渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)最核心的三大部件,就是燃燒室、高壓渦輪以及高壓壓氣機(jī),他們組合在一起,為發(fā)動(dòng)機(jī)提供推動(dòng)力。
其中燃燒是最基礎(chǔ)的動(dòng)力來(lái)源,高壓渦輪則是在燃燒室的推動(dòng)力下,帶動(dòng)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的部件。
高壓壓氣機(jī)的功效是最多的,它是在高壓渦輪的帶動(dòng)下運(yùn)轉(zhuǎn),給燃燒室提供高壓空氣來(lái)源,同時(shí)也要提供高壓空氣供飛機(jī)座艙增壓、渦輪葉片等高溫零部件冷卻以及進(jìn)氣道防冰、除冰使用等等。
另外,高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子軸上,還要通過(guò)齒輪輸出一定功率,以帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種附件運(yùn)轉(zhuǎn),比如滑油泵、燃油泵、起動(dòng)機(jī)以及飛機(jī)上的發(fā)電機(jī)和液壓泵等,等等。
高壓壓氣機(jī)處在渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的中心位置,也同樣是最核心的部件之一。
除了各種附帶的功能以外,高壓壓氣機(jī)最核心的技術(shù),還是要看能提供的增壓比和穩(wěn)定性。
高壓壓氣機(jī)需要提供高壓空氣,也就成為渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)中,組不穩(wěn)定的部件,其穩(wěn)定性就決定了渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性。
任何的機(jī)械裝置穩(wěn)定性都是最重要的,穩(wěn)定性一定程度上就代表安全性,戰(zhàn)機(jī)在飛行的過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)任何狀況,都是非常致命的。
現(xiàn)在昆侖發(fā)動(dòng)機(jī)組,制造的樣機(jī)有好多問(wèn)題,大部分都是因?yàn)閴簹鈾C(jī)不穩(wěn)定造成的,而壓氣機(jī)的不穩(wěn)定問(wèn)題中,最大的上就發(fā)生‘喘振’。
喘振,是一種狀態(tài)。
壓氣機(jī)的氣流來(lái)自于戰(zhàn)機(jī)飛行,戰(zhàn)機(jī)飛行的時(shí)候,飛行的速度和高度,決定了進(jìn)入壓氣機(jī)氣流的多少,就造成了‘氣流輸入端’的不穩(wěn)定。
飛行狀態(tài)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷變化,壓氣機(jī)也必須要承受不斷的變化,氣流進(jìn)入越快越大,也就是戰(zhàn)機(jī)的速度越快越快還好,減速的時(shí)候遇到的問(wèn)題更大,氣流強(qiáng)度的減少導(dǎo)致壓氣機(jī)轉(zhuǎn)速減低,內(nèi)部的增壓比跟著降低,前面幾級(jí)的壓強(qiáng)降低還不顯著,后面的壓強(qiáng)降低就比較多了。
這時(shí)候就出現(xiàn)了問(wèn)題。
壓強(qiáng)降低,氣體體積就變大,壓氣機(jī)后面幾級(jí)的氣流通道就顯得“太小”了,流通不暢,氣流被堵住而不能全部排出去,葉片的工作也就不正常。
于是氣體壓強(qiáng)發(fā)生脈動(dòng)式的忽高忽低的變化。
當(dāng)進(jìn)入壓氣機(jī)前幾級(jí)的氣流向后流動(dòng)時(shí),如果后面通道被堵塞而不能全部流過(guò),則氣流會(huì)往前倒流,倒流使后面的氣流通道被疏通,空氣氣流又被吸入壓氣機(jī),向后流時(shí)又被堵塞,又向前倒流……
如此反復(fù)變化,氣流在壓氣機(jī)里來(lái)回竄動(dòng),并以忽大忽小、不穩(wěn)定的壓強(qiáng)和速度從出口流出去。
這種就是發(fā)動(dòng)機(jī)的“喘振”問(wèn)題。
“喘振”發(fā)生的時(shí)候,會(huì)伴有渦輪前燃?xì)鉁囟韧簧途薮蟮穆曧懀瑑?nèi)部葉片損壞還是小問(wèn)題,嚴(yán)重一些會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)直接熄火。
趙奕著手去解決壓氣機(jī)問(wèn)題時(shí),第一個(gè)要研究的就是“喘振”問(wèn)題,相對(duì)于壓氣機(jī)的性能來(lái)說(shuō),穩(wěn)定性要重要的多。
這就像是一個(gè)算法運(yùn)行,算法的效能再高,到處都是bug,根本運(yùn)行不起來(lái),也是沒(méi)有意義的,只有解決了bug問(wèn)題,才能進(jìn)一步去提升性能。
“昆侖上的壓氣機(jī),有兩個(gè)設(shè)計(jì)是應(yīng)對(duì)‘喘振’的,一個(gè)是放氣活門(mén),一個(gè)是可調(diào)靜子葉片。”
“放氣活門(mén),應(yīng)該是沒(méi)什么問(wèn)題,但我覺(jué)得問(wèn)題主要還是處在,可調(diào)靜子葉片的設(shè)計(jì)上。”袁海濤拿著高壓壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)圖,說(shuō)出了自己的想法。
這也是昆侖發(fā)動(dòng)機(jī)組大部分人的想法。
放氣活門(mén),簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是放氣的,壓氣機(jī)里面的壓力不均衡,就放出一部分高壓氣體,里面的壓力自然就跟著舒緩許多。
靜子葉片的設(shè)計(jì)則要復(fù)雜的多,壓氣機(jī)有兩套葉片,一套是和渦輪轉(zhuǎn)軸連在一起的增壓葉片,一套是靜止不懂的靜子葉片,壓氣機(jī)內(nèi)部每一級(jí)都是由一個(gè)增壓葉片和一個(gè)靜子葉片組成。
增壓葉片負(fù)責(zé)壓氣,靜子葉片負(fù)責(zé)減速。
當(dāng)高壓氣體被減速以后,壓強(qiáng)也跟著繼續(xù)增大,這樣一級(jí)一級(jí)的下來(lái),大量的氣體被積壓在狹小的空間內(nèi),壓強(qiáng)也就變得非常大了。
如果在增壓的過(guò)程中,靜子葉片隨著壓力的變化而發(fā)生小幅度的轉(zhuǎn)動(dòng),就會(huì)讓阻風(fēng)能力不斷發(fā)生變化,也可以讓內(nèi)部壓強(qiáng)變化穩(wěn)定一些,就能控制減少發(fā)生‘喘振’的可能性。
其實(shí),簡(jiǎn)單理解,就像是天上有東西掉落下來(lái),目的是制造沖擊力,但直接掉落到地上可能會(huì)損壞,掉落到彈簧上,則會(huì)相應(yīng)的減少損壞可能。
所以壞處也很明顯。
可動(dòng)的靜子葉片,對(duì)壓氣機(jī)的性能起到反作用,也就是降低了增壓比,放氣活門(mén)也是一樣的,排出高壓氣體也會(huì)降低增壓比。
當(dāng)然了。
為了追求穩(wěn)定性降低性能,也是不得已的選擇,哪怕是國(guó)際頂級(jí)的渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),也會(huì)有類(lèi)似的設(shè)計(jì),來(lái)讓發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定。
趙奕聽(tīng)了袁海濤的解釋?zhuān)櫭甲屑?xì)想了想問(wèn)道,“還有其他方法嗎?”
“再有,我就不知道了。”
袁海濤有些無(wú)奈的攤開(kāi)手,表示自己并不是專(zhuān)業(yè)人員。
趙奕用力抿了抿嘴,問(wèn)道,“咱們研發(fā)組,好像沒(méi)有這方面的人才吧?”
袁海濤苦笑了一下,表情的意思明顯是,‘有沒(méi)有你不知道嗎?’
研發(fā)組到現(xiàn)在還不到十個(gè)人,算上技術(shù)員、工人以及航空集團(tuán)派過(guò)來(lái)的隊(duì)伍,也就二十幾個(gè)人,其中專(zhuān)業(yè)做研發(fā)的,還是只有幾個(gè)人。
趙奕皺眉問(wèn)道,“你知道哪有這方面的人才嗎?”
“渦輪組!”
袁海濤說(shuō)道,“這方面真正可用的人,幾乎都在兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)組,科學(xué)院或者其他機(jī)構(gòu)有沒(méi)有不清楚,但專(zhuān)業(yè)做航空高壓壓氣機(jī)研究,最好還是在發(fā)動(dòng)機(jī)組找。”他的意思是不知道其他機(jī)構(gòu)有沒(méi)有相關(guān)人才,但牽扯到國(guó)家重大項(xiàng)目,無(wú)關(guān)的人也不好找。
這就是研發(fā)組遇到的最大問(wèn)題。
趙奕想對(duì)外招幾個(gè)人很難,因?yàn)槭菄?guó)家級(jí)別的重大項(xiàng)目,最好是要找‘內(nèi)部人才’,而‘內(nèi)部長(zhǎng)期研發(fā)高壓壓氣機(jī)的人才’,幾乎都和昆侖、王屋發(fā)動(dòng)機(jī)組有關(guān)聯(lián)。
所以……
“挖角?”
趙奕仔細(xì)思考了一下,還是覺(jué)得挖角不太好,畢竟都是做航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā),都屬于航空集團(tuán),直白來(lái)說(shuō)就都是自己人,挖角成功不成功不說(shuō),是完全沒(méi)有必要的。
“幫我聯(lián)系王屋發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)責(zé)人!”趙奕干脆找對(duì)方問(wèn)問(wèn),能不能派人過(guò)來(lái)。
王屋發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)責(zé)人叫張樹(shù)清,是個(gè)五十歲的中年人,出身科學(xué)院下屬科研單位,加入過(guò)昆侖發(fā)動(dòng)機(jī)組,后來(lái)王屋發(fā)動(dòng)機(jī)立項(xiàng),他負(fù)責(zé)王屋發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)。
相比昆侖發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),王屋發(fā)動(dòng)機(jī)是被寄予厚望的,因?yàn)橥跷莅l(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)定型速度很快,制造出第一臺(tái)樣機(jī)也沒(méi)什么大問(wèn)題,已經(jīng)準(zhǔn)備制造其他樣機(jī)。
當(dāng)項(xiàng)目進(jìn)展到這個(gè)程度,一般來(lái)說(shuō)就可以做收尾工作了。
但是,張樹(shù)清并不滿(mǎn)足于完成項(xiàng)目,而是希望對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改進(jìn),在油耗不增加的情況下,繼續(xù)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的性能,讓發(fā)動(dòng)機(jī)能裝配到更多類(lèi)型的戰(zhàn)機(jī)上。
這個(gè)目標(biāo)也很正常。
王屋發(fā)動(dòng)機(jī)的問(wèn)題確實(shí)不多,即便是有都是小問(wèn)題,過(guò)百次的測(cè)試已經(jīng)說(shuō)明,可以試著裝配到戰(zhàn)機(jī)上,但王屋發(fā)動(dòng)機(jī)有個(gè)致命問(wèn)題是,它屬于渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),而渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的最大問(wèn)題就是高油耗。
高油耗似乎只是耗能多一些,放在戰(zhàn)斗機(jī)上卻不是這樣,因?yàn)閼?zhàn)機(jī)可承載的油量是有限的,油耗高也就意味著行駛里程段,多數(shù)裝配渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的戰(zhàn)機(jī),也只能啟到短距離威懾、打擊能力,適應(yīng)的戰(zhàn)機(jī)類(lèi)型就受到了巨大的限制。
原來(lái)張樹(shù)清也希望增加發(fā)動(dòng)機(jī)性能,但基本上只是個(gè)夢(mèng),他們的技術(shù)畢竟是以昆侖發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的,發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部和昆侖發(fā)動(dòng)機(jī)很相似。
現(xiàn)在不同了。
趙奕研發(fā)出了最先進(jìn)的渦輪葉片材料,會(huì)大大提升渦輪的耐高溫承受能力,相對(duì)的壓氣機(jī)也就可以設(shè)計(jì)更高的增壓比,使得發(fā)動(dòng)機(jī)的效能更高,帶來(lái)更高的推重比,同時(shí)還不會(huì)增加油耗。
近一段時(shí)間,張樹(shù)清一直帶著發(fā)動(dòng)機(jī)組,努力攻克壓氣機(jī)的技術(shù)問(wèn)題。
想要提升增壓比,就必須要對(duì)壓氣機(jī)設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn),不管是增壓葉片還是靜子葉片,又或是其他輔助部件,都需要進(jìn)行一定的設(shè)計(jì)調(diào)整。
這種調(diào)整的目的是為了保持穩(wěn)定性。
壓氣機(jī)增壓比加大相對(duì)容易,甚至同樣的設(shè)計(jì)都能做到,就像是電池一樣,兩個(gè)電池串聯(lián)在一起,就能提供更高的電壓,壓氣機(jī)的內(nèi)部也是一樣,多增加幾組增加葉片和靜子葉片,肯定能直接提升增壓比。
但是后續(xù)的空氣壓強(qiáng)增加,同時(shí)帶來(lái)了穩(wěn)定性的極度降低。
這個(gè)問(wèn)題就很挑戰(zhàn)研發(fā)人員的水平了。
張樹(shù)清并不是專(zhuān)業(yè)研究壓氣機(jī),但是他作為發(fā)動(dòng)機(jī)組負(fù)責(zé)人,必須要督促相關(guān)人員,努力的做好設(shè)計(jì)問(wèn)題,他還經(jīng)常親自上場(chǎng),和其他人討論研發(fā)的難關(guān),對(duì)壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)也有一番理解。
這時(shí)張樹(shù)清沒(méi)有想到的是,竟然會(huì)接到來(lái)自趙奕的電話。
“趙院士?你確定是趙院士?燕華大學(xué)?二十出頭?哥德巴赫猜想?”
“應(yīng)該是……”
張樹(shù)清把轉(zhuǎn)接電話的工作人員都問(wèn)愣了。
“趙院士給我打電話干什么?對(duì)了!他剛組建了個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)組?昆侖二組?”張樹(shù)清嘀咕著,“不是來(lái)要人吧?”
他一想就知道了。
昆侖發(fā)動(dòng)機(jī)二組才剛組建,肯定需要各方面的人才,到王屋發(fā)動(dòng)機(jī)組問(wèn)一下也正常。
“如果趙院士開(kāi)口,那就讓幾個(gè)人過(guò)去吧。”張樹(shù)清想著。
很快。
電話被接通了。
趙毅沒(méi)有過(guò)多的寒暄,直接就說(shuō)明了研發(fā)組的問(wèn)題,找張樹(shù)清要壓氣機(jī)相關(guān)的研發(fā)人才。
“壓氣機(jī)?”
張樹(shù)清想著趙奕開(kāi)口,就送幾個(gè)人才過(guò)去,但一聽(tīng)到壓氣機(jī)立刻頓住了,王屋發(fā)動(dòng)機(jī)組也正在主攻壓氣機(jī)問(wèn)題,他還覺(jué)得人才太少了,再多一倍都不嫌多,結(jié)果趙奕那邊也要研究壓氣機(jī)?
“他那邊連一個(gè)壓氣機(jī)的專(zhuān)業(yè)人員都沒(méi)有,還研究個(gè)什么?”
“難道趙奕他自己研究?”
“撲哧~~”
張樹(shù)清想著都忍不住笑了出來(lái),好在沒(méi)有發(fā)出聲音,他深吸一口氣調(diào)整狀態(tài),說(shuō)道,“這樣吧,趙院士,跟你說(shuō)實(shí)話,我們這邊也缺少壓氣機(jī)相關(guān)的研發(fā)人才。但是我會(huì)把你的要求,轉(zhuǎn)達(dá)給機(jī)械設(shè)計(jì)組,誰(shuí)想過(guò)去我肯定不阻攔……”
他說(shuō)完頓了一下,補(bǔ)充了一句道,“放心吧。即便沒(méi)人愿意,我也指派一個(gè)過(guò)去。””
“提前謝謝了!”
趙奕對(duì)張樹(shù)清的安排還算滿(mǎn)意,前面的話都直接忽略了,他知道最后肯定會(huì)‘指派一個(gè)過(guò)來(lái)’,但有一個(gè)過(guò)來(lái)總比沒(méi)有強(qiáng)。
現(xiàn)在研發(fā)組可是一個(gè)都沒(méi)有!
……
張樹(shù)清確實(shí)是履諾了。
他把趙奕這邊的需求給和壓氣機(jī)研發(fā)有關(guān)的人員都說(shuō)了,同時(shí)也強(qiáng)調(diào)了一句,“昆侖二組是真缺人,趙院士說(shuō)一個(gè)都沒(méi)有。”
這句話說(shuō)出來(lái),頓時(shí)沒(méi)人想去了。
壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)可不是一道數(shù)學(xué)題,王屋發(fā)動(dòng)機(jī)組相關(guān)的研發(fā)人員就有十幾個(gè),最終壓氣機(jī)的設(shè)計(jì)定型,也花了一年多的時(shí)間。
十幾個(gè)人一年多的工作成果,換做一個(gè)人要干多久呢?
反正,沒(méi)希望!
“等我們新的設(shè)計(jì)定型,如果昆侖二組還需要,到時(shí)可以過(guò)去看看。”
“反正那邊剛組建,也不著急。”
“他們的研發(fā)才剛剛開(kāi)始,我們現(xiàn)在就是做修正,重要多了。”
“你們誰(shuí)愿意去誰(shuí)去,反正我不去。”
“我也不去!”
一大群人圍過(guò)來(lái)都說(shuō)不想過(guò)去。
其實(shí)昆侖二組沒(méi)有相關(guān)的人員,也只是他們不想過(guò)去的原因之一,還有個(gè)重要原因是,王屋發(fā)動(dòng)機(jī)組的基地距離首都太遠(yuǎn)了,坐飛機(jī)都要近三個(gè)多小時(shí),出差都嫌棄太遠(yuǎn)了一些。
另外,過(guò)去很可能等于加入了昆侖二組,王屋發(fā)動(dòng)機(jī)組成立了近十年,多數(shù)人早就習(xí)慣了這里的生活,可不想突然調(diào)動(dòng)去首都。
如果前途光明就還好一些,但去首都跟著趙奕做研發(fā),前途真的是很難說(shuō)。
倒不是他們不相信趙奕,事實(shí)上,多數(shù)人都對(duì)趙奕有信心,甚至是覺(jué)得贊嘆,但航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)非常復(fù)雜,尤其是渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī),研發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)間再短也要好幾年時(shí)間,幾年時(shí)間誰(shuí)知道會(huì)發(fā)生什么?
所以大部分人都還是想留在王屋發(fā)動(dòng)機(jī)組,發(fā)動(dòng)機(jī)組的進(jìn)度也很喜人。
這就是看得見(jiàn)的成果和未來(lái)。
當(dāng)一大群人都搖頭表態(tài)說(shuō)不去的時(shí)候,有個(gè)胡子拉碴的中年人,忽然舉手說(shuō)道,“我去吧。”
“唰!”
所有人都看了過(guò)去。
張樹(shù)清也跟著看了過(guò)去,疑惑的問(wèn)道,“孫磊?你愿意去?”
孫磊重重點(diǎn)頭。
“那行,就你去吧!”
張樹(shù)清走過(guò)去拍著孫磊的肩膀,“去一趟首都也好,換個(gè)環(huán)境,放松下心情,對(duì)你也許是好事。”