第376章 喷气时代 (第2/2页)
当陶瓷外壳被高压水枪打碎后,一片片呈现出完美流线型曲面、不需要任何机械加工就达到了微米级尺寸精度的镍基高温合金涡轮叶片,展现出了冷硬的工业美感。
八月初,西北航空发动机研究所的总装车间。
一台与活塞式发动机外观截然不同的金属机器,被安放在沉重的装配台架上。
它没有巨大的散热水箱,也没有错综复杂的排气管和气缸。它看起来就像是一个两头开口的、长达两米多的流线型金属圆筒。
这是大西北自主研发的第一台轴流式涡轮喷气发动机原理样机——先锋一号。
这几天,研究所里弥漫着一种紧张而压抑的期待。
齐飞作为首席试飞员,受邀来到了装配现场。
齐飞穿着一身飞行服,围着这台金属圆筒转了两圈。他习惯了西北鹰战斗机那台庞大而充满机械暴力美感的V12液冷发动机,面对这个没有螺旋桨的光滑圆筒,他的直觉产生了一丝困惑。
“沈总工,这玩意儿……连个扇叶都没有,怎么把飞机拉上天?”齐飞指着发动机前端黑洞洞的进气道问道。
沈兆轩手里拿着一张蓝图,走到发动机旁。
“齐大队长,它不是拉着飞机飞,而是推着飞机飞。”
沈兆轩指着圆筒的前段。
“里面是一级一级的压气机叶片。由钛合金制造。它们像无数个小风扇,将空气吸入并一层层地压缩。当空气到达中段的燃烧室时,压力已经被提高了数倍,温度也随之上升。”
他顺着发动机的外壳向后移动手指。
“在这里,高压燃油泵将航空煤油喷入燃烧室。注意,是煤油,不是你们用的那种高辛烷值汽油。煤油的热值更高,且不易发生提前爆震。电火花点燃混合气体。燃烧产生的能量在有限的空间内膨胀,形成高温高压的燃气。”
沈兆轩的手指最终停在圆筒的尾部。
“这些燃气在向后喷射的途中,会冲击后方的那级镍基合金涡轮。涡轮吸收了一部分能量,通过这根贯穿首尾的中心主轴,带动前方的压气机继续吸气。而剩下的、绝大部分的高速燃气,将通过尾喷管以超过音速的速度喷射出去。”
“根据动量守恒定律。”沈兆轩看着齐飞,“燃气向后喷射的动量,将产生一股巨大的向前反推力。只要燃料不间断,这股推力就会持续存在。理论上,只要机身结构承受得住,它的速度没有上限。”
齐飞听着这种完全不同于内燃机活塞做功的物理逻辑,眼中闪过一丝震撼。
“没有往复运动的活塞,没有复杂的凸轮轴。只有纯粹的旋转和向后的喷射。”齐飞喃喃自语,“这简直就是为速度而生的怪物。”
八月十五日。
西京市郊外的一处废弃采石场。
这里被改建成了最高密级的喷气发动机试车台。
试车台的主体是一座厚度达到两米的钢筋混凝土碉堡。碉堡内部安装着沉重的铸铁台架,台架下方连接着高精度的拉力传感器,用于将发动机的推力转化为电信号显示在仪表上。
在台架的后方,挖掘了一条深达十米、长达五十米的排气导流壕沟,沟底铺设了耐高温的耐火砖,并安装了高压水喷淋降温系统。
先锋一号发动机被几条粗大的钢带死死地捆扎在测试台架上。燃油管线、润滑油管线、以及密密麻麻的热电偶温度传感器电缆,如同血管一般连接着这台金属巨兽。
距离试车台五十米外,是全封闭的防爆控制室。
控制室正面安装着两层厚达三十毫米的防弹玻璃,中间夹着减震胶层。
沈兆轩和十几名核心工程师站在控制室内。所有人都戴上了厚重的工业隔音耳罩。
“准备点火试车。”沈兆轩的指令通过麦克风传达到各个操作岗。
“燃油管路压力正常。煤油加注完毕。”
“遥测系统供电正常。推力传感器归零。”
沈兆轩深吸了一口气,按下了操作台上的红色启动按钮。
试车台内。一台大功率的电动机通过传动轴,强行带动先锋一号的中心主轴开始旋转。
低沉的摩擦声和空气被吸入的“呼呼”声通过收音麦克风传回控制室。
主轴转速逐渐提升,达到每分钟两千转。这被称为冷转阶段。
“供油阀门开启。点火器通电。”
控制面板上的几个指示灯同时跳转为绿色。
在发动机内部环形的燃烧室中。高压雾化的煤油被喷射入高速流动的压缩空气中。两根高能电火花塞释放出耀眼的电弧。
“轰!”
一声沉闷但极具穿透力的爆响从碉堡内传出。
这与V12活塞发动机那种充满节奏感的排气声浪完全不同。这是一种连续不断的、仿佛要将空气撕裂的爆轰。
一股肉眼可见的橘红色火焰,从发动机的尾喷管中狂喷而出,长达十几米,狠狠地砸在后方的导流壕沟内。
排气温度瞬间飙升至六百摄氏度。冷却水喷淋系统自动开启,大量的水蒸气升腾而起,将整个采石场笼罩在一片白色的迷雾中。
“点火成功。切断启动电机。发动机进入自持运转状态。”技术员看着仪表盘上的转速表,大声汇报。不需要启动电机,后方涡轮提取的能量已经足以带动前方的压气机。
“推油门杆。提升转速。”沈兆轩下令。
操作员缓缓推下那个控制着燃油流量的金属推杆。
随着更多的煤油注入燃烧室,燃烧反应变得更加剧烈。
主轴转速表上的指针开始疯狂地向上攀升。
三千转。五千转。八千转。
尾喷管喷出的火焰颜色,从橘红色逐渐变成了耀眼的蓝白色。排气温度突破了八百度。
此时,声音变了。
原本低沉的爆轰声,转变成了一种极其尖锐的、频率极高的高频啸叫。
这种声音的物理穿透力超出了所有人的预料。它不再是单纯的声音,而是一种能够引起人体内脏共振的物理声压。
控制室内的工程师们即使戴着厚重的隔音耳罩,依然感觉胸口发闷,仿佛有一把无形的重锤在不断地敲击着心脏。
“转速突破一万转!涡轮前温度九百五十度。镍基叶片状态稳定,没有发生解体!”测温员大声吼道,他的声音在巨大的背景噪音中几乎听不见。
“推力数据!推力数据多少?”沈兆轩死死盯着拉力传感器的显示屏。
显示屏上的数字在剧烈地跳动,随后稳步上升。
“两百公斤……四百公斤……六百公斤!”
当转速达到设计额定的每分钟一万两千转时。
那台金属圆筒发出的轰鸣声达到了一种毁灭性的物理频段。
高频的声波在封闭的混凝土采石场内来回反射,形成了恐怖的共振。
“咔嚓——!”
控制室正面那面厚达三十毫米的内层防爆玻璃,在声波的物理共振下,突然出现了一道巨大的裂纹,像蜘蛛网一样迅速蔓延。
如果不是中间的减震胶层死死拉住碎片,玻璃早已经崩塌。
但这已经无法阻止数据的定格。
“最大静推力,八百五十公斤!”操作员近乎疯狂地喊出了这个数字。
八百五十公斤。
对于一台刚刚问世、重量只有几百公斤的初代涡轮喷气发动机来说,这个数据意味着什么,在场的所有人都非常清楚。
如果将这股推力放置在一架流线型的后掠翼机身上,在排除了螺旋桨的激波阻力后,这架飞机将轻松突破每小时八百公里的速度壁垒,甚至有望触摸到音速的边缘。
“收油门。缓慢降速停车。”沈兆轩下达了指令。
尖锐的啸叫声逐渐平息,尾喷管的蓝白火焰也缩短消失。只剩下转子在惯性作用下逐渐减速的“嗡嗡”声。
控制室里的工程师们摘下耳罩,大口大口地喘着粗气。许多人的耳朵里还在流着血丝,那是高频声压造成的轻微毛细血管破裂。
但没有人在意这些疼痛。
他们看着那台因为高温而表面金属呈现出氧化蓝色的发动机,眼中闪烁着一种见证历史的狂热。
在这一刻,人类航空史的物理法则被重写了。