于驱动涡轮旋转的方式不同,涡轮发动机有几个典型的子分类。

从用途上分,用在船上有蒸汽轮机和燃气轮机两种,用在飞机上的是涡喷、涡扇、涡桨、涡轴四种。

从燃烧的位置上分,蒸汽轮机属于外燃机,需要另外烧锅炉提供蒸汽。

燃气轮机、涡喷、涡扇、涡桨、涡轴属于内燃机,燃油直接在轮机内部的腔体内燃烧,用膨胀的燃气直接驱动轮机。

蒸汽轮机的实现难度较低,对材料的强度要求也较低,但是尺寸和重量都很大。

燃气轮机和飞机用的发动机就反过来了。

所以大明早就完成了蒸汽轮机,用在军用舰船上大规模的应用。

但是后面的几类发动机,却一直等到柴油机和汽油机量产之后,才正式开始立项研发。

也就是天工十五年的时候,才正式成立相应的项目组。

这几种发动机中,最先完成的是“涡喷”,全称是“涡轮喷气发动机”,是结构最为简单的内燃式涡轮发动机。

结构上只有一个圆筒,圆筒中装着几层金属风扇叶子,中间安装用于燃料喷洒和点燃的结构。

点燃燃料之后,依靠燃气驱动风扇,向后猛烈的喷出,形成向前的驱动力。

油耗最高,瞬时性能最高,适合高空高速类型的战斗机。

然后是较为复杂的“涡扇”,全称是“涡轮风扇发动机”,在涡喷的筒外面再套上一个大筒,在大筒中再加一批风扇。

这种发动机不只是向后喷燃气了,同时也会让两层筒中间夹层的风扇旋转,额外提供一份推力。

油耗中等,性能中等,适合用于中低速的大中型运输机以及民航客机。

其次是涡扇极端化的产物“涡桨”,全称是“涡轮螺旋桨发动机”,将局限在筒内的复杂小风扇,变成外露的大风扇。

涡桨的特殊外姓,乍一看与传统的活塞式螺旋桨非常类似,但内部的驱动方式完全不同。

油耗最低,性能较低,适合中低速和中小型运输机和客机。

相比另外两个兄弟而言,涡桨属于“性能较低”的发动机,但是相比传统活塞式螺旋桨发动机而言,就是上位替代品了。

涡桨发动机问世后,功率密度很快就超过了活塞式发动机的两倍,相同功率下尺寸和重量缩小一半。

涡桨相比活塞在结构上大幅度简化,让故障率大幅度降低,维护性明显上升。

所以除了对功率极端不敏感,但是对油耗极端敏感的场景,涡轮螺旋桨都能够直接替代活塞式螺旋桨。

最后完成的是“涡轴”,全称是“涡轮轴发动机”,将给涡桨添加一个转向齿轮组,驱动与发动机本体平行的螺旋桨。

油耗中等,性能最低,通常用于驱动直升机,以及垂直起降飞机。

涡轴发动机是较为特殊的需求。

在攻关研发设计涡轮发动机的同时,工程院也在同步设计涡轮发动机驱动的飞机。

首先将旧的活塞式发动机驱动的飞机中,对性能有需求的都换成涡轮发动机,然后再设计专门的喷气式飞机。

再一边实验验证猜想,获取数据,一边继续优化调整最初的设计。

朱简烜的直接指导和要求下,设计和制造的工匠们持续努力了五年多,实现了几种基本成熟的典型喷气式飞机的量产。

首先是“前线战斗机”。

不过不是朱简烜前世认知中的“战斗机”,在功能上更接近前世那些具有少许空战能力的攻击机。

但是它们被这个世界的工匠和军人称为战斗机。

因为朱简烜持续四十年的揠苗助长,大明空军和海军航空兵相对其他国家而言,已经强大到宛如神明的级别了。

它们在这个世界上并没有实际的空战需求,它们的主要任务就是单方面输出和对地压制。

所以最重要的飞机是对地攻击机,而不是负责空中对抗的战斗机。

甚至于他们根本就没有空中对抗的概念。

正式定型编号“新战一型”的这型飞机的外观,看上去与美国五十年代的A4天鹰攻击机非常类似。

因为朱简烜觉得机头进气很丑,所以采用了天鹰和F9F-6美洲狮类似的进气设计,进气口位于翅膀与机体的连接处。

飞机的各项参数也与天鹰非常接近,长度12米,翼展12米,最大速度每小时900公里,最大航程3000公里,最大载重量4000公斤。

这个新战一型,当然不是大明制造出来的第一架喷气式飞机。

在此之前其实造了一些类似德国二战的ME262和TA183,以及类似英国的流星等更早期和初级的喷气式飞机。

但都按照朱简烜的要求和指示,停留在了摸索、验证、试验阶段,并没有考虑大规模量产。

因为大明不是二战的德国和英国,并不急切的需要将不成熟的技术用于军事上,期待其在极端恶劣的战场上获得优势。

大明不但没有那种冒险性的需求,甚至还因为相对敌人而言优势过大,军事装备发展已经逐渐超出实际需求了。

甚至于如果没有朱简烜的直接要求,没有朱简烜始终如一的提供人员和资金,喷气式飞机的研究都未必能继续进行下去。

在传统的文人士大夫看来,活塞式螺旋桨飞机已经让大明空军冠绝天下了,继续搞喷气式已经属于“玩闹”了。

朱简烜明白这种道理,没有实际需求牵引的技术升级,很难自行长期维持下去,甚至可能发生倒退。

正是因为知道这些道理,朱简烜才要以自己手中的强权,强行推动研发继续进行。

将自己了解的技术,在这个世界实现出来,尽可能完整的记录下来,保存到尽可能妥善的地方。

如果在自己离开之后,真的因为数十年的和平,发生了军事技术倒退。

然后又因为动荡和分裂,战争再次爆发,对军事和科技再次有了需求的时候,能够参考自己留下技术文档。

他们学习和复原当然需要时间,但至少比他们从头摸索要来的快捷很多。

科研靠考古也总比从无到有来得快。

与此同时,让技术和产品都尽可能复杂化,也是垄断技术的一种典型手段。

这项经验用在军事上,就是要让军事技术越来越复杂,让军事设施对后勤的需求越来越强烈。

进而通过掌控军事后勤,掌控军事技术和军事装备,以避免军队大规模失控。

相对而言,活塞式发动机,可以算是一种耐用品,只要保养维护修理得当,可以持续使用很多年。

虽然相比喷气式发动机而言,活塞式动机结构比较复杂,修理起来也比较费时间。

但是活塞式发动机的维护技术实际上更加简单,与汽车的差距不大。

而喷气式发动机却更接近于损耗品,使用寿命直接是以小时来计算的,越是用的凶猛寿命也消耗的越快。

因为喷气式发动机结构相对简单,修理起来也相对快捷,但问题是很多地方没法修,只能换。

喷气式战斗机的发动机维护,通常是直接把发动机抽出来,换一个备用的上去,把旧的返厂去收拾。

所以活塞式螺旋桨飞机,常规的机械修理工认真学习摸索一下,就有可能掌握修理技术。

甚至用手工的机床和手工工具,都有可能完成部分简单配件的生产更换。

但是喷气式飞机就复杂了,需要真正的专业人员来维护。

所以站在这个角度上,自己也要继续攻关军事技术,继续升级大明的军事装备,让大明军队更加依赖工业基础。

朱简烜让工匠继续学习和摸索,用更多的时间做出更成熟完善的产品。

于是,大明的第一种正式量产的喷气式战斗机,就直接达到接近于天鹰和美洲狮的水平了。

也是达到了这个水平,才被朱简烜批准量产的。

然后经过了两年多的前期准备,目前这种“新战一型”飞机已经开始在空军中列装了。

同步完成的还有对应的舰载机型号。

大明没有美式的海陆空军种矛盾,所有的设备体系都在朝廷的掌控之下,所有的装备更新也都是朱简烜亲自主持的。

所以舰载机不是单独研发的,而是与地面机型同步完成的。

而且早期喷气式飞机结构都还比较简单,舰载型号与地面型号的通用性还比较高。

天鹰有舰载版本,美洲狮也是舰载机。

所以两个新飞机项目是同时开始,也是基本同时完成的。

排在新战一型之后的,仍然不是典型的战斗机,工程院根本就没有设计战斗机。

所以排在第二位的飞机,是更大型的“战斗机”,实际上是各种轰炸机,以及更大的战略轰炸机。

将发动机悬挂在机翼上,使用更大的机身,安装更多的发动机。

获得更大的航程,更大的载弹量。

工程院设计了一种双发小型轰炸机,一型四发中型轰炸机,一型六发战略轰炸机。

性能参数依次增加,根据不同需要部署。

排在这些轰炸机之后的完成的机型,是与轰炸机共享机体的运输机和客机。

然后就是早期形态的预警机了。

朱简烜在天工十五年的时候,就专门安排了无线电探测技术的攻关,目标是造出前世的“雷达”。

无线电探测项目的优先级很高,甚至可以排在喷气式飞机本身之上。

因为大明空军已经具有超然地位,继续提升攻击力的边际收益,不如提升感知能力效果更好。

无线电探测的效果更加“神奇”。

可以在黑夜中发现隐藏的目标,可以看到肉眼视野之外的目标,也能让航母战术真正成型。

无线电探测设备所需的材料和器件也更加的精密。

与无线电探测设备同步进行的另一个科研项目,是晶体管以及晶体管计算机。

这些都已经进入了第三次工业革命,也就是科技革命的范畴,是真正让普通人感到神奇的技术。

对于不了解的人而言,已经难以单纯通过外部的观察,来推测其内在的工作原理了。

所以科研难度也更高,就算是有朱简烜指引,速度也比飞机慢很多。

虽然无线电探测研究启动很早,预警机研究也与战斗机同时开始,但是却在客机都完成了之后才完成。

不过既然有朱简烜的指导,那研发设计自然会是跨越式,造出来就是比较成熟的形态。

机翼上挂着两个涡桨发动机,背上盯着一个大圆盘形状的天线。

(本章完)

第402章 火箭和导弹和计算机

相对于其他的那些飞机,直升机算是一个全新的类型,固定翼螺旋桨飞机的经验,不能直接照搬过来。

关键是直升机得到的重视度并不高,以至于从设计到定型量产用的时间也很长,跟着预警机前后脚完成的。

然后按照生产一代,研发一代,预研一代的规划,在这些第一代定型的飞机量产服役的同时,工程院的新一代飞机和发动机也已经进入了实验环节。

新发动机和新飞机将同步配套研发。

核心机型仍然是多功能的攻击机,是一种尺寸更大也更重的双发喷气式飞机。

机体长度十六米,翼展也是十六米,机体空重十二吨,最大起飞重量二十六吨,最大载重量八吨,最大航程五千公里。

预计未来三到五年内可以量产服役。

这种飞机完成之后,原有的新战一型也不会失业,而是会形成高低搭配,用于不同类型的作战任务。

轰炸机和运输机也按照同样的模式进行,在原有六发的入门级战略轰炸机的基础上,研制更大规模的八发大型战略轰炸机,更大规模的战略运输机。

预警机则在短期内不会再更新机体了,主要在发动机和无线电探测设备上努力更新换代。

舰载机体系要继续研发更大力量的弹射器。

朱简烜看了一眼测试中的新双发攻击机,这个更大载弹量和更大航程的家伙,看上去比单发的新战一型更显胖。

前世的米格15、米格21、F86、F104这种瘦长飞机,在大明空军可能不会出现了。

因为如果不出意外的话,大明的作战飞机会顺着这样的科技路线继续发展下去,最终应该会搞出类似歼16的东西。

始终会以攻击为主,稍微带点机动能力,也不是为了空战,而是为了更好操控。

不过比早期喷气机更为瘦长的东西却已经出现了,那是火箭和火箭弹、弹道导弹、巡航导弹。

导弹的研发本来是与涡轮发动机同步展开的,后来被分出去单独设立了一个项目组。

这个项目组下面又分了三个小组,分别研发火箭和火箭弹、弹道导弹、巡航导弹。

火箭弹的结构最为简单,很快就完成了技术验证,进入了功能开发阶段,也很快就搞出了有实际成果。

各种中小型的火箭弹,在最近几年陆续量产下线,开始在部队中小规模列装试用。

大型火箭弹在军事上费效比不高,实际上是弹道导弹的载体。

给火箭装上导引系统就变成导弹了。

弹道导弹的发动机,会将导弹送到尽可能高的地方,并为导弹提供尽可能高的速度。

在导弹的燃料用尽之后,依靠惯性飞向指定的目标。

这种导弹的轨迹是个抛物线,与炮弹的轨迹非常的类似,所以被称为“弹道导弹”。

弹道弹道的原理简单粗暴,早期导弹的最大速度很容易突破音速乃至两三倍音速,最大的难点是精准度控制。

因为朱简烜提的目标很高,要求射程达到三百公里,同时散布维持在五百米以内。

工程院在三年前的时候,就已经实现了三百公里的最大射程,今年甚至实现了五百公里的射程。

但是散布仍然在一公里以上,甚至如果出了故障的话,可能会飘到几十公里之外。

朱简烜来工程院的时候,经常会问到这件事情的进度,如果有导弹发射实验,还会亲自去发射场观看。

工匠们因此知道,朱简烜对这件事情非常重视。

今天朱简烜再次来到火箭导弹实验室,问起来最近有没有安排实验,郑复光就颇为懊恼的报告:

“臣等有负圣上的嘱托,在大型导弹的技术上,始终不能取得足够的成果,因为没有新的好设想,所以没有实验计划。”

朱简烜在这边轻轻点头:

“嗯,精度这种东西,就是要靠经验积累的,慢慢的摸索就行了。

“如果在这个方向上前进比较困难,也可以继续设计研发更大尺寸的导弹,继续提高导弹的最大射程。

“突破一千公里,两千公里,五千公里,甚至八千一万公里。”

郑复光听着就张大了嘴巴:

“这……圣上恕罪,数千甚至上万公里的射程,在战术上……应该如何应用呢?

“大型导弹的制造成本太高了,关键还是一次性的消耗品,臣担心军队没办法大规模使用。

郑复光想说这一万公里有啥用,但是面对皇帝必须尽可能委婉的请教,而不是用质问和反问的语气。

其实旁边的汪莱,以及周围的导弹实验室的工匠中,也有很多有着类似的想法。

朱简烜微笑着环顾左右,看着聚在自己周围的工匠们:

“应该有人考虑过……用火箭把观测仪器送到尽可能高的天空中去吧?

“将拍摄设备,无线电通讯设备,都送到高空之中,观测地面上的情况,或者为地面提供通讯支持。

“理论上,只要高度足够高,最少只需要三台设备,就能实现全球通讯。

“关键是,如果设备足够多的话,就能实现人迹罕至区域的天地通讯,在沙漠和热带雨林以及深海之中都能够与外界联络。

“这一项通讯功能非常重要,就算是成本巨大,也仍然要尽可能的实现。

“弹道导弹能够达到数千上万公里之外,自然也能够将东西送到数千公里的高度,将战斗部换成通讯设备就行了。

“将这些设备送到数千公里的高空,加速到第一宇宙速度以上,它们能和月亮一样持续运转下去了。

“既然弹道导弹的基本原理已经完成了验证,那么这个人造月亮实验就可以开始准备了。”

这些逻辑现场的工匠们都明白,只是大部分工匠没有负责相关研究,所以一时间没有想到可以这么做。

但就像朱简烜所说的那样,也确实有很多工匠,已经有过类似的想法了。

只是这个实验的难度很高,成本也同样高,关键是依赖的大型火箭还没有完成,还没有人正式提出要做这个实验。

现在朱简烜直接提出来,这些有想法的工匠当场就欢呼起来了:

“人造月亮?天地通讯?”

“这项目太好了,这大型导弹确实不能不做了。”

“有了这东西之后,我们就能真正实现无死角的全球通讯了。”

“我以前怎么没想到啊?”

“所以圣上早就有计划,这个大型弹道导弹,本来就是给人造月亮准备的?”

朱简烜的大型导弹,当然不只是为了发卫星用的,还要用来搭载真正的大杀器的,裂变甚至聚变类型的原子能武器。

一次性的大型导弹,用常规弹头攻击敌人当然很不划算,费效比也非常难看,但换成核弹头就值得了。

放射性元素和裂变理论的相关的研究其实早就开始了,只不过高度保密而且进展缓慢。

朱简烜也没有公开去提这些事情,把火箭搭载的卫星换成核弹头,就能迅速转化成战略导弹了,两者之间没有技术隔阂。

朱简烜继续按照发卫星的目标去安排计划:

“直接成立一个人造月亮项目组,暂时挂在弹道导弹的项目组下面,与导弹项目组一起设计大型火箭和导弹。

“同时还是设计自动化的通讯天地通讯设备,在导弹能量足够之后开始发射实验。

“今年应该是做不了什么了,不过大家可以开动脑筋,集思广益,讨论和分析一下,这个实验具体应该怎么实现。

“有相关知识也想参加这个项目组的人,也可以直接找李锐或者汪莱报名。

“过年之后会有正式的圣旨下来。”

一群工匠们赶紧拱手躬身答应着:

“臣等遵命。”

朱简烜说完弹道导弹的事情,就去看了现在的巡航导弹,这些尺寸较小的东西,可以放在工程院的室内试验场里面。

巡航导弹可以算是一种一次性的无人机。

历史上的早期巡航导弹看上去就是个小飞机,早期的巡航导弹实验就是给飞机装上了导航系统。

朱简烜就算是有先见之明,也没有办法完全跳过这个阶段。

因为把早期导弹做的像飞机,可以利用现有的飞机产业积累的数据和生产能力。

大明的导弹实验也是这样进行的。

首先在传统的活塞式螺旋桨飞机上验证导弹的导引头效果。

等喷气式飞机实验成功之后,再转到喷气式飞机上继续调整,尽可能缩小尺寸和机翼以及尾翼的尺寸。

这样一种早期巡航导弹就这么设计出来了。

现在大明刚刚服役的第一代巡航导弹,也是一个颇为小巧的飞机外形。

不过相对飞机而言翅膀更小,没有驾驶舱的机体也变得更加圆润,看上去胖乎乎没有什么威胁。

这种巡航导弹重量将近三吨,射程只有四十公里,飞行速度为每小时八百公里。

放在新世纪当然啥都不是,但在这个世界是绝对的黑科技。

而且这东西在天工十年的这批科研项目中,也是完成时间最晚的那一批。

因为它需要由无线电探测设备也就是雷达来引导攻击。

只能在“雷达”诞生之后,才能完成最后的验证,现在才刚刚进入量产阶段,还没有正式交付军队。

对于巡航导弹,朱简烜的指示就简单了,每一样都不好做,追求更远、更快、更准。

然后就去了雷达实验室,雷达在朱简烜前世是个音译词,但是音译的时候也加入了一点含义对应。

雷可以对应电,达可以对应通达,而这种设备的工作原理,就是将电波发射出去,到达目标之后反射回来。

通过这个发射和接收过程,计算出目标所在的位置,以及可能有的其他信息。

雷达这个词,也勉强能够对应上这些功能。

日本人用的“电探”虽然更加准确,但是听起来显然不如雷达大气。

大明正式开始研究这种设备的时候,正式官方称呼是无线电探测设备,但朱简烜偶尔会下意识的称其为雷达。

雷达这个称呼也被不少工匠学了去,工匠们之后还自觉的做了一些解读,觉得这个称呼很合适。

朱简烜知道之后,也不介意继续用雷达这个称呼了,只要不会误解就行。

朱简烜给雷达实验室下了一些新的指示,根据电波的反射原理探索超视距雷达的可行性。

原始类型的雷达,发射的电波是直来直去的,而地球表面是弧形的。

电波无法超越地平线,探测距离自然也无法超越地平线,最大探测距离与肉眼的理论最大可见距离是一样的。

根据雷达距离地面的高度,可观测距离在三十到四十公里之间。

但电波其实是可以反射的,短波无线电就是依靠反射,将信号直接传遍全球的。

利用电波反射的原理,就有可能探测到地平线之后的事物,成功之后就能制造超视距雷达了。

至于更加复杂精密的相控阵雷达,至少得再等下个十年再考虑了。

要在晶体管和计算机上继续积累经验。

按照朱简烜的直接引导,计算机实验室的工匠们,首先电子管完成了二进制通用计算验证,同时也制造出了晶体管。

然后正式的设计就直奔晶体管计算机路线了,没有在电子管计算机这条路上过多的停留。

现在已经制造出来的大型计算机,每秒运算次数达到了十万次。

按照朱简烜自己的判断,大明现在的计算机水平,大概相当于前世美国五十年代,中国六十年代。

但是,现在摆在朱简烜面前的计算机,已经拥有了图像显示器,还拥有键盘和鼠标。

这些划时代的输入和输出工具,因为朱简烜的直接提示,被早早的连接到了计算机上,或者是早早的制作了出来。

这种计算机已经不再完全依赖纸带输入和输出了,操作便利程度已经达到七十年代了。

朱简烜看着现场的工匠操作了一会儿机器,然后就专门带着计算机实验室的相关工匠,给他们下大了新的指示和提醒。

他们下一阶段的任务,是去搞硅晶半导体集成电路,朝着大规模集成电路的方向跑步前进。

朱简烜希望自己去世之前,能体验到前世新世纪水平的个人计算机。

至少应该能够在电子计算机上打游戏了。

在前世的历史上,IBM7090计算机发布,到暗黑破坏神2发布,之间隔了大概四十一年左右。

大明有自己的直接引导,能够避开一些典型的弯路,还有集天下之力攻关。

大明的计算机产业发展速度,应该能比前世历史上更快,这四十一年的路程应该能压缩到三十年以内。

(本章完)

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