第1581章 撕胶带恐怕行不通了

“太空的事情我不太懂。”杜霖摆摆手,“我就想问,您觉得…磁流体推进技术,有没有可能用在潜艇上?真正实现‘无桨无声’?”

有关磁流体推进的设想早已有之,但会被装备口拿到台面上来讨论,显然是有了比“设想”更进一步的东西。

例如常浩南本人推动的电磁流动控制技术和电磁流体力学研究,就相当于在这条路上狠狠往前迈了一步。

但即便如此,也还是不够。

他几乎是不假思索地摇头,语气肯定:

“至少在眼下这个阶段,还不太现实。”

他看出杜霖的疑惑,详细解释道:“基本原理确实是相通的,但介质特性和实际需求天差地别。”

他拿起桌上的笔,在便签纸上快速画着示意图:

“要想在海水中激励出足以产生宏观推力的强电磁场,需要的电流比空气中大得多,一方面能耗很高,即便是核反应堆……至少裂变堆是不可能满足需求,另一方面强电流还会产生大量的热,再结合水环境的特性,也要考虑电化学腐蚀的问题。”

常浩南中间的改口实际只是出于严谨,但听在对方耳朵里就成了另外一个意思。

杜霖捏了捏下巴:“你的意思是……可以考虑聚变堆?”

“不是……”常浩南无奈地扶了下额头。

对方显然选错了关注点。

很多情况下,大力确实可以出奇迹。

但核聚变这个力,有点太大了。

“我的意思是,除非能找到并大规模应用临界温度在常温附近、临界磁场极高的实用化超导材料。”常浩南在示意图中的电极和磁场线圈上画了两个圈,“只有超导才能解决能耗和强磁场问题。”

杜霖听得一会儿点头一会儿皱眉,表情复杂:“听上去……好像也没比可控核聚变简单到哪去?”

好歹是理工科出身,这点基本概念还是有的。

“确实。”常浩南把便签纸和笔同时往桌面上一放:“实际上,目前摆在可控核聚变面前最大的障碍,也是超导材料的问题。”

“不是等离子体的约束控制问题?”只要不讨论具体技术问题,杜霖还真能聊上几句“惯性约束和磁约束,不就是约束等离子体的两条技术路线么?”

常浩南:“杜主任还了解过这些?”

杜霖笑着回忆道:“前些年听过几场讲座,有点印象。”

“嗯……以前确实是。”常浩南回答道“但现在已经不是了。”

说完之后,马上又补充了一句:

“反正对我们来说,已经不是了。”

“……”

杜霖本来想着继续以玩笑回应,但话到嘴边突然意识到这句话背后的信息量简直爆炸。

张了好几次嘴,愣是没能出声。

常浩南则很快恢复正色,同时把话题拉回了原来的轨道:“实际上,虽然磁流体和等离子体的研究之间存在交叉乃至重复,但如果真要类比的话,在水环境中对标等离子体效应的推进方式还不是磁流体推进。”

“哦?”杜霖眼眉一挑,也暂时把刚才的震惊放到一边。

“利用高能脉冲在水中瞬间放电,产生高温等离子体通道,引发剧烈的水体汽化膨胀,利用反冲力推进。”常浩南拿起桌上的无线鼠标,在后面比划了几下,“这个叫水中高压放电耦合蒸气爆炸推进,工程难度相对小些。”

他话没说完,杜霖已经连连摇头:“噪音呢?这种推进方式,每一次脉冲放电都相当于一次小型水下爆炸吧?”

“没错。”常浩南点头,“所以我刚刚才说,水下推进的实际需求也跟航空航天有很大差别。”

“这种推进形式几乎相当于在水下开一列蒸汽火车,隐蔽性完全无从谈起,没有任何战术价值。”

水下开火车,是早年间美军对于早期型09I型潜艇噪音的夸张式评价。

但放到蒸汽爆炸推进上面,还真就是中规中矩的形容。

“看来,还是卡在材料上了。”

杜霖听完,长长叹了口气,靠在沙发靠上,语气带着点无奈。

但很快,他又重新坐直身体:“说起材料……我记得你们最近不是搞了个什么很厉害的……什么联盟……”

“微观表征技术联盟。”常浩南贴心地补充道。

“会不会很快出现技术突破?”

“会。”常浩南的回答让对方眼前放光,然而紧接着就是话锋一转,“但就算是我,也没办法100%确定突破会出现在哪。”

短暂的沉默过后,他继续道:

“物理学家对新材料的追求是永无止境的。”语气中带着对科学边界的清醒认知,“我们刚刚在原子阵列材料上取得突破,借助MTA-01打开了一扇新的大门,但我们仍然站在山脚下。”

“每一次突破确实让我们离山更近了一点,看清了更多攀登的路径,但山,依然在那里。”

“……”

……

两天后,栗亚波带着自己的笔记本电脑,敲开了常浩南办公室的门。

脸上挂着黑眼圈,但精神不错。

显然是有所收获。

“老师,我按之前的思路,用‘过饱和沉积-可控退火修复’法进行了几轮尝试。”他将电脑交给常浩南屏幕上显示的果然是一份报告文件,“这是其中效果最好一批样品的测试结果。”

常浩南双指在触摸板上滑动,很快找到了MTA-01的三维成像结果。

图像中,原子排列整齐有序,宛如用最精密的尺子画出的网格,只在极少区域存在细微的位错或空位。APT的三维点云也显示出极高的空间有序度。

“基底表面形成蜂窝状晶格,原子阵列的规整度非常不错。”常浩南给出评价,“缺陷密度……”

他继续下翻,然后看到了1.7%的数字:

“也很低,大部分区域都接近理论上的完美结构,看来退火工艺和基底预处理算是找对方向了。”

说完之后,又重新审视了一遍报告上的图像和数据,接着总结道:“单从结构完整性看,这比我们之前观测到的任何一批样品都要好……”

滑动触摸板的动作停下。

因为报告已经到了结尾。

篇幅比他预期中短了很多。

“光学性能测试呢?”常浩南确认自己没有漏看什么部分,“负折射性质的表现如何?稳定性呢?”

“呃……”栗亚波脸上的笑容瞬间凝固,换上了一副哭笑不得的尴尬表情:“样品制成薄膜之后几乎是纯黑色的,对可见光和近红外的吸收率都高得离谱……根本就测不到有效的透射光信号,更别提负折射了……”

常浩南也是一愣,随即哑然失笑。

这倒是一个典型的科研小插曲——追求某一个性能到了极致,却忘了最初的目标。

大家多少都遭遇过类似情况,倒是没必要过分苛责什么。

更何况,合成路线上的进步是实打实的。

他重新拿起报告,目光聚焦在那些微观结构图像上。

特别是原子阵列的排布方式和基底材料的界面状态。

办公室内陷入了短暂的沉默,只有纸张翻动的细微声响。

栗亚波有些忐忑地看着陷入深思的导师。

时间一分一秒过去。

突然,常浩南的手指停住目光锁定在原子阵列与基底接触的界面区域。

一个大胆的想法如同电光火石般闪过脑海。

并在下一秒内确认了这个想法的可行性——

通过白嫖系统的功能。

“亚波。”常浩南抬起头,装出一副“我也不是很确定”的语气,“既然这种紧密堆积的阵列结构导致了强烈的光吸收,那我们能不能尝试先制作单层……或者说原子级厚度的二维阵列,然后在Z轴上进行拼接?”

“这样就可以实现光学上的各向异性,只在垂直于层面的方向上具备我们想要的负折射和透光性,至于平行于层面的方向……反正我们本来也不需要那个方向有特殊的光学性质?”

栗亚波立刻跟上思路:“您是说像石墨烯那样的单原子层……”

“不完全一样。”常浩南拿起笔在纸上快速勾勒,“非要说的话,可能更类似于负载在特定金属基底,比如镉表面的单层锗烯或者锡烯,它们也是二维……准二维材料,但原子轨道杂化和自旋轨道耦合作用更强,更容易在特定条件下形成二维拓扑绝缘体态。”

锗烯其实是个双层结构,不算严格的二维。

但也符合常浩南的要求。

他说着在几条电子轨道上点了点:

“关键在于体态与受拓扑保护的量子边缘态的分离……在边缘态,电子的传输可以是无耗散的,类似于超流态。如果我们能精确设计材料,让光场主要与这些受保护的、低耗散的边缘态发生强耦合,就有可能实现低损耗的负折射效应。”

这一次,栗亚波的眼神有点发直,过了好一会儿才把刚才那一番话完全吸收。

“所以……要撕胶带试试么?”

眼下已经是2012年末,石墨烯连诺奖都已经拿了,最初的分离方法自然也被传为美谈。

“恐怕不太行。”常浩南摇摇头,“这类材料不像石墨烯那样层间是范德华力,所以也不可能用机械剥离或者研磨剥离这种相对粗暴的方法获得单层……”

“但这类材料,化学手段更不可能分离?”

“所以得找个合适的衬底材料,考虑用外延生长法直接得到成品。”

(本章完)

第1582章 皇家海军又觉得自己行了

当天的稍晚些时候。

马里兰州,巴斯钢铁造船厂。

巨大的二号室内厂房内,朱姆沃尔特级三号舰“林登·约翰逊”号(DDG-1002)的开工仪式正在举行。

现场一片张灯结彩,却又同时带着一种公式化的沉闷。

美国海军部长雷·马布斯为首的一众海军高层悉数出席,周围环绕着来自洛马、雷神、BAE以及罗尔斯·罗伊斯等核心供应商的代表,足以见得对这艘船的重视。

巴斯钢铁造船厂的负责人丹尼尔·金站在聚光灯下,作为主致辞人。

他的声音通过麦克风在宽敞的厂房内回荡:

“……DDG-1000项目代表着美国海军水面舰艇的未来,其革命性的设计将奠定我们在这一个世纪的海上优势……”

“……”

“尤其要感谢亨廷顿·英格尔斯工业公司在模块化建造技术上的卓越贡献,以及罗尔斯·罗伊斯公司提供的强大动力……”

然而,会场内绝大多数人的注意力,显然并不在丹尼尔·金冗长而略显空洞的致辞上。

他们的目光,有意无意地飘向厂房那扇巨大的、敞开的门外。

就在不远处的二号组装位上,一个庞然大物正安静地矗立着——首舰“朱姆沃尔特”号那标志性的、棱角分明的全封闭一体化舰岛,早在一个月前就已经被运送到位。

也意味着这艘命运多舛的“未来战舰”终于要进入下水舾装前的最后冲刺阶段。

只待完成最后一轮舰体检查,便可以开始最关键的、也是地面上的最后一道总装步骤——

舰岛的安装和焊接。

“……船厂正按照计划稳步提高交付效率,”丹尼尔·金的声音带着一种不容置疑的肯定,“我们有信心让DDG-1000如期展现其无与伦比的战斗力。”

这句话飘进海军作战部长加里·拉夫黑德的耳中。

他不动声色地微微侧头,嘴角几不可察地向下撇了一下,发出一声只有身边人能勉强捕捉到的、极轻的嗤笑。

他微微偏头,声音压得极低,几乎是耳语般对身旁的海上系统司令部司令波特·唐尼中将问道:

“波特,跟我说实话,DDG-1000,还有没有一丝可能按时交付?”

从上世纪末开始,巴斯钢铁造船厂就饱受设备老旧和工人不足等问题困扰,造舰效率一路暴跌,逐渐落后于竞争对手亨廷顿·英格尔斯造船厂。

虽然在过去十年里完成了设备更新,但美国的造船业衰败是整体性的。

产业工人这东西,说没有就是没有。

想到这里,拉夫黑特往海岸边的方向瞄了一眼。

那里正停着一台近乎崭新的2.8万吨干船坞。

230米长,专门用于帮助驱逐舰更安全地完成下水。

唯一的问题在于,这台干船坞是华夏建造的。

唐尼中将的表情同样凝重,低声回应:“船厂已经把资源向DDG-1000倾斜了,如果舰岛安装调试顺利的话,今年6-7月份开始舾装是很有希望的。”

拉夫黑德的表情变得好看了一些。

但唐尼却又话锋一转,语气带着无奈:

“不过代价很大……他们从其他工位抽调了大量人手,所以迈克尔·墨菲号的服役时间恐怕要推迟到2013年初,而且后续伯克Flight IIA型的建造准备工作,也免不了被严重拖后。”

……

半小时后冗长的仪式终于在掌声中结束。

海军部长雷·马布斯等一众文职官员匆匆离场,他们需要立刻赶回华盛顿参加当天下午至关重要的国防预算编列会议。

但拉夫黑德和唐尼却没有急于离开。

他们的目光在人群中搜寻,很快锁定了目标——

罗尔斯·罗伊斯公司北美区总裁兼动力系统业务部门负责人托马斯·埃尔金布里奇。

后者此刻也正站在靠近厂房门口的位置,目光复杂地望着门外二号组装位上那艘即将迎来“头颅”的DDG-1000主体船体,以及旁边那座庞然的舰岛。

二人径直走了过去。

大家都已经算是熟人,所以拉夫黑德也没有过多寒暄,直接伸手指向干船坞里因为缺少舰岛而显得异常光秃的船身。

“埃尔金布里奇先生。”拉夫黑德若有所指地说道,“一旦那个舰岛完成吊装焊接,整艘船的大部分核心子系统就将进入不可逆的集成状态,任何核心系统的问题,都将带来灾难性的后果和难以估量的成本……”

埃尔金布里奇立刻听出了对方话语中潜藏的深意。

作为罗罗动力系统的掌舵人,他太清楚海军在担心什么。

但肯定不能由他之口说出来。

“上将,您不妨更直白一些。”

拉夫黑德也不再客气:“贵方是否已经能保证MT30燃气轮机,以及整套综合电力系统的可靠性?”

两年前,皇家海军的45型驱逐舰发生了动力系统的大面积故障,导致全部6艘舰艇同时失去战斗力。

尽管45型的动力和DDG1000并不完全相同,但毕竟同宗同源。

“我理解您的关切。”埃尔金布里奇微微挺直背脊,尽可能让自己表现得自信,“请允许我再次向您保证,为DDG-1000项目提供的MT30燃气轮机以及整合的IFEP综合电力推进系统,与之前45型驱逐舰上安装的系统并非完全一致。”

他措辞谨慎:“针对45型遇到的一些挑战,我们进行了深入分析和……专项升级优化。”

埃尔金布里奇自然不可能说他们是找了华夏人紧急求援,所以只好用“专项升级”的说法给遮掩了过去。

“总之,我们已经进行了全面的可靠性验证和针对性改进,完全可以避免类似45型上出现的意外动力丢失问题。”

然而,拉夫黑德上将的眼神并没有因为这番保证而变得轻松。

他对这种供应商的“信心”早已司空见惯,甚至有些麻木。

“埃尔金布里奇先生,朱姆沃尔特号的海试,将会是海军有史以来最严格、最全面的测试。”

他缓缓摇头,语气严肃地强调:

“它的表现,将直接决定整个DDG-1000项目的后续命运。也将直接决定”他刻意加重了语气,“美国海军未来主力舰艇对MT30燃气轮机,乃至对整个综合电力系统架构的采购意愿和数量。”

托马斯·埃尔金布里奇脸上的职业性微笑终于有些挂不住了。

这个消息实在有些突然。

“恕我冒昧……但据我所知,国会不是已经批准了至少8艘的建造计划么?”

拉夫黑德摇摇头:“实际上,关于DDG-1000项目的效费比争议从未停止,而且武备设置已经不适合应对未来可能发生的高强度海战。”

他顿了顿,又继续抛出了另一个不啻为惊雷的消息:

“高层已基本达成共识在林登·约翰逊号之后,暂停当前版本DDG-1000的后续建造计划。”

埃尔金布里奇神情猛地一滞。

“暂停?那……那海军未来的主力防空驱逐舰怎么办?难道要停止发展?”

“当然不是。”唐尼接过话头,解释道,“海军正在评估方案,如果确定DDG1000的船体性能足够优秀,那么就基于DDG-1000的成熟船体进行深度改进,开发升级的Flight II型。”

他给埃尔金布里奇留了点时间理解,然后接着描述改进方向:

“核心思路是取消效费比极低、且可靠性存疑的AGS先进舰炮系统及其配套的LRLAP弹药,以及同样带来巨大复杂性和成本的AWJ-21先进喷水推进系统,回归传统的MK45 Mod 4型127mm舰炮和螺旋桨推进。”

“那DDG1000的特色岂不是没有了?”

唐尼没有直接回答,而是继续道:“节省下来的资源将用于增加MK-57垂发系统的数量,并恢复DBR双波段雷达系统中的VSR(长程广域搜索雷达)部分,确保对高空高速目标和弹道导弹的远程探测跟踪能力,以适配标准3和标准6舰空导弹。”

“听起来……似乎是很稳妥的方案?”埃尔金布里奇评价道。

“但如果DDG-1000的海试结果,特别是动力系统未达预期……那么,海军将别无选择,只能继续改进和建造更多的‘阿利·伯克’Flight IIA型,甚至启动Flight III型的研发,在其基础上整合部分新技术。”

拉夫黑德耸耸肩:

“这意味着DDG-1000项目可能就此终结。”

作为MT30燃气轮机的主要供应商,埃尔金布里奇自然希望美军能采购更多的DDG1000型,毕竟这直接关系到海军动力部门未来十年在北美的核心业务和巨额利润。

但这不仅仅是个技术问题。

海军高层对动力系统根深蒂固的疑虑,很可能已经影响到了船厂的决策——

舰岛明明已运抵多日,却迟迟不进行吊装,是否就是因为海军内部对动力系统信心不足,在等待更明确的保证或进行最后的检查?

这种拖延本身就是巨大的成本和风险,夜长梦多,随时可能节外生枝。

埃尔金布里奇的大脑飞速运转。

空口无凭的保证在此时显得苍白无力,哪怕赌咒发誓也无济于事,反而显得轻浮。

他需要拿出实实在在的证据,一个能让海军高层亲眼看到、亲身体验到“专项升级”后系统可靠性的机会。

一个念头如同闪电般划过他的脑海。

“将军,”埃尔金布里奇深吸一口气,重新整理好表情,“皇家海军的邓肯号驱逐舰正在进行全面的返厂……”

他本来想说返厂大修,但又担心其中的关键词挑动对方敏感的神经,因此急中生智地换了个说法:

“呃……全面的技术磨合,应该很快就能正式服役。”

拉夫黑德点点头,示意他继续说下去。

“得益于建造时间比较靠后,邓肯号已经应用了和DDG-1000动力系统相同的‘专项升级’包。”

埃尔金布里奇抛出了关键提议:

“贵方可以邀请邓肯号前往墨西哥湾进行联合演习或训练,在真实海洋环境和操作强度下,评估这套动力系统在升级之后的表现。”

(本章完)

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