第510章 討論下一代戰機
爆震發動機,的確是當時美國佬第一次過來的時候,秦亮就忽悠他們的。
這些年來,發動機係一直都在研製這東西,進展順利,已經有了給飛彈使用的發動機,這個秦亮是知道的,但是,他絕對不知道,居然已經有了給飛機使用的發動機!
這兩個可不是一個級別的。
飛彈使用的,推力很小,有個二三十千牛就不錯了,而想要當戰鬥機的發動機,都得一百千牛以上!
小發動機的燃燒特性,和大發動機的燃燒方式可不一樣,不是說簡單擴大就行,內部的流體力學需要重新計算,重新做風洞試驗的。
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己方還能有這種技術?
看著秦亮驚訝的眼神,楊威再次介紹。
「經過多年探索,咱們發動機係已經把爆震發動機技術轉向駐定斜爆震發動機技術,這應該是爆震發動機最完美的技術。」
當初研究的時候,首先鎖定的是脈衝爆震發動機的技術,結構很簡單,就是一個單管爆震燃燒室,進氣口是個狹縫,空氣和燃料混合後發生爆炸式燃燒,衝擊波在傳遞的時候引射進氣口,吸引更多的空氣進入,再次點燃。
這樣的發動機,必然不會很粗,畢竟前麵的進氣口得非常小,所以,想要提升動力,就會使用多管發動機的技術,為了能夠在低速下使用,還會和渦輪發動機結合,變成PDTE,也就是渦輪爆震混合發動機。
這種發動機西工大已經深入研究過了,技術可行性很高,效能優越,缺陷就是一次爆震就得點一次火。
所以,旋轉爆震發動機就出來了。
這種發動機不再是一個管子,裡麵是一個環形燃燒室,隻需要一次點火,在最初爆震波產生之後,就會引燃隔壁的混合燃氣,沿著整個燃燒室幻速蔓延,形成周而復始的爆震過程。
這樣做的另一個好處,就是爆震頻率很高,幾百赫茲都是入門水平,幾千,幾萬赫茲都可能。
爆震波產生得越快,推力自然也就越大啊,推重比會很高!
不過,這個還不是最優秀的。
比它還強的,就是斜爆震發動機。
之前的,可以都叫做正爆震發動機,通過改變引流條件來實現爆震波在燃燒室內的駐定燃燒,而斜爆震則是通過引入斜激波進氣道或者是中心錐體,形成斜爆震波。
它的優勢很多,燃燒室的長度可以縮短,也就意味著發動機的重量可以減輕,燃燒產生的駐定波不會被進氣輕易吹散,可以實現更高的飛行速度……
「目前,咱們發動機係已經在設計直徑一米左右,長度四米左右的斜爆震發動機,推力兩百千牛左右……」
秦亮睜大了眼睛:這意味著什麼?哪怕發動機的自重和現有的渦扇發動機一樣,推力翻倍,也意味著推重比會翻倍,現在是8的話,那斜爆震發動機就是16!
而且,這發動機結構簡單,自重還會更輕,這發動機的推重比,怕是會超過20!
這發動機絕對要逆天啊!
「自重呢?」
「自重還暫時確定不下來,最大的問題就是,這種斜爆震發動機的燃燒溫度更高,燃燒室的溫度應該會超過兩千兩百攝氏度以上,防護材料最好能耐三千攝氏度的高溫……」
防護材料的重量確定不下來,這發動機的重量自然也就確定不下來,根本就不知道自重會是多少。
秦亮興奮地站起來,來回走幾步。
「下一步,耐高溫材料要向陶瓷材料方向轉變,而且,這種發動機不需要旋轉部件,隻要設計成貼片的形狀,貼上在發動機內壁就可以!」
最早的渦輪材料用的就是不鏽鋼,而每提升一百度,發動機的推力就會提升百分之二十。所以,材料專家們開始孜孜不倦地研究新材料。
鎳基材料、定向合金、單晶材料、結構從實心到空心氣膜冷卻再到複合空心,溫度不斷提升,到了第四代推重比為10的發動機之後,想要繼續提升渦輪前溫,就得依靠陶瓷材料了!
「好,那咱們就通知材料係,按照您的這個路線來。」楊威點頭。
發動機用啥材料,秦亮說了算,他指路,咱們搞研發,這樣進展會很快!
「對了,咱們用什麼燃料?」秦亮問了一句。
「以前設計的時候,用過液氫,不過為了讓發動機更實用,咱們發動機係已經在研製用航空煤油的了,這樣燃燒效率可能會低一些,但是更實用。」
早期的爆震發動機,都用液氫來作為燃料,這東西用起來可不方便,除了氫脆這個魔咒,就是低溫儲存,相比之下,航空煤油可以正常儲存和運輸,使用起來更容易。
燃燒的熱值之類的,肯定比不上液氫,但是更方便。
秦亮點頭:「不錯,不錯!」
「秦校長啊,這發動機的問題是解決了,那咱們下一代飛機的速度,也就可以大幅度提升了,而這飛機的速度越快,摩擦溫度就會越高,2.5馬赫是個坎啊。」宋老開口。
隻有外行纔會吹某某設計一架飛機,速度多快多快。
事實上,常規的戰鬥機,就是2馬赫左右,就算是有了逆天的發動機或者是氣動外形設計,飛機最大速度也會被卡在2.5馬赫上。
當初衝破音速,會有一個叫做音障的可怕阻礙在前麵等著,而速度達到2.5馬赫之後,就會遇到熱障了!
飛行器在空氣中運動,就會和空氣摩擦,速度越快,摩擦產生的溫度就越高。
當馬赫數為2的時候,機頭溫度就已經能超過一百攝氏度了,當馬赫數達到3的時候,表麵溫度就會增加到350攝氏度,這個溫度下,鋁合金早就軟化了。
所以,能飛到3馬赫的飛機,就得用其他材料,黑鳥使用鈦合金,米格-25使用不鏽鋼,總之,這些的耐高溫效能都很強。
當然,這些說法也是有限製的,摩擦生熱高的部位,主要是機頭,機翼前緣等等這些直接和空氣相撞的部位,這些部位用特殊材料。
軍迷們可以滔滔不絕地說米格-25是不鏽鋼打造,其實,也隻是在這些需要耐高溫的地方鋪設不鏽鋼,可不是整個機體都是不鏽鋼覆蓋的,該用鋁合金的地方,還是用鋁合金。
而2.5馬赫,就是鋁合金的極限,所有純鋁合金的飛機,都飛不到2.5馬赫以上。
現在,咱們如果用斜爆震發動機的話,那飛行速度註定會超過3馬赫,甚至會超過5馬赫!
要知道,脈衝爆震就能讓飛行器飛到5馬赫以上了,斜爆震的潛力,可是15馬赫以上!
這麼快的速度,飛行器該用什麼材料?
「還是上陶瓷吧。」秦亮開口。
現在,陶瓷本來就用在發動機噴口等等需要耐高溫的部位,接下來,全機身覆蓋,貌似也冇什麼不可能的。
「相比金屬蒙皮,陶瓷有很多好處。」秦亮介紹起來:「首先,對電磁波的反射能力很低,而且可以和塗層融為一體。」
現在的戰鬥機,隱身性依舊是第一個重要指標,金屬蒙皮的戰機,外麵得塗刷隱身塗層,但是蒙皮不平就不行,所以,還需要打膩子找平,鉚釘用的都是沉頭的。
陶瓷基的,完全可以融為一體。
「同時,陶瓷基的耐高溫,不用說3馬赫,5馬赫,甚至10馬赫都冇有問題,而且,陶瓷的硬度更高,防護力更強,對麵飛來的飛彈如果戰鬥部威力不夠大,可能都打不透我們的蒙皮。」
「冇錯,秦校長,您說得對,這是陶瓷的好處,但是,陶瓷會不會重一些?」在場的一名工程師忍不住開口問道。
「不,不,陶瓷重隻是一種錯覺,我們說的陶瓷材料,不是全陶瓷,而是陶瓷基材料,它的比重和鋁合金不相上下。」
誰說陶瓷就一定會重?陶瓷基蒙皮,還真不一定重!
很多人都會偷換概念,就拿相控陣雷達來說,氮化鎵就已經是最優秀的了,然後就有什麼碳化矽,吹起來更好,發現距離一千公裡,其實,碳化矽就是個基底而已。
宋老神采奕奕:「秦校長,你這樣一說,咱們就有信心了!這飛機蒙皮解決了,發動機解決了,咱們的新一代戰機也就有實現的全部基礎了,就差一個外形結構了,這爆震發動機雖然也能從零啟動,但是6」
衝壓發動機是不能從零啟動的,有了速度,進氣口纔會撞進來空氣,發動機纔會持續工作,一般來說,衝壓發動機的啟動速度,都在2馬赫以上。
爆震發動機倒是可以從零啟動,隻是這個時候推力不高,所以……
秦亮知道,宋老就在這裡等著呢。
「所以,咱們得用三釋出局。」秦亮介紹起來。
把不同的發動機組成到一起,太過複雜,我們倒不如分開!
「目前,咱們的渦扇十五在研發之中,這款發動機不是已經在搞變迴圈技術了嘛,可以滿足2馬赫,甚至是3馬赫以下的條件使用,等到速度再快的時候,就關閉渦扇十五,開啟我們這爆震發動機。」
三發!
渦扇十五和爆震發動機塞進一架飛機裡!
這飛機的佈局,絕對是全世界獨一份!
現在的確有三發客機,但是三發戰鬥機很少很少,蘇聯的雅克-38,勉強算是三釋出局,一台主發動機,兩台升力發動機,但是飛機佈局非常獨特,不能算數。
咱們的這款全新飛機,將會是全世界絕無僅有的一款三發戰鬥機!
「秦校長,仔細給咱們說說!三台發動機,進氣就是個問題啊。」宋老滿臉期待。
「前麵還是正常的兩肋進氣佈局,可以放到邊條下麵來,就和我們的殲二十差不多,同時,我們在機背上設計第三個進氣口,反正在開啟爆震發動機之後,也就不需要大過載機動了。」
機背進氣!
這是被全世界飛機設計師拋棄的一種進氣方式!
最早是機頭進氣,之後是兩肋,然後是機腹,機背進氣的最大缺陷,就是在爬升的時候,機身會遮擋進氣口。
機腹進氣在俯衝的時候會遮擋,但是俯衝有地球引力幫助,飛機還會加速,爬升就隻能靠自身動力了。
一直到了隱身技術發展,很多無人飛行器都用上了機背進氣,最大的好處就是隱身性高,尤其是麵對地麵雷達的時候,這個進氣口幾乎冇任何暴露的風險。
「嗯,不錯,可以!」宋老點頭:「後麵三台發動機,一字型排列,這樣機體會更加寬大,不過……機翼怎麼設計?」
在飛機的設計中,有一個很重要的東西叫做馬赫角。
馬赫的貢獻很大,所以在空氣動力學裡,很多東西都是用他的名字來命名的。
比如說,飛行速度和音速的比值叫做馬赫數,衝擊波的錐麵叫做馬赫錐,而這個錐麵和物體運動方向的夾角,叫做馬赫角。
馬赫角是一個很重要的東西,在飛行器上,連線飛機頂部和兩側翼尖,形成一個等腰三角形,這個三角形頂角的一半,就是該機型的馬赫角。
就說機翼,有人說後掠翼才能飛超音速,這個不一定,F104就是直機翼,照樣能飛超音速,因為它的機身很長,機翼和機頭形成的馬赫角達到了超音速的需求,就能飛超音速了。
當然,F014的設計奇葩,導致飛行效能很差,被稱為飛行棺材,這倒是冇說錯。
現在……己方要讓全新的飛機飛到5馬赫以上,那外形設計就至關重要了!
秦亮點頭:「是啊,肯定不能有鴨翼,也不能有水平尾翼,隻能用無尾三角翼的佈局。」
如果看後世的殲36的話,和美國佬的太空梭的氣動佈局有些類似,想要飛高超音速,就得降低馬赫角,就得用這種機翼,當然,咱們的不一樣。
「具體來說,屬於雙後掠三角乘波體機翼……」
這東西,說起來就複雜了,必須得仔細介紹才行!
於是,秦亮說,大傢夥聽,已經有人掏出來筆記,開始記錄了。
冇有人知道,東方的新一代飛機,就在這個飯桌上,開始了起步!
追趕還不夠,還得超越!
宋老的目光中更是神采奕奕,接下來,又有活兒乾了!
一代接一代,這些年來,咱們追趕世界先進水平,很快!
這頓飯,一直吃到後半夜,天快亮的時候纔回去休息,等秦亮醒來的時候,就發現有更多的人來了。
「林老?」
「好啊,你小子過來,都不通知我!我是聽說了報告之後纔過來的,來之後,你還在睡覺!」林老看向秦亮,很是不滿。
「林老,您日理萬機……」
「理什麼理,有什麼能比我們現代化的裝備更加重要的?」林老看向秦亮:「尤其是這次的四代機,這纔是我們空軍引領世界裝備的開始。」
三代機已經量產,但是其他國家已經有了,比咱們還早,隻有四代機還是空白,大傢夥都是站在一個起跑線上的。
空軍對這款裝備,當然也是看重的。
此時,聽到林老這樣說,秦亮隻能點頭:「好,好,昨天滑跑實驗的資料都整理出來了吧?最近一段時間,應該都是滑跑實驗,所以,林老,您來這裡冇意義。」
高速滑跑,就是驗證氣動佈局的合理性,這需要反覆滑跑,反覆驗證,幾個月都很常見,現在……
「什麼最近都是,資料已經分析完了,和設計指標完全一樣,所以今天晚上,就要籌備首飛了。」
「這麼快?」秦亮睜大眼睛。
「還不是因為用上了最先進的計算機,昨天的滑跑資料,全部輸入了計算機,冇任何問題,和設計指標完全一樣,既然這樣,那就冇必要再搞什麼滑跑實驗了,純粹是浪費時間。」
「好吧。」
來回滑跑,的確也冇有太大意義,既然已經確定資料和理論值一樣,那就飛吧。
首飛在夜間,算是第一次了!
晚上八點鐘,林老帶著秦亮,一起來到機場,此時,殲二十已經在做起飛前的準備了。
眾人也是再次檢查,比上次還仔細,足足過去了一個多小時。
「好,我們的飛機已經達到了首飛的條件。」宋老終於鬆了一口氣。
「雷子,做好準備了嗎?」
「報告,已經準備好了!」雷鏹說道:「我有信心把這架飛機完整地飛回來!」
「好,出發!」
雷鏹再次跨上座艙,態度平和,臉色正常,冇有絲毫的緊張。
都飛過那麼多機型了,還有什麼可怕的。
要說緊張,殲九首飛,鴨翼飛控不知道是否完善,或許會緊張,經過了殲九的洗禮,現在的殲二十,早就是成熟產品了!
冇啥可緊張的!
發動機的轟鳴聲響起,在眾人的矚目中,雷鏹把飛機滑上跑道,對準中線。
鬆開剎車,滑跑!
速度越來越快,越來越快,抬前輪,抬後輪!
整個動作一氣嗬成,兩百五十米都不到,飛機就拉起來!
「漂亮,這纔是真正的好飛機!」林老滿臉興奮。
「好馬配好鞍,咱們的相關部門,正在進行新一代遠端空空飛彈的研發,和這款飛機配合,一定能在戰場上發揮巨大的作用。」秦亮說道。
「遠端空空飛彈?」
「對啊,林老,這隱身機,就是為獵殺敵人的高價值目標準備的,射程必須得夠遠才行!」
(本章完)