第511章 准备极限挖潜的涡扇9A

常浩南当然没有看不起杨慧梅老师的意思。

但说实话,管理学这个学科,本身就是一门实操大过理论的东西。

确实没必要过于看重论文。

管理学教授,能给手下的研究生都安排到工作才是能力的体现……

总之,送走徐洋和杨慧梅之后,常浩南总算把这一天的第一件事处理掉了。

也算了却了一桩不大不小的心事。

论文本身对于常浩南当然作用不大,但其可能给火炬集团,乃至整个华夏学术界带来的影响,还是让他有点期待的。

邮箱里还剩下另外两封邮件。

第二封邮件的内容,相比起来就平常了不少。

是已经在冰城那边开始工作的刘洪波,询问关于直升机声场模拟的技术思路是否可行——

“目前关于直升机旋翼噪音的计算,基本都使用基于FW-H方程的Lighthill声学类比法。”

“经过几天的尝试之后,我发现该方法在旋翼厚度和载荷噪声计算中表现尚可,但无法用于求解四极子源非线性噪声,导致直升机悬停/前飞过程中的噪音畸高……”

“而如果完全使用实验方法,一方面122厂和602所并无足够直升机使用的声学实验室,另一方面成本和研发周期也无法保障……”

“我正在尝试通过先计算流场,再通过流场确定旋翼振动情况,从而间接计算声场的方法得出结果,但有一些问题需要常总指点……”

“……”

常浩南收敛心神,开始思考起邮件的内容来。

应该说,冰飞集团那边研究的深入程度,比他之前预想的还是更高一些。

所谓四极子源非线性噪声,也就是中高速脉冲噪声(HSI)。

在旋翼转速较高的情况下,旋翼桨叶表面可能存在激波,并扩展到空间区域,流场体现出跨音速和强烈非线性的特征,并且会发出十分具有穿透力和辨识度的脉冲音。

对于直升机来说,噪音带来的影响并不仅仅在于舒适性方面的问题。

声音=振动。

由于升力主要靠旋翼获得,因此这类HSI噪音除了对机内成员的听力可能造成损伤以外,还会带来旋翼叶尖颤振之类的不稳定因素,影响飞行安全。

对于军用直升机而言,过大且容易辨识的声音也会导致容易被提前发现。

直升机的速度慢、机动性差,生存能力的核心就是树梢高度所带来的隐蔽性,如果被人提前几公里就发现,那将会大大增加被集火攻击的风险。

不过,在眼下的90年代,各国关于“安静旋翼”方面的研究普遍还处在起步阶段。

尽管米28、AH64等型号尝试着使用了一些定性上有效的技术,但总体来说,大家对于直升机的性能要求里面,噪音还是排在相对靠后的位置。

只要别太离谱就行。

一般来说,抑制HSI的最好办法是增大旋翼直径/叶片数,减小桨叶外侧的线速度。

代价是旋翼的重量和复杂程度提高。

而直9这样动力本来就捉襟见肘的直升机,结合工艺水平相比欧洲原厂货落后不少的122厂,显然都没有这方面的条件……

思来想去之后,常浩南还是从旁边的打印机纸盒里抽出了几张A4纸。

在电脑上面写公式这种事,但凡干过的人都知道有多让人抓狂。

紧接着,他一边整理着脑中涌现出的计算思路,一边开始奋笔疾书:

“FW-H方程在研究问题的普适性上存在不足,精确计算旋翼声场的本质和前提是计算旋翼流场,只要能通过计算捕捉到流场中可能存在的激波和桨尖涡,声学计算的准确性就不难保证……”

“具体来说,可以尝试通过将包围全部声源的面上的声压值经过积分来获得远场声压特征,面上声压值则可以由基尔霍夫公式来确定……”

“实际数值计算中,积分面要离散成小的面元,积分对每一个面元进行,最终的结果为各个面元贡献的叠加,dS为微面元的面积……”

“从流场计算得到的信息可以通过插值等方式计算到基尔霍夫面上,针对TORCH Multiphysics新版本的非结构化重叠网格,可以考虑一种类似于嵌套网格中洞边界生成的办法来确定积分面……”

“人工给定一個包围桨叶的空间,即类似于嵌套网格中的“洞”,先对所有的网格点循环,按照空间坐标判断点是否落在洞内,如果点落入洞内,则标记该点为0,否则为1……”

“……”

“至于流场计算,本质则回到了N-S方程的数值求解问题,这是TORCH Multiphysics软件创建时最核心的功能,在此不再赘述……”

“这就是我对上述问题的理解,一家之言,仅供参考。”

“并预祝你们的项目顺利完成。”

洋洋洒洒,五页A4纸很快写完。

简单检查了一番刚刚的内容无误之后,常浩南把几页纸分别放进了扫描仪。

馈纸式扫描仪在90年代初被发明出来,如今已经进入到了华夏市场。

尽管价格高的离奇,但常浩南现在毕竟也是不太差钱的主,还是咬牙给每个办公室都配了一台。

扫描进去之后,他直接把内容当做附件发给了冰城那边的刘洪波。

平平无奇的处理完两件事情之后,常浩南看了一下墙上的挂钟。

时间也差不多到了要吃午饭的时候。

他点开最后一封未读邮件。

这是一份涡扇10项目的例行工作汇报。

每隔几天就会发过来一份的那种。

他准备简单看过之后,就去把午饭给吃了。

然而。

《异形气膜孔流动换热特性的实验结果》——

当看见这个标题的时候,常浩南就知道,自己的午饭,吃不成了。

这项研究对于航空发动机的燃烧室和涡轮结构设计至关重要。

他之前就已经用流动传热基本控制方程对不同异形孔的气膜冷却效果进行了计算。

但这毕竟是从未有人做过的研究方向,还是需要实验结果对数值计算方法进行校正。

所以才一直拖到了今天。

想到这里,他再也坐不住,赶紧关掉电脑穿上外套,准备去看看结果。

一个多月以来的实验数据浩如烟海,肯定没办法通过邮件全都发过来。

……

京航大学压气机研究中心里面,穿着一身蓝色实验服的刘永全站在记录实验数据的两台电脑前面。

旁边是正在聚精会神查看实验数据,并且跟自己计算结果进行对照的常浩南。

“从结果上看,对于我们的实验对象,簸箕形孔的冷却效果要好于扇形孔和单纯的前倾孔,不过,扩张比例、孔倾角和展项扩张角对于冷却效率的影响规律还是比较复杂……”

常浩南同时盯着两个屏幕,缓缓给出了自己的判断。

“其实,关键还是咱们没有直接测定气膜孔内速度和压力分布的手段,相关的传感器一方面我们买不到,另一方面就算通过特殊渠道搞到,准确性也不能满足要求……”

刘永全在旁边说道,显然还是有些遗憾。

“咱们华夏搞科研,从来也没有过要什么有什么的阶段。”

常浩南倒是不太在乎:

“孔内速度和压力分布是因,表现出的温度场分布是果,在理论工具足够先进的情况下,就算不能直接得到前者,也可以从结果反推回去。”

刘永全张了张嘴,被常浩南一番十足自信的话惊得一时间没什么话说。

好一会之后才重新开口道:

“不同环境下,各种孔型表现出的散热效果也会有些不同。”

“这部分内容,光在实验室环境下测试就不太顶用了,还是需要做实际测试,证明咱们设计的可行性。”

这种事情,常浩南当然早有准备:

“这个没问题,我下午跟黎明厂联系一下,让他们在涡扇9A的第二阶段原型机上准备应用新的冷却技术。”

“涡扇9A?”

刘永全一愣:

“但涡扇9的涡轮前温度对于我们这个技术来说有些太低了,测不出什么效果……”

“修改一下喷油结构的雾化水平,把燃烧室温度提高一些就行了。”

常浩南抬起头说道:

“虽然涡扇9的底子一般,继续挖潜的价值不会太大,但咱们只是改一下设计,不必更换工艺和材料,成本上不会提高太多。”

“改进型号的涡轮前温度提高一些,至少可以改善一些超音速性能,再额外降低一些油耗嘛。”

见他这么说,刘永全自然也不会再有什么意见。

“常总,您这是,要把这个斯贝的潜力给榨干啊……”

话语中带着些许恭维。

“物尽其用嘛,现在空军那么多部队等着换装,早点把歼轰7A给搞出来也是一大助益……”

(本章完)

第512章 终于能自主生产涡扇了!

虽然只是一个改进型号,但航空安全大过天,必要的测试流程绝对不能马虎。

更何况,这个所谓的“斯贝改”,新技术利用率几乎超过了三分之一——

第一台9A-01号原型机修改了高压压气机叶片和供油部分的一些不合理设计,换装全新的国产油泵、轴承和齿轮组,并且将原来的轴承组件整合起来。

由此减少了零组件的数量,拓宽了喘振裕度。

到这个时候,虽然修改的地方还不少,但仍然属于对原型发动机的小修小补。

不仅性能标定并没有变化,热端部件的核心设计也维持了原装,因此基本性能也并没有太大变化,只是自重减轻了大约75公斤。

但是在1997年年末开始生产的第二台原型机9A-02号上,变化可就比较大了。

为了测试全新主动冷却技术的有效性,常浩南专门要求606所的技术人员修改了发动机性能标定。

通过提高燃烧效率以及升级航油的方式,把涡轮前温度提高了大约50-60℃,达到接近第三代涡扇发动机的水平。

而航空发动机的设计,牵一发而动全身。

为此,第二台原型发动机的压气机也被修改,在9-12级高压压气机叶片上采用了在涡扇10研制过程中开发出的叶片分离流主动控制技术,将压气机的总压比提高到22-23左右。

只不过,由于制造工艺的研发还需要时日,所以这台发动机在生产制造时采用的电解加工、电子束焊、精锻、精铸等技术,仍然停留在之前的水平上。

尤其是涡轮和燃烧室内壁的气膜孔加工。

相比于一打一个准的圆孔,常浩南开发出的带前倾角簸箕形孔对于410厂开发出的电火花加工技术相当不友好。

不仅每一個孔的加工相比涡喷14都要多上数个工序,后续的磨削加工和质量检测也要对应增加步骤。

良品率还低了不少。

总之,虽然常浩南恨不得发图之后的第二天就能开始测试这台使用了不少涡扇10技术的发动机,但410厂即便专门腾出一条产线,24小时三班倒进行生产,还是用了两个多月才把9A-02号机给生产出来。

……

410厂的发动机总装车间门口,常浩南和钟世宏、张振华并排站在一起,看着总算完成了厂方整机检测的发动机被缓缓装到专门设计好的发动机托架上面。

张振华特地走上前了两步,伸手在半空中发动机的尾喷口上轻轻拍了两下。

盛京,一月中旬的早上。

气温差不多得有个零下20℃左右。

金属的尾喷口彻骨冰寒,把没什么心理准备的张振华冻的一个激灵。

不过,他还是没忍住,又轻轻抚摸着裸露在发动机机匣外侧的燃滑油管路。

沉醉的表情略显变态。

直到发动机被吊装组固定好,并开始用货箱进行包装,他才依依不舍地退了回来。

“斯贝,国产化搞了二十多年,咱们总算是造出一台100%国产的发动机了……”

伴随着面前泛起的阵阵白雾,张振华不无感慨地说道。

为了加快生产速度,之前的9A-01号机仍然有大概四分之一左右的零组件直接使用了英国进口件串装。

但这第二台原型机,由于各方面改进巨大,英国的原装件已经无法适应其工作状态。

因此,所有部件均为在国内新生产的。

在这个过程中,410厂也验证了金属喷涂、真空热处理、轨迹焊、真空钎焊、数控弯管等几项关键新制造技术的应用,为下一步涡扇10的制造打下了基础。

“是啊,可惜就是有点太晚了……”

钟世宏摸出圆珠笔,一边在出厂单上面签下自己的名字一边回应道:

“当年引进斯贝之后,中间又摇摆了足足十几年,现在把国产型号搞出来,就算性能比原装货更好,前景也比较有限了……”

斯贝的引进,还隐藏着一段410厂和430厂之间的爱恨情仇。

前者当年坚持要继续搞涡扇6,而后者则认为应该从斯贝搞起。

非要说的话,最后算是落了个双输的局面。

事到如今,谁是谁非早已经说不清楚。

好在对于钟世宏和张振华这一代人来说,倒也没有太多相关的记忆。

两个单位之间的火药味,随着涡扇10项目的推进,以及研发协作的不断加深,也逐渐消弭于无形。

矛盾,从根子上说来自于资源分配的竞争。

如今常浩南几乎把华夏航发产业的规模做大了一个数量级,分蛋糕的难度自然降低了很多。

尽管如此,在注意到两个人之间的话题逐渐往陈年往事的方向靠拢之后,他还是赶快扯开了话题:

“过去的事情,多说无益。”

常浩南说话间也从钟世宏手中接过笔,签上了自己的大名。

涡扇9A原型机的生产名义上是作为涡扇10的技术验证机,自然少不了他这个总设计师的签字。

“再怎么说,改进型歼轰7也得有个大几十上百架的需求,涡扇9A在这方面还是能有所作为的。”

“只是可惜了当年的斯贝航改燃,现在涡喷14改燃的QC130已经进入设计定型阶段,海军应该不会再接纳另一种功率类似的燃气轮机了……”

出厂手续签署完毕之后,工作人员很快把打包齐整的发动机包装箱装到了一辆特制奔驰半挂车上。

这辆车可能是整个涡扇10项目中唯一100%原装进口的产品。

主要是大家实在分身乏术,真没功夫再去搞一台专门的发动机运输车了。

生产完毕的发动机将会由这辆车运输到北陵机场,再由一架伊尔76运输机运到624所进行必要的地面测试。

“常总,你觉得这台发动机的实际性能,能达到什么程度?”

张振华作为生产部部长,对于发动机设计领域的涉猎不多,因此并不清楚涡扇9A身上这些升级的具体效果。

“别抱太高期待吧……”

常浩南摇摇头,把手里的笔还给钟世宏,又继续解释道:

“斯贝这个发动机本身的设计水平不行,我花了不少时间调整压气机和燃烧室的数据,但匹配程度始终一般。”

“毕竟是个改进型号,也不可能大费周章地重新设计一个核心机出来,只能这样将就一下了。”

话语中带着些许对于英国人的不满。

当然,旁边的两个人也不会有什么异议。

毕竟常总的能耐有目共睹,确实有资格这么评价。

“另外,因为生产叶片那时候,厂里的多弧离子镀设备还没到位,所以热端部件也还没用上新型涂层技术,涡轮前温度的提升也比较有限。”

“当然,另一个方面说,斯贝MK202本身的涡轮前温度就已经不低了,英国人能用这么高的涡轮前温度设计出这么个性能平庸的发动机,也确实……啧啧啧。”

这种时候,张振华和钟世宏肯定是不好接话的。

“那……一些典型的纸面性能,大概可以提高多少?”

“更具体的么,还要做过台架测试之后才知道。”

这时一辆捷达王停在三人面前。

开车的自然还是朱雅丹。

常浩南拉开右后侧车门,回头对两个人继续道:

“不过,按照我做的性能标定,海平面推力大概可以提高到10000kg级别,发动机总重,按照国标,应该不会高于1750kg。”

说完之后,便坐上车,示意车队可以出发。

只留下在风中凌乱的两个人。

“这还叫‘别抱太高期待’?”

张振华动作有些僵硬地看向旁边的钟世宏。

要知道,斯贝MK202的海平面加力推力9300kg,国标自重高达1842kg,推重比只有5.05。

涡扇9A直接把发动机的推重比提高了将近15%!

“你知道的,常总对项目的要求一直很高。”

钟世宏扶了扶脑袋上戴着的棉帽子。

他其实也觉得有点离谱,不过在张振华面前,还是保持住了风范,没有表现出明显的意料之外:

“总之,我已经开始期待涡扇10的表现了……”

(本章完)

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