第1212章 弹舱改进

“图160确实可以在超音速条件下发射Kh15超音速反舰导弹,但问题也不在这里……”

面对这个问题,蒋建军有些苦恼地挠了挠头:

“如果安装了旋转发射架,被投掷弹药实际上位于一个相当浅的位置上,而且由于发射架结构占据了绝大部分空间,导致弹舱内部并不是传统的矩形或者类矩形结构……这两个因素共同作用,导致静压流动情况反而相对简单,武器投放过程类似常规的外挂模式……”

“但在拆除了旋转发射架之后,图160的弹舱就会变回传统的内埋式矩形结构……我们过去有弹舱的轰5和轰6都是亚音速飞机,也只会在弹舱里装备自由落体炸弹,所以倒是不会有什么影响,但到了超音速条件下,弹舱结构就会影响底面的流动压力分布,对待投掷弹药产生气动影响。”

这一段内容,就相对有些复杂了。

“哪怕是重量很大的弹药也会受到影响么?”

说话间的功夫,众人已经离开停机坪,来到了附近不远处的一间厂房里面——

一直以来,41175号机就是在这里进行的各项测试和改装。

“就300吨飞机所引发的流场来说,6吨的弹药和600公斤的弹药恐怕不会有什么区别。”

蒋建军一边解释,一边示意刚才那两名取到数据的技术人员走上前来。

二人手中几个颜色各异的金属盒,实际分别对应不同类别参数的储存设备。

蒋建军从中取出橙色的那个,连接到了旁边的一台电脑。

很快,屏幕上出现了一片密密麻麻的数字,乍一看甚至让人有些发晕。

但在轻点过几下鼠标之后,抽象的表格数据变成了直观可视的图像内容。

直到这时,蒋建军才继续开口道:

“图160的整个弹舱深度有近两米,那相当于长宽比L/D只有不到6,整个结构会成为一个深腔,从而形成超音速幵式弹舱流动。”

“这种情况下,自由流从弹舱前缘分离,剪切层将远场自由流与内部流动分幵,弹舱底面压力分布大致均匀,只在尾缘处稍高,对载机本身相对安全,但横跨整个空间结构的剪切层会撞击弹舱后壁,引起高强度气动噪声,导致载弹在投掷过程中发生振动……”

乔晨青并非空气动力学专家,但简明扼要的示意图总归还是能够看懂。

导弹普遍采用薄壳结构,相对于皮糙肉厚的铁炸弹来说经不起太多折腾,过于剧烈的振动很可能导致内部精密元器件的损坏。

况且验证弹采用氢氧低温推进剂,更是需要多加小心。

思索片刻之后,他又接着问道:

“我看过常院士给出的大致参数……验证弹直径略微小于一米,能不能在弹舱中间设置一个隔板,只用到下半部分空间?”

“首长的想法很对,这也是我们目前正在考虑采用的方案。”

蒋建军稍稍拍了下领导的马屁。

但马上又变了语气:

“不过……浅腔结构形成的闭式弹舱流动同样存在隐患。”

他说着调出了另一张流动状况示意图:

“这种情况下,来流从弹舱前缘分离,却没有足够的能量横跨弹舱,导致流动撞击到弹舱底部,并在到达弹舱后壁前再次分离。分离流重新附着在弹舱后壁,形成前壁面附近的低压区与后壁面附近的高压区。”

“这两个明显的流动分离区域一个向前壁面的下游运动,另一个向后壁面的上游运动,从而产生一对相反的静压梯度,反应在挂载上,就是产生一个非常大的抬头力矩……”

“我们目前还没有验证弹的详细气动外形,所以不好评估这个力矩具体会造成多大的影响,但即便按照最好的情况来估计,也会明显破坏导弹的点火姿态,导致发射后消耗大量燃料进行调整,影响射程和最终达到的最大速度……”

乔晨青盯着电脑屏幕上的图片凝视许久,才缓缓吐出一口气:

“那最坏的情况呢?”

蒋建军擦了擦额头上的汗水:

“如果载弹的重心本来就相对靠后,而且流动强度又比较大的话,那有可能导致完全失去平衡,甚至是让已经离开弹舱的投掷物重新被气流推回去,然后撞到飞机本身……”

“……”

一时间,周围众人都陷入了沉默。

“我记得,美军好像就有很多飞机,是因为这个原因损失掉的?”

眼见气氛有些过于沉重,乔晨青稍稍转移了一下话题。

“没错。”

蒋建军回答道:

“在一些特定情况下,飞机即便没有物理意义上的弹舱,但仍然会在翼下或者机身下方形成类似浅腔结构的闭式流动,导致武器在投放后反而上升,结果对飞机本身造成破坏。”

“不过,机外挂载所形成的闭式流动规模普遍比较小,只要通过弹射式挂架给投掷物一个初速度,让它在释放时离开危险位置就好,而物理上真实存在的弹舱,尤其图160这种大尺寸弹舱形成的下洗区规模很大,不是单单靠一个弹射式挂架就能完全避免的……”

而乔晨青此时想的,其实是另一个更加长远的问题。

“如果是这样的话,那战术飞机的弹舱……就是像F22那样的,是不是也会面对一样的问题?”

用图160扔空射巡航导弹毕竟是一锤子买卖,大概率不会再有第二次了。

但未来的第四代战斗机可是要批量装备的。

蒋建军点点头:

“所以,在这个课题上面,我们是在跟601所还有611所等几个兄弟单位合作进行……”

话才说到一半,他也看到了乔晨青愈发铁青起来的脸色。

于是赶紧话锋一转:

“不过,战术飞机的体量毕竟小,所以开启弹舱之后的流场影响也相对弱一些,没有我们面对的情况这么严重……另外,我们之所以选择用浅腔弹舱,也是因为已经有了些解决问题的思路,比如控制弹舱门的开度,还有给载弹提供一个初始的负迎角……”

“……”

就在气氛逐渐陷入僵持的时候,一名工作人员从门外匆匆走来,接着凑近到蒋建军和乔晨青旁边:

“首长,蒋总,我们刚收到了常院士和航天一院那边发过来的文件。”

蒋建军稍稍抬起视线:

“是验证弹的具体设计参数?”

那名工作人员点了点头,但却并没有就此离开。

反而把手中的一个文件夹放在了桌上:

“另外……常总还一并附了封信,说是给镐发集团的设计负责同志。”

蒋建军听罢一愣,有些迟疑地翻开了面前的文件。

除了抬头以外,整张A4纸上只写了一句话:

“图160飞机的大尺寸弹舱可能导致流场紊乱,对于此问题,可以考虑在弹舱前缘设置扰流板,并在后缘设置一特定倾角进行缓解。”

(本章完)

第1213章 一张纸解决的大问题

偌大一张纸上面只写这样一句正文,要是搁在平时,那属实有点没头没尾的意思。

毕竟学术圈办事,怎么着也应该标题摘要引言、正文结论引用,六要素齐全,才像那么回事。

即便是行业祖师爷级别的人物,一般也不会破这个规则。

但考虑到镐飞集团这边眼下正为了弹舱流场特性的问题而焦头烂额,那这一句话可就算是雪中送炭了。

更何况,白纸右下角还留着常浩南本人的签名。

蒋建军眼神中只闪过了一刹那的犹豫,接着便在心中做出了决定。

而在他旁边的乔晨青,到这时候也已经看明白了纸上那句话的意思:

“这是……咱们刚才讨论那个问题的……解决思路?”

“是的。”

虽然有点明知故问的意思,但毕竟是领导开口,蒋建军赶紧停住准备叫人办事的动作,给出了肯定的答复。

乔晨青不由得露出一脸惊愕的表情。

尽管已经不止一次听过常浩南的事迹,但今天亲眼所见,还是让他感觉有些夸张。

要知道,对方全程都没有直接插手过这架图160的改装事宜。

现在突然跟着验证弹的设计参数送来一封信,竟然就恰好对上了这边面临的最大麻烦?

乔晨青上次听说这种事,还是在自己小时候,说书先生讲《三国演义》里面的锦囊妙计……

“那……可行性如何?”

他此时也顾不得继续端领导架子,连忙追问。

蒋建军一愣,随即有些无奈地回答道:

“首长,我也才刚看到这封信没几分钟,怎么可能马上就知道……”

此时乔晨青也意识到自己有点着急,便准备找补两句,以免给对方施加太大压力。

但他这边还没等开口,就听到蒋建军话锋一转:

“不过,从原理上来说,如果内埋武器舱的后壁倾角足够大,那弹舱结构在空气动力学上就不再是一个典型腔体,问题自然迎刃而解……只是要想单靠倾角改变来实现这种效果,大概需要70°左右的角度,相当于直接占据武器舱内一半甚至更多的有效空间,工程上不具备可操作性。”

“至于跟前缘扰流板相结合……”

后者脸上露出些许愧色:

“确实是我们此前没有尝试过的思路。”

乔晨青自然不会因为这种事情而批评对方,况且他现在最感兴趣的也不是这个问题本身。

“建军同志,你在航空工业系统工作的时间比较长,所以我想额外问一句……”

他稍微缓和了语气:

“常院士他……之前也经常这样么?”

“我的意思是,虽然人离着很远,但还是能指导具体开展工作。”

蒋建军挠了挠头,表情显得有些拧巴:

“我上次跟常院士一起做项目还是97年的时候,当时是要拿轰油6改一架用来模拟结冰的喷水试验机……任务不算复杂,而且当时常院士好像还没毕业,所以倒是没有太深的感觉。”

“不过听合并之后从南郑那边调过来的梁总讲,好像也确实差不太多……”

一时间,俩人谁也不知道该继续说些什么。

于是,现场又是一阵沉默。

最后还是乔晨青率先打破僵局:

“那下一步,就是按照常院士给出的思路,重新进行飞行测试?”

见话题总算回到自己熟悉的部分,蒋建军稍稍松了口气:

“那倒不是。”

他摇摇头:

“就算是常院士给出的建议,我们也不可能直接冒险上机试飞,肯定要先进行数值模拟和风洞测试,至少先验证这一方案的可行性和安全性。”

其实乔晨青在问这个问题的时候,都已经准备起身,就此结束本次调研了。

但听到回答之后,又硬生生坐了回去,眼神中亮起一抹好奇。

他早年间还在京城军区空军任职的时候听过航空工业集团做报告,里面提到过利用计算机模拟技术提高试飞精度,减少了多少多少非必要的试飞时间云云。

所以对此有些概念:

“数值模拟……是不是很快就能出结果?”

蒋建军眼神微抬,见乔晨青满脸期待,立即猜到对方是想要留下亲眼看看结果,心下顿时苦笑不止——

数值模拟确实可以在某种程度上节省时间。

但那是相对于试飞而言。

实际操作起来,还是受到被模拟系统本身的复杂程度,以及操作人的算法和理论功底影响。

首长的行程都有安排,最多也就在这停留两天功夫。

如果常院士本人在这,那或许还来得及拿出个具体结果。

可是让自己来……

那属实是有点难为人了。

好在蒋建军的脑子也算活泛,很快想到了替代方案。

于是坚决地点了点头:

“定量的具体结论恐怕还需要一些时日,但只是定性验证可行性的话,确实用不了太长时间……”

果然,乔晨青当即面露喜色:

“那好,我就在镐京多留一晚,也好把更准确的情况给军wei带回去!”

……

暂时送走乔晨青一行人之后,刚才一直跟在旁边没说过话的助手何海强凑上前来,表情如同吃了苦瓜:

“蒋总,这一天多点的时间,真能……”

说到一半,就被蒋建军挥挥手打断:

“可行性验证而已,常院士既然连解题方向都给出来了,那我们这边总不能太掉链子……”

他说着从桌上拿起那张只写着一句正文的白纸:

“小何,你记一下。”

何海强一个激灵,赶紧坐到旁边,并把腋下夹着的笔记本摊开在桌上。

“继续沿用我们比较熟悉的瞬态守恒控制方程,但考虑到这一问题中包含大尺度的脱体分离涡,又存在壁面条件限制,所以在近壁面的附面层内采用雷诺平均方法,用湍流模型模拟其中的小尺度脉动运动,在远壁面则将湍流模型耗散项中的尺度参数用网格尺度与一常微分方程解的乘积代替……”

“整个模型采用分区结构化网格,总共分为22个区,其中弹体附近区域采用O形结构网格,头部和弹身各包含五个分区……”

“……”

在确定了下一步的工作方向之后,整个项目组便以前所未有的高效率运转起来。

而当乔晨青在第二天上午重新来到镐飞集团的时候,出现在他面前的除了两眼泛满血丝的蒋建军之外,还有几页泛着油墨气味,明显是刚刚被打印出来不久的数据分布图。

“结果已经出来了?”

他赶紧上前两步,来到贴着结果的几块绘图板跟前。

“没错,首长。”

蒋建军打起精神,伸手指向最左侧的第一张图表:

“您看,我们在弹舱前缘设置了五条高36mm、宽10mm、长450mm的扰动装置,并分别测试了0°、15°和30°三个大小的后壁倾角,结果显示在马弹舱长深比为12、马赫数Ma=1.8的情况下,不仅弹舱外偏航力矩的最大值减小了12%-27%,而且弹仓内所有测点的总声压级也都出现了1.0-1.4dB不等的降低,相当于同时改善了舱外气流情况和舱内振动情况。”

“这两个数字虽然都还不足以彻底解决问题,但目前的结果本来也只是我们根据经验选定的初始值,后续仍然有非常巨大的优化空间……更重要的是,前缘扰动装置可以充作结构加强筋,几乎不会影响弹舱本身的有效容积,在弹舱门关闭的情况下,也不会对雷达反射面积造成负面影响,所以……”

听到这里,乔晨青一时没憋住自己的情绪,直接接过了后半句话:

“所以,相同的思路可以直接用在隐身飞机的弹舱里?”

“正是如此。”

蒋建军的脸上也早就没了困意:

“我们把这个设计思路跟F22战斗机,还有S37验证机的浅腔弹舱对比了一下,发现美俄两国应该也是采用了类似的技术方案,所以单从外观上不容易看出端倪……”

“关于作用原理,我们推测是由于气流流经金属条时产生了一系列的高频涡,这些涡的频率远大于噪声回路自身频率,可以增强剪切层内气流的掺混,破坏大涡结构并吸收剪切层能量,从而在一定程度上破坏了噪声产生的回路……”

具体的技术内容,乔晨青自然听不太懂。

但他也没在这些细节上面纠结。

只是缓缓做了个深呼吸,视线在面前的几块绘图板上重新扫过一遍:

“看来常院士的那一张纸,还真是解决了大问题……”

(本章完)

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