第793章 殲14-熊貓
「驗證機製造的確是有點粗糙————」
曹新全有些不好意思,但立刻解釋道:「不過我們的主要工作是驗證大型超音速飛機原理,所以您看,這個細長的機鼻是用來模仿超音速客機尖銳的機頭以撐開激波,減小阻力;大三角翼翼型也是等效縮比而來的,至於尾部嘛————因為我們無法從零開始製造驗證機,所以用了兩架殲7的機體進行拚接。
BR715發動機取代了原來渦噴7的位置,而機背隆起的進氣道和空間則用來安裝那台衝壓發動機,這是唯一可行的佈局。
外表那些不規則的不鏽鋼補丁塊是用來加強薄弱區的熱防護,實際上我們設計的這種構型最高飛行速度應該達到3.5馬赫,但蒙皮實在扛不住,隻能常態維持2.5馬赫,短暫達到3馬赫。」
「常態維持2.5馬赫速度?」
唐文對這個指標相當感興趣,這比協和還要快得多。
曹新全:「是的,這架驗證機在2.5馬赫下氣動阻力最優值和衝壓發動機做功最佳效率區間重合,這也符合我們設定的2.2到2.6馬赫區間內的設計目標。
協和設計優化在2.0馬赫是因為這是渦噴發動機工作效率的最佳區間,但衝壓發動機要高得多,壓製在2.5馬赫是客機需要平衡成本的結果,如果採用SR71那樣的柔性蒙皮,穩定在3.5馬赫一點也不困難,這也是空軍看好的原因。
當然,您提供的衝壓發動機相當優秀,優秀到能夠抵消兩套動力係統帶來的死重劣勢,這相當不可思議。」
魔法科技當然不可思議,唐文在心裡默默吐槽。
係統造船廠和研究所建造和優化能力都強的離譜,比如在造船時明明是類似3D列印效果,最後成形結構卻與正常鉚接焊接無異。
唐文以前好奇做過實驗,更改設計讓一艘東江型漁船採用全一體式框架結構,整個船體無焊接一體成型。
最後結果是失敗提示結構錯誤,但他仍然繼續嘗試,最終發現一體式框架結構隻能在船體零部件的體型範圍內成功。
這個範圍內成功的範例可以是某一段龍骨,可以是一輛汽車的車架,或者是————一架F14大小的飛機機體。
一體自然成形飛機機體框架,多麼夢幻的描述。
在未來這是隻有3D列印金屬煆燒成形才能做到的事,但也僅限於一些部件,整個機體框架全部一體成型仍然是遙不可及的夢想。
造船廠可以。
這意味著飛機整體主結構的各向力學特性非常優良,並且去掉了很多不必要的連線件減重,輕鬆達到工程學造物最理想的狀態。
至於研發能力也很奇,衝壓發動機結構本身並不複雜,甚至比起高效能渦扇渦噴發動機簡單的多,說得極端些就是一根管子,1913年就被提了出來。
但衝壓發動機的難題在於進氣口和燃燒室的設計,如何才能儘可能剝離紊流、讓空氣減速且穩定地進入燃燒室、最後再以最佳膨脹比噴出—這在未來隻有靠大量模擬計算和風洞優化。
202X年的帝國遲遲搞不定就是因為隻依賴計算機模擬,而國內則兩法結合取得了巨大成功。
但造船廠研究所隻要設定引數就能自動找到最優解,某種程度上意味著研究所的計算能力也許相當於一台量子計算機。
而反映到蓋金的航空研究上,為XG—98提供的10噸級衝壓發動機其實重新整理了國內在此領域的認知。
「等等,你是說未來我們設計的超音速客機也隻能維持2.5馬赫速度飛行,原因是超溫?
我冇記錯的話衝壓發動機正常最佳效率工作區間應該在3.5馬赫,我們應該設計3.5馬赫速度巡航的客機。」
曹新全大驚失色:「老闆,金屬的熱脹冷縮是很恐怖的,3.5馬赫下飛機前部溫度會達到300到450度,區域性特殊點甚至高達650度,SR71在這種情況下整架飛機都會因此伸長十幾厘米,採用普通鋁合金蒙皮光是溫差就能讓其被撕裂。
2.5馬赫幾乎是目前能接受的航空濛皮材料耐溫和成本的平衡極限,再多就必須上鈦合金蒙皮。
這根本不具備實際運營意義,每一次飛行都要特別維護,隻有軍方纔能接受。」
唐文:「我們不用鋁合金,也不用鈦合金,用不鏽鋼。」
他指了指驗證機翼根部分用來加強熱防護、閃耀著銀白色冷光的不鏽鋼蒙皮:「看,你們不是已經找到材料了麼,而且米格25已經示範過了。」
曹新全:「但那會超重的,米格25用的A—150標號不鏽鋼的確能耐高溫且強度高,但我們要設計的是客機,使用不鏽鋼會增加機體重量,最顯著帶來的影響就是油耗和載客量,客機必須考慮經濟性。」
「我想能乘坐超音速飛機的乘客不會很多,而且————」
唐文指了指自己:「我們可以像使用水一樣使用航空煤油,不必在意這一點。」
曹新全:「————」
也就是洪都智選機工廠冇有外國人在,如果讓在魔都的薩博設計師聽到客機可以不在乎經濟性,怕是能原地哭出來。
殺死四發遠端客機、乃至讓眾多航空公司破產的最大元凶就是石油價格。
幾次沙漠戰爭前石油還很廉價,通用汽車公司甚至把貨機當輪船用,拿來運輸汽車都不怕虧本,航司運營客機時還會提供豐富的餐食。
但每次石油危機後燃油經濟性就會淘汰掉一大批舊飛機和運輸行業,客運中航司更是摳門到開始控製空姐的體重,連一個座椅減重幾百克都無比關心。
至少目前所有的航空公司和飛機製造商都在拚命卷油耗,誰油耗低誰就先進,誰油耗低才能活下去。
可唐文不擔心,假如他要是挖的真油田也許會在意,可係統產出的石油和水有什麼區別?
也許某些純淨水的生產成本還比石油更高呢!
曹新全雖然不懂這裡麵的奧秘,但也知道蓋金自己就是石油大戶,那麼說——
3.5馬赫的超音速客機真有可能?
不鏽鋼確實重了點、笨了點,但也的確大大降低了製造難度,而且這可是超越協和式的客機!
以3.5馬赫速度巡航,從魔都到紐約僅僅隻需要3個小時,簡直和飛彈一樣快!
「唐文!」
趙耀華一路小跑,還未站定就緊緊握住唐文的手:「你可是稀客啊,多久也冇來看一下。」
後者卻是伸出一隻手:「我飛機呢?」
「在西北啊,陸總也在那邊。」
「不是,我是說紅色雄貓。」
「那哪有這麼快!」
趙耀華還以為唐文是在開玩笑:「現在才把基礎引數定下來呢,總體設計也差不多了,大約3月左右開始建造木質樣機,至於翼盒現在決定採用鍛造工藝,沈飛那邊接下來正在做技術驗證,也差不多那個時候開始第一次試驗,今年六、七月把製造翼盒樣品,年底之前搞出來首架合格的靜力實驗樣機就差不多了。」
唐文不置可否:「先看看圖紙?」
「跟我來。」
趙耀華帶他來到一間————電腦房,此時正坐著一排排的工程師和繪圖員,螢幕上正是原始CAD的畫麵。
自80年代以來國內就引進了CAD電子製圖,否則若是在北邊毛子家說不定還能看到幾百平的空地上鋪滿圖紙,禿頭製圖員拿著比人高的圓規作圖的情景。
不過給唐文展示的樣機圖紙很有心思地用PPT呈現,而且簡單繪畫上色。
【第三代先進戰鬥機:殲14原型機技術展望】
看到封麵標題時唐文就愣了一下:「殲14?J14?」
「不,我們還不至於連名字都抄襲。」
趙耀華立刻擺手解釋:「我們的戰機命名一般會跳過已有的名稱—一哪怕冇有公開中途夭折的型號也算,殲11給了蘇27,殲12也有了——就是空中李向陽,殲13是沈飛當年搞出來和殲10競標失敗的型號,所以就拿到殲14了,這還真是巧合。」
「行吧,其實也不影響。」
唐文印象中的殲14應該是「雪鵠」,是沈飛與殲20競爭的四代隱身機型號,不過現在第四代隱身機競標估計還未開始,所以最後紅色雄貓就成了殲14一這何嘗不是一種緣分。
「對了,有綽號了嗎?」
「熊貓。」
「還是雄貓?」
「是那個熊貓。」
趙耀華雙手捲成筒狀放在眼睛上。
唐文:「————」
好吧,這就是故意的。
趙耀華開始講解PPT,唐文掃了一眼發現其引數和F14相差無幾,基本就是按照超級雄貓F14D的樣子復刻,畢竟國內工業還做不到進一步優化。
機體方麵幾乎就是在逆向仿製,然後將其航電替換為國產1473雷達(殲10同款),而預期中更加強大的1495雷達(1493高功率版)需要大概02年才能裝機,也就是J14A才能用上。
對這個結果唐文並不意外,點點頭後問道:「機體部分設計已經完成了對吧?」
趙耀華:「是完成了,但隻是初版設計,到最終量產中間可能會經歷十幾次甚至幾十次大改,小零件改動上百次都有可能————我們畢竟不是當格魯曼的代工廠,J14是在重複F14的研究過程並融入了許多本土化的改進,工作量依然巨大。」
「那我們就要改變研究方式,跳過靜力試驗,每一版設計直接製造可飛行樣機,然後直接進行飛行包絡線測試,墜機或者出現問題再改進。」
看著趙耀華驚恐的眼神,唐文搖搖頭:「放心,蓋金出試飛員,不怕傷亡。」
趙耀華有些語無倫次地說道:「這,這不僅僅是傷亡問題——雖然這已經很離譜,但研製階段一架原型機製造也需要幾個月,快不了多少的,沈飛的鍛造工藝還冇有成功過。」
「所以,是蓋金先來製造,等我們一直早一直摔————一直疊代到了穩定且效能優良的版本,再直接下發成熟圖紙給供應鏈去製造。」
唐文:「J14的設計直接發往我們的海外工廠先行生產,當然這隻包括機體,航電和電子器件仍然由你們負責,從提供設計到樣品————一週吧。」
「一,一週?」
實際上兩個小時都夠了,造船廠的建造速度隻看「噸位」,一架飛機纔多重?連大型快艇都比不上。
「還有一件事。」
唐文把曹新全也叫了過來:「以後隻要機體不比F14大的部件都可以交給我的海外工廠,而且趙所長,J14初版圖紙再給我們多一個版本。」
他站起身在投影幕布上勾勒,將殲14機體和翼盒等全部囊括在內:「海外工廠正在實驗大型3D列印成形技術,像這些連線在一起的部件理論上都能一次列印成形,這次我們將以J14為藍本進行嘗試,到時候會送來2個版本的機體,先看看效果如何。」
3D金屬列印在此時已然出現,但還處於最早期的原理研究階段,產品壓根不具有任何實用意義,以至於趙耀華以為自己聽錯了:「零件用3D列印製造?」
「不是零件,是整個機體,從駕駛艙位置開始延伸到發動機,然後包括兩側的翼盒,整個主體全部作為1個零件一次性3D列印出來。」
現在3D列印還是個新鮮到極致的玩意,唐文乾脆從桌子上拿起一管不知道誰丟下的凍瘡藥膏,用半固態的藥膏演示增材列印過程。
趙耀華和曹新全對視一眼,聲音都開始顫抖:「這麼大————一體成型??全部?不分段?」
唐文點點頭:「是的,全部,我想這樣的話整個機體的設計肯定能進行優化,不需要為連線處額外加強,可以繼續減重很多。」
「那至少能減重一噸,不,甚至兩噸!」
曹新全激動的開口,飛機對重量的敏感度僅次於火箭,如果全機體框架一體化,那麼等同於所有固定非活動部件全部都無需焊接/鉚接,其餘零件隻剩機翼、
雷達罩、座艙蓋子和電子裝置、發動機等等,對整架飛機而言至少降低了幾百個連線處,減重1噸都是最保守預計。
要知道兩個零件在連線時,焊接/鉚接處必然要考慮安全冗餘,必須比原材料更堅固才行。
這個冗餘係數通常會在1.5甚至2以上,放大到整個機體上百個連線處不斷疊加,最終的冗餘設計就相當多了,而一整個零件的強度冗餘就容易預留多了,設計量都會顯著降到極低的程度。
F14空重18.2噸因而被詬病笨重,可要是能減重到16.2噸,哪怕仍比不上空重隻有13噸的F15,卻足以覆蓋掉可變後掠翼帶來的死重增加,和殲11B相差無幾,靈活性極大提升。
這種設計在汽車製造中有個很相似的例子就是一體壓鑄車身製造工藝,相比傳統的分體拚接不僅更輕,而且力學效能和強度都遠遠更高,在碰撞中具備更大的優勢。
當然壞處也不是冇有,一體式框架一旦區域性損壞就幾乎報廢,因為區域性的損壞直接破壞了整體力學效能,哪怕重新焊接回來也完全喪失了設計的承載佈局,甚至比起分體式更脆弱。
例如未來的特斯拉就採用一體壓鑄車身,撞擊後一旦明顯變形就無法切割維修隻能全損報廢,維修經濟性極差,保險公司因此大漲特斯拉車主的保費。
但放在飛機上麼這可不是缺點,有多少情況下一架戰鬥機主體框架受損且還有必要繼續維修使用?
出於對一體成型機體的熱情,趙耀華很快帶人重新復盤了J14的研發流程,而且就按照1周的機體時間來。
至於航電係統其實也容易,現階段J14的航電就是照搬殲10,而後者已經首飛,航電係統也基本證實無重大問題。
而復盤的結果是發現試飛過程最耗費時間,疊代製造週期反而可以低到小於1
個月,這意味著99年內至少可以快速疊代6個版本的J14原型機,幾乎就走完了一架飛機正常的研製路線,00年就能對J14設計定型。
「一年半就定型一款飛機,哪怕是逆向仿製我都認為太誇張了。
趙耀華都為這樣夢幻的速度咂舌,但唐文拍了拍他的肩膀:「加油,等智選機工廠走上正軌,還有更大的任務交給你們。
「什麼任務?」
「保密。」
第五代、甚至第六代戰機。
唐文在心裡默默想著,不知道C係線有冇有J50?