作者:十月廿二
“近四年以来,我们一直和航空动力集团的常浩南院士团队合作,针对第五代变循环发动机的性能特性做出针对性改进……”
“尽管目前常院士本人的主要精力仍然集中在高超音速飞行器上面,但也已经有不少气动方面的研究成果被转化到了雪鸮方案上面……”
说到这里,李春蓬突然停了下来,显得有些支支吾吾。
这个项目一直都是挂靠在航空动力集团名下,只是定期向盛飞进行汇报进展而已。
因此罗洋看见对方这副表现,下意识以为是工作遇到了什么阻力。
毕竟以央企三级部门一把手的位置而言,李春蓬确实过于年轻,相对缺乏经验。
只不过跟他对接的那位更加离谱罢了。
因此开口鼓励道:“新技术应用难免遇到困难,有什么问题尽管提出来,我们一起解决。”
“不是进展不顺利的问题……”李春蓬推了推眼镜,解释道,“事实上,雪鸮方案的进展……可能和大家想象的不太一样……”
听到这句话,罗洋和孙琮交换了一个疑惑的眼神。
“什么意思?”孙琮直接问道。
李春蓬露出复杂的表情:
“最近几个月的进展太快,所以整个方案有可能出现……呃……完全翻天覆地的变动。”
会议室里瞬间安静下来。
“总的来说,航空动力集团那边已经确定,未来的第五代发动机除了变循环技术以外,还会采用没有机械动作结构、因此不会产生额外重量和可靠性负担的引射式矢量推进技术。”
李春蓬平复了一下情绪,介绍道:
“而相对应地,我们预研办也正在讨论,是否要将雪鸮验证机的设计方案从最开始类似YF23的半无尾布局改成同时取消水平尾翼和垂直尾翼的全无尾布局,通过推力矢量技术结合嵌入式舵面提供操作力矩……只是还没有形成一致结论,所以没向集团方面汇报。”
“什么?”
会议室里顿时炸开了锅。
很快有人提问:“这个意思是……飞翼式布局么?”
罗洋抬手示意大家安静:“让李主任把话说完。”
李春蓬启动电脑,并打开了一张渲染出来的3D设计图。
很快,投影屏上立即显示出一个前所未见的飞机设计——流畅的翼身融合体,没有任何突出的控制面,如同一片锋利的刀锋。
会议室里鸦雀无声。所有人都被这个巨大的变动震撼到了。
罗洋第一个回过神来:
“但实现无尾方案最大的障碍应该不是控制力矩而是航向稳定性……没有垂尾,在大迎角状态下很容易进入尾旋,你们准备如何解决这个问题?”
“目前还没有工程上的解决方案,但理论依据已经确定下来了。”李春蓬切换到另外一个PDF文件,显示出一组复杂的流体力学方程和压力分布图,“可以通过在高速流场中构建一系列压缩和膨胀流动,使飞行器后体迎风面产生高压区,背风面产生低压区……”
他指着屏幕上不断变化的流线图:
“结合具有侧向投影面积的后体型面,就能形成一个等效于垂直尾翼的航向增稳力矩……简单说,我们不是用实体舵面,而是用一个‘空气舵’来保持稳定性。”
安静。
连空气都仿佛凝固下来。
几分钟后,一位气动力学专家突然敲了敲桌面:“完全颠覆了传统的设计理念……但必须承认,李主任他们的方案相当天才,而且具有可行性。”
罗洋走到屏幕前,仔细研究那些复杂的图表。
作为资深航空工程师,他立刻意识到这个方案的革命性意义——
没有活动舵面意味着更轻的重量、更低的雷达反射面积,以及更简单的机械结构。
“那么,大迎角状态下呢?”罗洋询问道:“平飞状态下当然符合逻辑,但随着迎角的增加,突起的后体型面对流场干扰能力减弱,迎风侧与背风侧的压力不对称程度降低,后体提供的航向增稳力矩肯定会随之减小。”
面对技术问题,李春蓬的状态反而比刚才轻松了不少:
“我们发现,当两个尾喷管之间的间距被拉大时,后体型面曲率变化导致后体内凹区域产生了与之相反的航向不稳定力矩,使得宽间距后体所产生总的航向增稳力矩有所降低。”
“随着迎角的增加,内凹区域的低压区总体向迎风侧移动,宽间距后体两侧内外表面都形成航向增稳力矩,尽管此时后体外表面压差所形成的航向增稳力矩略有降低,但是总的航向增稳力矩变化不大。”
罗洋转过身,看着投影幕布上的压力分布云图。
除了此前面对常浩南以外,他终于再一次有了“长江后浪推前浪”的感觉。
五十岁,对于航空工程师来说还算当打之年,但却已经不太能跟得上这些年轻工程师的思路。
“报到常院士那边了么?”他转向李春蓬,声音因兴奋而略显颤抖,“另外,目前有哪些具体的困难?”
“还没有,完全是我们内部的思路。”李春蓬老实回答,“目前最大的挑战是飞控系统——我们需要一套全新的控制律来协调矢量推力和嵌入式舵面……但目前的团队规模.恐怕难以同时推进传统布局和无尾布局两个方向……”
沉思半晌之后,罗洋终于做出决定:
“先按照你们的思路,集中资源攻关全无尾方案……如果实在拿不准的话,集团方面可以拿出一部分资源,支持你们先搞一个中小型无人机练练手……”
第1517章 殊途同归
“无人机……”孙琮捏着下巴想了想,有些不确定地问道,“舰载无人机对于航空指挥和助降系统的精度要求远高于有人机,辽省号目前……是否具备这种能力?”
罗洋摆摆手:
“本来是存在风险的,但连海造船厂那边的同志说,在这次出航之前专门进行了一次设备改造,现在已经没问题了……至少应对单一架次无人机没问题。”
说完,又转头看向李春蓬:
“春蓬同志,你的想法如何?”
然而,后者此时的心情却比较复杂——
至少在目前的航空工业体系当中,无人机,尤其中小型无人机的地位仍然落后主力型号的有人机半档。
即便像是无侦7/8/9这样的战略型号,研制工作也仍然由单一设计室主抓,而无法像歼15或歼20那样上升到集团层面。
从整个预研办公室的角度出发,能够得到盛飞集团层面的资源补充,无疑有利于他们对全无尾布局展开更加深入的研究。
但他无法确定,这个“无人机项目”到底只是用于技术验证,还是会中途发展成一个需要定型验收的完整项目。
如果是后者,那么他本人就很有可能错过“雪鸮”计划转正立项的关键阶段……
好在作为过来人,罗洋很快就猜到了李春蓬的心思。
年轻人嘛,无非是害怕自己的成绩最后被别人给摘了桃子。
他虽然告别高校已久,但也知道在学术圈里,这种情况并不算罕见。
“你也不要有太大的心理负担。”
这突如其来的表态,让李春蓬有些摸不着头脑。
但很快,罗洋又继续开口道:
“如果你准备重点攻关全无尾气动布局的理论研究,实在腾不出精力同时应付一个无人机型号的具体研制工作,那也可以推荐一位你觉得合适的同志,负责解决除了气动以外其它方面的问题。”
话里的意思已经非常明白——
整个项目都以你为主,不要有技术层面以外的顾虑。
既打消了前者的担心,又帮他在旁人心中树立起了“谦虚肯干”的踏实形象。
反倒把李春蓬给搞得不太好意思了:
“罗总放心,我应该能兼顾得过来。”
眼见双方达成默契,罗洋点点头:
“你一直在跟航空动力集团那边对接,在这方面可以请教一下对方的常浩南院士,他会比较有经验……”
孙琮也跟着补充:
“这倒是,我记得当年最多的时候,常院士同时负责三个项目的开发工作,还能游刃有余地经常给我们开会……”
现场的气氛顿时轻松起来……
李春蓬挠了挠头:
“这我倒是听航空动力集团那边的同志说过……就是常院士现在主抓高超音速飞行器的研制任务,平常基本都在怀柔科学城那边,不知道有没有时间再亲自跟进全无尾飞行器的事情……”
……
答案,当然是有的。
实际上,当常浩南看到眼前这个全无尾布局的方案时,整个人的第一反应是喜出望外。
因为高超音速飞行器所面临的一个主要问题,就是控制效率、空气阻力和飞行稳定性三者之间的平衡。
对于一枚导弹来说,无论是滑翔式还是吸气式,都不需要很高的气动控制效率,就算需要在末端进行弹道调整或机动,也可以通过改变重心或者更加简单粗暴的侧推火箭来实现。
但如果是一架飞机,那么要求就必定要严苛许多。
燃气舵不可能长时间承受超燃冲压发动机的尾焰温度;
空气舵如果面积太大就是阻力负担,面积太小又无法实现足够的控制效率;
矢量推进并不适用于冲压发动机,况且超高速状态下也不可能只靠矢量推进来维持稳定……
因此研究到最后,他拿出的解决方案几乎和李春蓬异曲同工——
并联乘波体的机身当然和常规飞行器的升力体结构差异巨大,但在“去掉全部尾翼,利用超声速流场压缩和膨胀流动实现气动增稳、结合嵌入式舵面实现飞行控制”的思路上,却是别无二致。
并且,考虑到高超音速飞机仍然需要靠自身动力达成双模态冲压发动机的启动条件,二者在机体布局上的共性肯定要比理论上更多……
“这是你们内部讨论出来的方案?”
他放下手中的资料,两眼放光地看向李春蓬。
后者哪见过这副架势,迟疑地点点头:
“最开始是我们预研办公室的一个思路,不过已经得到集团方面的确认了,罗总也承诺,会给我们划拨一些资源用于技术验证。”
“好啊,很好!”
常浩南已经快要压不住嘴角上扬的弧度,只好以喝水进行掩饰——
原本他还苦于自己分身乏术,又找不到一个得力的帮手,准备把气动布局方面的问题放在双模态冲压发动机之后慢慢解决。
但瞌睡来了就有人递枕头。
帮手这不就来了?
当然,兴奋归兴奋,他也不可能上来就对这样一位比自己还年轻几岁的后辈委以重任。
无论如何要先摸个底:
“春蓬同志,你们现在面临的主要问题是什么?”
“缺少一个抓手。”
李春蓬再次打开了那张3D渲染图,然后把电脑调转180°朝向常浩南,解释道:
“我们已经通过一个干净的理想化气动模型,在理论层面确定了气动增稳设计的基本可行性,但实际飞行器要面对的情况比气动模型复杂得多,比如有飞行员,要设置一个座舱,有任务载荷,要设置一个弹舱,飞行要消耗燃油,所以重心和升力中心的关系也不是一成不变的……这些都会对气动增稳的效果产生影响。”
“要想把理想化模型变成一架真正的飞机,需要完成一系列参数化设计,但我们暂时拿不准,应该从哪里切入。”
常规飞机的操纵力矩本质上是由一个物理结构直接提供的,因此气动设计属于加减法。
但全无尾布局因为气动增稳效应的存在,气动设计至少属于乘除法,甚至幂次运算,比常规布局多了至少两个自由度。
一时间确实不太容易找到切入点。
“前体设计和我们今天讨论的部分关系不大,所以我们只考虑后体问题。”
常浩南把模型放大,然后拿起一支笔,在尾部型面处比划了一下:
“单侧后体型面主要控制曲线包括一条后体脊线曲线和两条后体控制截面曲线,所以相关型面参数就可以被归纳为后体侧向投影面积、后体脊线形状和后体控制截面形状三项……”
“……”
一开始,李春蓬还以为,对方最多会向自己提供一个大概的方向,因此只是认真听着。
但很快他就意识到,这是一个颇为完整的研究方案,根本不是靠脑子就能记下来的。
“常院士您等等,我写一下……”
第1518章 脱离掌控
当天的稍早些时候。
华盛顿,五角大楼。
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