第九十六章 試車
在航空工業(yè)界,有句話曾經(jīng)流傳很廣:如果說航空工業(yè)是一個國家制造業(yè)的皇冠,那么航空發(fā)動機(jī)就是皇冠上那顆最璀璨的明珠。
航空發(fā)動機(jī)的生產(chǎn)研制成本都很高,因此,如何降低零件的材料成本和制造成本,而降低成本的同時又不能影響發(fā)動機(jī)的使用壽命一直是一個非常大的難點(diǎn)。
由于技術(shù)水平所限,國內(nèi)一般規(guī)定軍用航空發(fā)動機(jī)渦輪部件的使用壽命為不低于2000小時,而國外軍用航空發(fā)動機(jī)的使用壽命基本上在10000小時以上。
不過讓鋼镚來制造f119,陳新的要求只會更高。
陳新將鋼錠、鎳板、五氧化二釩、鈦粉等材料分門別類地放在cāo作臺上,對一旁正在看著這些金屬材料兩眼放光的鋼镚道:“鋼镚,上吧!”
鋼镚點(diǎn)點(diǎn)頭,興奮道:“老豆,看我的啦!”
說著,它身子發(fā)出咔嚓咔嚓的聲音,很快如水銀般化開,在不銹鋼cāo作臺上變成了一灘流動的液體,這灘液體仿佛活物一般朝它面前的金屬材料蔓延過去。
金屬材料與液體接觸的瞬間,便仿佛遇到開水的冰塊一般,以肉眼可見的速度飛快地融化開來。
鋼镚所要制造的渦輪盤又稱為“渦輪葉片盤”,外形看上去就是帶扇葉的高溫合金盤子組(不是發(fā)動機(jī)外面那個能看見的大葉子片的外風(fēng)扇,而是后面的那些組,就是x級葉片的意思),主要負(fù)責(zé)疏導(dǎo)空氣、預(yù)壓縮等。
早期“盤子”和“扇葉”是分離的,主要依靠榫頭來拼合。
上世紀(jì)70年代,美國英國蘇聯(lián)的渦扇等發(fā)動機(jī)都采取了“一體盤”(或整體盤)技術(shù),美國通用公司首先完成產(chǎn)品化,到了80年代,f22、f35等項(xiàng)目促進(jìn)了整體盤的發(fā)展。
渦輪葉片盤是發(fā)動機(jī)加工工藝的核心技術(shù),基本要求是“均勻、純粹、密致、輕巧、強(qiáng)忍、耐熱、耐拉、耐壓”,大推力的軍用渦扇發(fā)動機(jī)渦輪盤普遍采用的是鎳基或者鈦基高溫合金材料,這是當(dāng)前的主流,所謂鎳基、鈦基其實(shí)就是合金鋼的一種,就像大飛機(jī)的鋰基材料等一樣。
事實(shí)上,渦輪盤所用的材料不僅僅是這些,從早期的普通合金鋼到后來的鎳基、鈦基單晶合金材料再到復(fù)合基、陶瓷基材料。
復(fù)合基材料主要是碳纖維復(fù)合基材,這個材料比較難搞,最早是英國人在50-60年代實(shí)驗(yàn)的,后來因?yàn)樘祭w維的拉伸力太大,風(fēng)扇轉(zhuǎn)速一快,扇葉就變形,結(jié)果英國人投入了天價后失敗。
由于點(diǎn)錯科技樹,英國從此在渦扇發(fā)動機(jī)上的研究開始落后于美國人。
當(dāng)然這個和一個國家的綜合國力有關(guān),美國人當(dāng)時有錢有能力,同時開展n個型號n種不同技術(shù)路線的發(fā)動機(jī)研制,不怕摔跟頭。
至于陶瓷基渦輪盤,這個技術(shù)難點(diǎn)更高,代表著未來推重比達(dá)到20的航空發(fā)動機(jī)發(fā)展方向。
目前歐洲人的進(jìn)展并不明朗,蘇聯(lián)人倒是搞過,ri本人有沒有出實(shí)驗(yàn)室還不知道。
陳新知道的也只有美國的“綜高推項(xiàng)目”實(shí)驗(yàn)了,聽說效果不錯。
所謂的“綜高推”并不是為了研制出一款發(fā)動機(jī),而是為了探索發(fā)動機(jī)研制技術(shù)(美國人技術(shù)領(lǐng)先全球,就是因?yàn)樗麄冇袔资耆缫籸i的大規(guī)模可持續(xù)xing基礎(chǔ)投入,并不僅僅為了武器型號而投資,更為了基礎(chǔ)理論及其工程化花費(fèi)了巨資),最終就是探索1:20推比的渦扇發(fā)動機(jī)的可行xing技術(shù)。
至于中國航空工業(yè)界的科研院所有沒有在搞這個項(xiàng)目,陳新就不是特別清楚了。
………………
鋼镚將金屬材料吸收地差不多之后,cāo作臺上的這灘液體面積也擴(kuò)大了不少,不過始終沒有溢出cāo作臺。
很快,這些液體活動起來,開始漸漸聚攏起來,中間部分出現(xiàn)了一個圓盤狀的輪廓,接著,這個輪廓漸漸清晰,外圍出現(xiàn)了葉片的形狀。
這一段基本上就是金屬合金的定向重結(jié)晶過程,原子間金屬鍵不斷被打破重組,形成極為穩(wěn)固的晶體結(jié)構(gòu),在鋼镚的有效干預(yù)下,基本上消除了對空洞和裂紋敏感的橫向晶界,將金屬合金最完美的形態(tài)展露出來。
幾乎不到五分鐘的時間,f119的發(fā)動機(jī)渦輪盤制造完畢,待到渦輪部件全部成型后,鋼镚將剩余的液態(tài)金屬全部吸收,當(dāng)食物消化掉。
這時,出現(xiàn)在cāo作臺上的是一只可以稱得上是藝術(shù)品渦輪部件,表面泛著銀亮的光澤,所有葉片都均勻地分布在四周,陳新用手觸摸的時候,表面光滑嚴(yán)整,感覺不到任何的毛糙。
陳新將這只渦輪盤放到一邊,然后讓鋼镚繼續(xù)制造下一個部件。
f119發(fā)動機(jī)主要由3級風(fēng)扇、6級高壓壓氣機(jī)、帶氣動噴嘴、浮壁式火焰筒的環(huán)形燃燒室、單級高壓渦輪、高壓渦輪轉(zhuǎn)向相反的單級低壓渦輪、加力燃燒室與二維矢量噴管等組成。
鋼镚將整臺發(fā)動機(jī)分為了風(fēng)扇、核心機(jī)、低壓渦輪、加力燃燒室、尾噴管和附件傳動機(jī)匣等6個單元體,另外還有附件、fadec(全權(quán)限數(shù)字電子控制器)及發(fā)動機(jī)監(jiān)測系統(tǒng),按照組裝的先后順序逐步制造。
由于零部件數(shù)量眾多,陳新根本記不過來,只能讓鋼镚先把一些核心的大件制作出來,然后再一邊制造較小的零部件,一邊慢慢組裝。
整整兩天時間,除了吃飯睡覺,陳新一直在不停地組裝著f119,幸好有了“小蝴蝶”的幫助,他才撐的下來。鋼镚同樣是不眠不休,兩人都可以說是投入了全部的jing力和注意力,終于在第二天晚上八點(diǎn)將第一臺f119發(fā)動機(jī)組裝完畢。
當(dāng)最后一個零件安裝上去之后,陳新有些目眩地看著眼前這一臺杰出的手工作品,只感覺這兩天兩夜的辛勞完全值了。
估計(jì)誰都不會想到,2011年6月的某個夜晚,居然有人在一個作坊式的倉庫內(nèi),制造出了世界上最為先進(jìn)的航空發(fā)動機(jī)。
陳新先測量了一下山寨版f119的外形數(shù)據(jù),其中最大直徑1.13米,長度4.826米,和原型機(jī)基本一樣,不過測重的時候陳新發(fā)現(xiàn)重量居然比原版降低了將近100公斤,只有1360千克。
陳新驚訝道:“鋼镚,這怎么回事?重量怎么不一樣?”
鋼镚從一旁堆放的鎳板上切下一小塊放在口里嚼著,滿不在乎道:“老豆,你這是看不起鋼镚嗎?不就是減重一百公斤嗎?放心,xing能上不會有任何下降的,說不定還會有提升。”
陳新飛快地心算了一下,美版f119發(fā)動機(jī)加力推力155.7千牛,重量1460千克,推重比為10.88,如果重量下降100千克,推力保持不變的話,那么推重比將達(dá)到驚人的11.68。
要知道發(fā)動機(jī)的推重比是這款發(fā)動機(jī)的核心數(shù)據(jù),對一款戰(zhàn)斗機(jī)來說極為重要。
一般而言,第三代戰(zhàn)斗機(jī)所使用的發(fā)動機(jī),比如老美的f110系列、al31f系列、中國的“太行”等,基本上推重比都在8左右,而推重比達(dá)到10這一級別的發(fā)動機(jī),則通常用于第四代戰(zhàn)斗機(jī),目前僅有老美的f22猛禽所裝備的f119系列以及f35所裝備的f135這兩款發(fā)動機(jī)。
至于歐洲的雙風(fēng)(臺風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)、陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)),他們所使用的ej-200以及m88中等推力發(fā)動機(jī)的推重比也只有8.5左右。
所以說如果中國的殲20裝備上一臺推重比為11.68的發(fā)動機(jī),完全可以將美帝的f22打爆。
陳新和鋼镚合作將f119發(fā)動機(jī)吊裝到試車臺上,然后打開倉庫大門,等鋼镚搜索完報告周圍一公里范圍內(nèi)沒有其他人之后,陳新便揮手道:“鋼镚,準(zhǔn)備試車!”
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