第二百四十七章 化壓力為食量 !
關(guān)于噴頭材料的問題,主要集中于材料供應(yīng)環(huán)節(jié)。
中華是一個(gè)嚴(yán)重缺銅的國家,國內(nèi)進(jìn)口的銅金屬95%以上供應(yīng)各大兵工廠,市面上的銅錢和銅制品少得可憐,而這些進(jìn)口銅金屬純度約為99%左右,無法達(dá)到工業(yè)級純銅的標(biāo)準(zhǔn)。
工業(yè)級純銅,俗稱紫銅,含量標(biāo)準(zhǔn)為99.95%以上,如此才具備最佳的熱傳導(dǎo)系數(shù),這種高端紫銅原料屬于國家戰(zhàn)略資源之一,中華沒有生產(chǎn)能力,全部依賴對外進(jìn)口。
“想要購買99.95%純度以上的紫銅不現(xiàn)實(shí),經(jīng)濟(jì)上也不允許,看來必須自力更生,在根據(jù)地建立一套完整的紫銅生產(chǎn)體系,采礦冶煉,最后電解精煉,這樣就能得到紫銅,不僅氧槍噴頭需要用到,發(fā)電機(jī),變壓器,電話線,子彈和炮彈等等,都需要銅。”余華默默思索,在筆記本上寫下關(guān)于噴頭材料供應(yīng)的解決辦法。
電解法,這是當(dāng)前最適合根據(jù)地的紫銅生產(chǎn)工藝,把粗銅作為陽極,純銅作陰極,以硫酸銅溶液為電解液,經(jīng)過電解純度可達(dá)到99.99%。
較為容易的材料供應(yīng)環(huán)節(jié)問題解決,現(xiàn)在回過頭來,著手難度最高的地方。
噴頭結(jié)構(gòu)如何設(shè)計(jì),才能符合要求?
“想要獲得超音速氣流,提高壓力和速度是關(guān)鍵,這里應(yīng)該采用火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu),類似渦扇引擎的直筒結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)雖然也能得到超音速氣流,但技術(shù)要求很高。”
余華右手轉(zhuǎn)著鉛筆,記憶涌現(xiàn),大腦對曾經(jīng)瀏覽學(xué)習(xí)過的B站氧吹爐技術(shù)視頻資料進(jìn)行分析,綜合自己在機(jī)械工程系學(xué)到的重要知識,很快確定噴頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu),日后火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管的主要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),噴管分為兩部分,前半部分形狀為由大到小,向中間縮減為一個(gè)窄喉結(jié)構(gòu),類似漏斗狀,后半部分則迅速擴(kuò)張,同樣類似漏斗狀。
從流體力學(xué)角度出發(fā),拉瓦爾噴管是一個(gè)很有意思的設(shè)計(jì)。
一般而言,高壓純氧在噴管內(nèi)運(yùn)動(dòng)遵循‘流體在管中運(yùn)動(dòng)時(shí),截面小處流速大,截面大處流速小’原理,噴管前半部分,高壓純氧隨著噴管收斂縮小不斷加速,在窄喉區(qū)域達(dá)到氣流的運(yùn)動(dòng)速度臨界點(diǎn)。
這時(shí),亞音速氣流無法繼續(xù)提升,不再遵循‘截面小處流速大,截面大處流速小’原理,情況與之恰恰相反,出現(xiàn)‘截面越大,流速越快’現(xiàn)象,所以到了后半部分,拉瓦爾噴管會(huì)迅速擴(kuò)張,增大氣流截面積。
這個(gè)精妙絕倫的設(shè)計(jì),使得氣流運(yùn)動(dòng)速度和壓力陡然激增,從每秒三百米提升一個(gè)數(shù)量級,達(dá)到2-3公里/秒,約為7馬赫—8馬赫左右。
氧槍噴頭采用拉瓦爾噴管設(shè)計(jì),便能輕而易舉獲得超音速氣流,而火箭發(fā)動(dòng)機(jī)采用拉瓦爾噴管設(shè)計(jì),就得到了前所未有的巨大推力。
此外,耳熟能詳?shù)膹椀缹?dǎo)彈,防空導(dǎo)彈,空空導(dǎo)彈等發(fā)動(dòng)機(jī)噴管,基本采用拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu)。
好用,實(shí)在。
不過,由于這個(gè)年代火箭和導(dǎo)彈均未誕生,人們還沒有真正意義上認(rèn)識到拉瓦爾噴管的價(jià)值,自從被瑞典人拉瓦爾發(fā)明取得專利以來,便放在家里吃灰。
余華腦海已然構(gòu)思出整個(gè)拉瓦爾噴管的形狀結(jié)構(gòu),右手執(zhí)筆,在嶄新的設(shè)計(jì)圖紙上,畫出基于拉瓦爾噴管的氧槍噴頭。
整個(gè)氧槍噴頭采用多孔式結(jié)構(gòu),總共三個(gè)微型拉瓦爾噴管結(jié)構(gòu),隨后,余華建立的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)噴管數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析,數(shù)分鐘后,得出分析結(jié)果。
在高壓純氧氣流壓力和流量恒定不變的情況下,三孔設(shè)計(jì)的超音速氣流經(jīng)過分流處理,速度正好適中,不會(huì)傷害到2T級轉(zhuǎn)爐爐底內(nèi)襯。
單孔結(jié)構(gòu)噴頭,在同等工作氧壓參數(shù)下,氣流速度可以達(dá)到2公里每秒,會(huì)對爐底內(nèi)襯造成嚴(yán)重沖擊。
“就用三孔噴頭,非常適合2T級實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)爐。”得到分析結(jié)果,余華隨即確定采用三孔噴頭,緊接著,開始下一步設(shè)計(jì)——槍身。
由于氧槍需要在溫度和熱輻射極高的轉(zhuǎn)爐內(nèi)工作,為了避免氧槍受熱損壞,除了一條供氧管道外,還應(yīng)當(dāng)加入冷卻散熱管道。
風(fēng)冷散熱肯定不行,必須用液態(tài)冷卻。
槍身部分設(shè)計(jì),余華用的是三管齊下方案,中心管道為主供氧管道,第二根管道為冷卻水進(jìn)水,最外層第三根管道為冷卻水出水,槍身與槍尾連接處采用法蘭和密封膠圈。
設(shè)計(jì)圖紙上,由一條條標(biāo)準(zhǔn)線條和符號構(gòu)成的三孔噴頭氧槍逐漸成形,余華一邊設(shè)計(jì)一邊建立數(shù)學(xué)模型,進(jìn)行計(jì)算模擬,獲得數(shù)據(jù),然后根據(jù)這些計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。
這是余華獨(dú)有的科研優(yōu)勢。
時(shí)間一分一秒流逝,在清華學(xué)堂內(nèi)所有學(xué)生結(jié)束上午的考試科目時(shí),余華從高耗能的研發(fā)狀態(tài)之中退了出來,放下鉛筆,揉了揉微微腫脹的太陽穴,結(jié)束今天的氧槍研發(fā)工作。
目前,氧槍設(shè)計(jì)工作進(jìn)度已經(jīng)完成大約50%左右,當(dāng)前效率,預(yù)計(jì)三天后搞定。ωωω.ΧしεωēN.CoM
“計(jì)算模擬好是好,但消耗太大,每天八個(gè)多小時(shí)高效學(xué)習(xí)時(shí)間,動(dòng)用思維計(jì)算機(jī)只能維持50分鐘滿負(fù)荷使用時(shí)間,如果有什么神丹妙藥能讓我全天候二十四小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn),并且不傷害我的身體就好了。”思維中心的金色數(shù)學(xué)符號源源不斷釋放冰涼之意,余華大腦的腫脹不適感逐漸退去,用心感受自身的狀態(tài),輕聲嘆了一口氣。
只可惜,這種‘神丹妙藥’并不存在。
“明天就是七月一號,距離盧溝橋事變還剩七天,不知道那批德國機(jī)床已經(jīng)到哪兒了,希望能趕在北平和天津淪陷前運(yùn)抵天津衛(wèi),時(shí)間越來越緊迫了。”
余華沒有將心思放到尋找什么神丹妙藥上,心中默默思索即將爆發(fā)的盧溝橋事變:“還有,不知余氏七塔原型機(jī)組有沒有運(yùn)抵根據(jù)地。”
七月七日,盧溝橋事變爆發(fā)。
七月二十九日,北平淪陷。
七月三十日,天津淪陷。
北方地區(qū)留給余華的窗口期,僅剩最后三十天,如果在平津兩城淪陷前,交易的德國機(jī)床設(shè)備還是沒有運(yùn)到,那么整個(gè)技術(shù)換設(shè)備計(jì)劃很可能直接流產(chǎn)。
這批德國機(jī)床決定根據(jù)地的機(jī)械制造業(yè),余氏七塔原型機(jī)組決定根據(jù)地的硫酸工業(yè)和火炸藥工業(yè)。
隨著距離盧溝橋事變越來越近,一股來自于歷史重大事件的壓迫感,隨之而來,籠罩于余華心頭。
余華深呼吸一口氣,強(qiáng)壓下心中的情緒,保持頭腦冷靜和沉穩(wěn)心態(tài),收拾桌面的氧槍圖紙,起身前往食堂干飯。
有壓力的時(shí)候,身為干飯人的余華最喜歡通過吃飯來緩解壓力。
化壓力為食量。
食堂里,人滿為患,參加期末考試的學(xué)生議論紛紛,不斷吐槽今天上午的科目試題有多難,余華端著滿滿一份飯菜從擁擠的人群之中出來,隨便找了一個(gè)位置坐下。
今天午餐非常豐盛,白面饅頭,榨菜,稀飯,外加好不容易的油腥菜肴——土豆燉肉,學(xué)校方面為了犒勞期末考試的學(xué)生,特地加了一個(gè)菜。
餐盤里放了整整兩塊如拇指蓋般大小的肥肉,輕輕顫抖,散發(fā)出攝人心魄般的誘惑力。
講道理,余華從以前只吃瘦肉到現(xiàn)在只吃肥肉,真的不是沒有道理的。
生活條件實(shí)在是太艱苦了。
關(guān)鍵是,這還是國立清華大學(xué)的飯菜標(biāo)準(zhǔn),很多地方連飯都吃不上。
待余華坐下準(zhǔn)備迫不及待干飯的時(shí)候,忽然,一股淡淡的香味傳來,只見面前坐了一名年輕女生。
“你好,你是余華同學(xué)嗎?”年輕女生朝著余華詢問道。
被打擾的余華,眉宇微皺,抬起頭看向這名女生,頓時(shí)感覺眼熟:“我是,你有什么事嗎?”
這不是上次跟他問路去學(xué)報(bào)編輯部的那個(gè)女生嗎?
“你好,我叫葉清月,是清華學(xué)報(bào)編輯部的初審編輯。”葉清月露出溫柔的微笑,解釋道。