399.發(fā)動機(jī)
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周鐵民并沒有直接和劉萬程談具體任務(wù),而是問他:“南海的撞機(jī)事件,你聽說了吧?” 這個事件發(fā)生還沒有一年,劉萬程當(dāng)然聽說過,就點(diǎn)了點(diǎn)頭。 周鐵民說:“普通老百姓不明白里面的內(nèi)情,總是在抱怨國家軟弱,不敢和人家硬碰硬。我們內(nèi)部人員卻明白,咱們沒有這個能力和人家硬碰硬?。?/br> 當(dāng)時就有軍事方面的領(lǐng)導(dǎo)提出來,要對咱們的飛行員,加強(qiáng)科技方面的教育,明白咱們和人家的差距,再處理這類問題的時候,要避免如此過激的行為。 老首長當(dāng)時沒有表態(tài)。事后,他跟我們這些人談話的時候,說起這件事來。他說,不該責(zé)怪咱們的英雄! 為什么呢?因為對方欺人太甚! 在這個事件發(fā)生之前不久,米國的偵察機(jī)到咱們東海這邊來抵近偵查,咱們也是派出了飛機(jī)進(jìn)行驅(qū)離。 可是,東海離著他們的軍事基地太近,他們仗著飛機(jī)比我們先進(jìn),竟然派出倆架三代機(jī),將我們派出的飛機(jī)鎖定,硬生生把我們迫降在了我們自己的機(jī)場上,然后揚(yáng)長而去! 恥辱啊,這是每一個軍人的恥辱!這就無怪乎當(dāng)南海再生事端的時候,我們的英雄無法忍受這種恥辱,和對方硬碰硬了!所以,老首長說,不能怪我們自己的英雄。要怪,只能怪我們自己的戰(zhàn)斗機(jī)落后!” 說到這里,周鐵民就沉默了。 劉萬程也沒有出聲,他的心里也很郁悶。誰都愛國,誰都希望自己的國家強(qiáng)大起來。可是,歷史的原因,讓我們與世界強(qiáng)國的距離落的太遠(yuǎn)太遠(yuǎn)。想趕上去,甚至超越人家,不是靠老百姓拿嘴說說就可以做到的。他因為工作原因,又在米國待過許久,是非常清楚自身與人家的差距有多大的。 這時候,周鐵民又說話了:“老首長身體不行的時候,曾經(jīng)多次說過一句話,國家拿不出能和敵人抗衡的三代機(jī)甚至是四代機(jī)來,他不想死,也怕死。因為,他死了都不放心!老首長還是走了,我們讓他死不瞑目!” 說到這里,周鐵民眼角就有了淚水??梢钥闯鰜恚湍俏焕鲜组L,應(yīng)該是有著深厚的感情。 又過了許久,周鐵民擦了眼淚說:“我們一直在努力,從航電技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)到氣動技術(shù)、風(fēng)洞實驗。我們的技術(shù)人員舍小家為大家,可以說到了舍生忘死的地步! 特別是有了你的芯片制造技術(shù)和智能三維機(jī)床加工技術(shù),我們攻克了一道又一道的難關(guān)。就現(xiàn)在我們掌握的技術(shù)來看,我們完全可以制造出與米國不相上下的四代機(jī)來,有些技術(shù),我們甚至已經(jīng)超越了對方?!?/br> 劉萬程就奇怪地看著周鐵民,既然我們有了制造技術(shù),為什么不去造呢,缺錢? 看劉萬程的神色,周鐵民就知道他在想什么。不由苦笑一下說:“可惜的是,我們自己造不了飛機(jī)的心臟,發(fā)動機(jī)。在發(fā)動機(jī)上,我們一直指望北方大國的供應(yīng)。他們不供應(yīng)給我們更高水平的發(fā)動機(jī),我們就只能自己制造一些二代機(jī),更高水平的飛機(jī),我們只能進(jìn)口他們的。 所以,我們雖然手里掌握著更多先進(jìn)的技術(shù),也只能白白放著,只能讓老首長死不瞑目!” 飛機(jī)發(fā)動機(jī),號稱航空制造工業(yè)塔頂?shù)拿髦?,目前也只有幾個發(fā)達(dá)國家可以制造,這個劉萬程是知道的。 可是,我們到底為什么無法制造,困難在什么地方?他并不知道。 周鐵民和他說這些,絕對不是沒有目的的閑聊,一定是與即將交代給他的任務(wù)有關(guān)。 那么,在這方面,他又能做什么呢? 周鐵民還是不說讓他做什么,卻拿出幾張紙和一支筆來,邊畫圖邊和他講解起了飛機(jī)發(fā)動機(jī)技術(shù)。 二戰(zhàn)之前的發(fā)動進(jìn),跟我們現(xiàn)在的汽車發(fā)動機(jī)原理相同,都是是活塞式的。但這種發(fā)動機(jī)有一個缺點(diǎn),就是飛機(jī)的速度有一個極限。當(dāng)飛機(jī)的速度接近音速的時候,螺旋槳的葉片就會耐不住與空氣摩擦的高溫而損壞。也就是說,活塞式的螺旋槳發(fā)動機(jī),是無法突破音障的,只能做低速發(fā)動機(jī)。 于是,就有了一開始的渦輪噴氣式發(fā)動機(jī)。這種發(fā)動機(jī)的工作原理,已經(jīng)與活塞式發(fā)動機(jī)完全不同了。它使用燃?xì)獗寂蛎浐螅苯酉蚝髧姵鲎鰹閯恿?,推動飛機(jī)飛行。 所以,以這個技術(shù)制造的飛機(jī),叫噴氣式飛機(jī)。 1937年,世界上第一個渦輪噴氣發(fā)動機(jī)誕生。它是長桶狀的,由前部多排葉輪旋轉(zhuǎn),將空氣壓縮進(jìn)入中部燃燒室,與燃油混合后點(diǎn)燃,燃?xì)庀蚝蟛繃姵龅耐瑫r,推動與前部多排葉輪同軸的渦輪旋轉(zhuǎn),渦輪靠轉(zhuǎn)軸與前部的多排葉輪連接,從而形成周而復(fù)始的壓氣、燃爆、噴氣連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),產(chǎn)生動力。 這就是最原始的噴氣式發(fā)動機(jī)。我們制造的的二代機(jī)和北方大國到他們型號的米格25,都是這種發(fā)動機(jī)。 這種發(fā)動機(jī)有很多缺點(diǎn)。首先就是發(fā)動機(jī)自身溫度過高,很容易造成內(nèi)部零件損壞,使用壽命過短,維修頻率過高,不利于作戰(zhàn)。由于發(fā)動機(jī)產(chǎn)生的高溫,也很容易被對方雷達(dá)捕捉、擊落。其次就是油耗高,大大限制了飛機(jī)的作戰(zhàn)半徑。 于是,就有了現(xiàn)在更先進(jìn)一步的發(fā)動機(jī):渦扇發(fā)動機(jī)。 渦噴發(fā)動機(jī)只有一個空氣通道,專業(yè)上叫做“涵道”,而渦扇發(fā)動機(jī)卻有兩個空氣通道。也就是說,渦噴發(fā)動機(jī)是單涵道發(fā)動機(jī),而渦扇是雙涵道發(fā)動機(jī)。 渦扇發(fā)動機(jī)分為內(nèi)涵道和外涵道,內(nèi)涵道的原理,與單純的渦噴發(fā)動機(jī)相同,稱為核心機(jī)。通過核心機(jī)驅(qū)動前方一個大風(fēng)扇,推動前方的冷氣流向后噴涌,進(jìn)入外部整流罩與核心機(jī)外殼形成的外涵道,然后從尾部噴出。這樣就等同于給核心機(jī)內(nèi)部降溫的同時,也增加了向后的動力,達(dá)到了降溫和省油的目的,保護(hù)了發(fā)動機(jī)的零部件不易損壞,也大大節(jié)省了燃油,有效提高了戰(zhàn)斗機(jī)的作戰(zhàn)半徑。 說到這里,劉萬程也就大致明白了飛機(jī)發(fā)動機(jī)的發(fā)展歷史和原理。可是,他還是不能明白周鐵民和他說這些的目的。 這時候,周鐵民放下手里的筆說:“知道目前我們的短版在什么地方?” 劉萬程還是搖頭,他對這個的確是一竅不通。 周鐵民說:“有了原理,有了更精密的計算機(jī)技術(shù),內(nèi)外涵道構(gòu)造,輪軸、葉片構(gòu)造,涵道比,甚至包括飛機(jī)外形、合理氣動布局,都難不住我們的科研技術(shù)人員,都可以通過反復(fù)實驗設(shè)計出來?,F(xiàn)在,難就難在中部耐高溫的葉片制造上!” 劉萬程還是一臉懵圈。那么多復(fù)雜的東西都難不住,一個小小的葉片就造不出來了? 周鐵民就解釋說:“航空發(fā)動機(jī)被譽(yù)為現(xiàn)代航空工業(yè)的皇冠,也是國家綜合實力的重要標(biāo)志之一。 提高航空發(fā)動機(jī)的性能,就必須提升其關(guān)鍵部件——中部受熱渦輪葉片的性能。 渦輪葉片由于處于溫度最高、應(yīng)力最復(fù)雜、環(huán)境最惡劣的環(huán)境中工作,而被列為第一關(guān)鍵件,并被譽(yù)為皇冠上的明珠。 渦輪葉片也稱動葉片,是渦輪發(fā)動機(jī)中工作條件最惡劣的部件,又是最重要的轉(zhuǎn)動部件。 先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)的燃?xì)膺M(jìn)口溫度達(dá)13八0,推力達(dá)226kn。渦輪葉片承受氣動力和離心力的作用,葉片部分承受拉應(yīng)力大約140pa;葉根部分承受平均應(yīng)力為2八0~560pa,相應(yīng)的葉身承受溫度為650~9八0,葉根部分約為760。 這是我們的科學(xué)家經(jīng)過反復(fù)實驗,總結(jié)出來的科學(xué)數(shù)據(jù)。 發(fā)動機(jī)葉片的制造工藝,直接決定了發(fā)動機(jī)的性能,也是一個國家航空工業(yè)水平的顯著標(biāo)志。 除了高溫條件,熱端葉片的工作環(huán)境還處在高壓、高負(fù)荷、高震動、高腐蝕的極端狀態(tài),因而要求葉片具有極高的綜合性能,這就需要葉片采用特殊的合金材料,利用特殊的制造工藝,制成特殊的基體組織——單晶組織,才能最大可能地滿足需要。 現(xiàn)在,通過對國外發(fā)動機(jī)的拆裝解析,我們知道,這個葉片是空心的,也就是說,它工作的時候,葉片的內(nèi)外部,都有氣流流過,以便用最快的速度,將溫度降下來,保持在一個較低的溫度范圍內(nèi),才不易燒壞。 同時,我們也知道,這個葉片必須是單一結(jié)晶體,不能像其他金屬鑄件那樣,存在結(jié)晶界面。否則,葉片遇到高溫的時候,就會從結(jié)晶界面這個不穩(wěn)定的地方融化,從而影響整體葉片的機(jī)械強(qiáng)度,無法達(dá)到要求。 復(fù)雜單晶空心渦輪葉片,已經(jīng)成為當(dāng)前高推重比發(fā)動機(jī)的核心技術(shù)。正是先進(jìn)單晶合金材料的研究使用和雙層壁超氣冷單晶葉片制造技術(shù)的出現(xiàn),使單晶制備技術(shù)在當(dāng)今最先進(jìn)的軍用和商用航空發(fā)動機(jī)制造上,發(fā)揮關(guān)鍵作用。目前,單晶葉片不僅早已安裝在所有先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)上,也越來越多地用在了重型燃?xì)廨啓C(jī)上。 你的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)三維智能加工機(jī)床,為我們解決了葉片的結(jié)構(gòu)微調(diào)問題,可以讓我們制造的葉片達(dá)到最高的精度和一致性,這也是我們領(lǐng)先于世界的地方。 耐高溫合金方面,我們通過對外國制造葉片的金相分析和不斷實驗,也基本掌握了制造方法和配比。 至于單結(jié)晶晶體鑄造,我們本來就有研究,也已經(jīng)取得進(jìn)展。” 劉萬程就有些奇怪了,這不都進(jìn)行的很順利嗎,那你還和我說這個干什么,我不懂這玩藝兒,也幫不上忙?。?/br> 他就問周鐵民:“那周哥,我又能做些什么呢?”