学霸的军工科研系统 第958章

　　不过很快，这层光晕便加强到了不可能被忽视的地步。

　　等离子体鞘套本身当然是光学上不可见的，但作为载体的高能气流却成为了某种符号，让众人有了“肉眼观测等离子体”的机会。

　　“竟然真能稳定覆盖住机身表面……”

　　林济洪双眼微微睁大。

　　不过在震撼之余，他又突然有了些担忧：

　　“话说刘总，飞机的尾翼和腹鳍可没像发动机喷口一样做过特别的防热处理……如果继续这样下去，不会因为温度太高导致被烧坏吧？”

　　“你这还真问到我的知识盲区了……”

　　面对这个问题，刘永全有些苦恼地挠了挠头：

　　“不过根据常院士的说法，等离子体的温度概念比较特殊，而且所谓温度，本质上相当于粒子动能的宏观呈现，利用电磁场控制等离子体的覆盖，本身就可以在一定程度上起到隔绝粒子动能的作用……”

　　还没等林济洪有所反应，倒是张品生惊讶地插进话来：

　　“这个原理好像是……类似托卡马克那样？”

第1307章 大佬，带带我！

　　“对，就像是托卡马克！”

　　与此同时，京城，怀柔科学城。

　　常浩南正在跟核工业240所的所长韩陈峰进行着一场内容几乎相同的对话。

　　大约三个星期之前，后者就和刘永全一起，在410厂亲眼见证了发动机尾焰中等离子体分布的测试结果。

　　不过在那个时候，韩陈峰的感受主要还是新奇。

　　利用发动机燃烧室内高温、高压、以及近似平衡流动的环境作为等离子体发生场所，这显然算不得什么理论层面的重大突破，只相当于通过一种巧妙的手段，把等离子体物理和航空航天两个专业给联合起来了。

　　如果不是因为挂着常浩南这样一个引人注目的名字，他大概率只会当做一件值得在下次组会上跟同僚还有学生讨论一番的趣事，根本不会把那台宝贝设备给借出去，还亲自挂名技术组负责人去现场观看测试流程。

　　毕竟，搞航发的和他们搞核物理的之间，还是有着不同学科之间、以及理论与应用之间的巨大鸿沟。

　　然而，在刘永全把他们“意外”观测到的减阻增推情况，连夜报告上去之后，第二天从常浩南那里得到的回应却是——

　　【我在先期计算过程中已经发现了这一情况的存在，但通过减小边界层湍流度和削弱湍流涡系而产生的减阻效果不够明显且稳定性较差，一旦发动机在空中进入实际工作状态后，这一效果将接近消失，因此无需过分关注，如果对这一问题有深入兴趣，可在下次来京时面谈……】

　　对于老刘来说，这件事到这基本就结束了。

　　他非常清楚自己能力范围的边界在哪，如今正是项目压力最大的节骨眼上，分心去关注更深层次的理论问题不仅无益于解决问题，反而还会分散原本就已经相当极限的注意力，影响到涡扇10G的研发进度。

　　但对于韩陈峰来说，可就完全不一样了。

　　刘永全是在几天后双方举行的例行工作会议间隙，把常浩南的回复作为闲聊的一部分告诉给他的。

　　然后……

　　韩陈峰差点就从椅子上跳起来。

　　如果说此前他做主参与这个项目，主要还只是为了沾沾常院士的喜气，免得连续两年在院士评选第一轮被刷掉的话。

　　那么，从听到这段回应的那一刻开始，要沾的可就不只是喜气了。

　　还有研究课题！

　　尽管韩陈峰本人也想到了“等离子体减阻效应导致发动机推力增加”这个环节，但事后总结原因跟事先预测现象的难度显然不在一个层面上。

　　更何况常浩南还说的非常明确，是在计算过程中发现的，并非简单的定性推论。

　　不夸张地说，单就这一句话里面包含的工作，稍微扩展一下之后都能发一篇Nature Physics或者Physical Review Letters这样的物理学顶刊。

　　而对方写下这句话的语气如同吃饭喝水般平常，说明研究所涉及到的内容显然不止于此。

　　刚想到这里的时候，韩陈峰恨不得马上就动身前往京城，去跟常浩南交流一番。

　　只不过以后者如今的身份，以及手头工作的繁忙程度，当然不可能随便打个电话或者发个邮件就能约到见面。

　　所以韩陈峰只好耐下心来，按照程序通过刘永全那边的渠道逐级上报，最后才在今天约到了一个常浩南有空的机会。

　　而在听过常浩南那个“利用磁场效应结合电场辅助控制等离子体在飞行器表面扩散范围”的思路之后，他也不出所料地问出了那个命定之中的问题：

　　“就像托卡马克那样？”

　　通常认为，氘－氚反应需要接近一亿度的温度才比较容易实现，不过严格来说，这里的数字实际上也只是为了便于理解，并非通常概念中的宏观温度，而是10keV的能量所对应的计算值。

　　但无论如何，显然没有任何场合可以直接承受这样离谱的高温，况且除了温度以外，聚变反应的发生还需要粒子的密度和约束时间达到一定要求，这些都不是像裂变反应那样搞个水池就能轻易满足的条件。

　　在宇宙当中，质量和密度足够大的恒星可以通过其强大的引力来约束等离子体，提供维持聚变反应的条件，但对于人类来说，哪怕把太阳系中其他几个行星给挖空，也无法积累如此大量的物质。

　　所以只能通过惯性或是磁场约束高能粒子的活动范围，相当于用一个空前强大的保温层把温度给隔绝在一个相对狭窄的区间之内，使得聚变反应可以在一个物理意义上的容器内发生。

　　因此，当听到“磁场控制”这个关键词之后，想到环形真空室磁线圈约束装置，也就是托卡马克，是相当顺理成章的事情。

　　而同样不出所料地，韩陈峰得到了肯定的回答。

　　……

　　过了好一阵子之后，他才勉强回过味来：

　　“常院士……您也有志于聚变能应用领域的研究？”

　　问完之后，又后知后觉地觉得好像不太合适，于是准备找补一下：

　　“我的意思是，华夏环流器二号今年已经在庐州开始试运行，如果您对可控核聚变有兴趣，不是应该早就跟那边合作过……”

　　眼见着对方比自己想的都长远，常浩南不由得哑然失笑：

　　“我想，任何一个与物理有关的技术人员，多少都会有一个跟聚变应用有关的梦想……我当然也不能免俗。”

　　他解释道：

　　“但飞机表面的等离子体鞘套无论能量、体积还是密度都远不能跟核聚变相提并论……比如只需要大约100V的电压和小于0.1T的磁场就可以可有效改变距离表面4cm处的等离子体电子密度，而这个数值在托卡马克里面恐怕连辅助设备的磁场都不如……”

　　直到这时，韩陈峰才终于反应过来，常浩南的意思只是这项技术跟磁约束技术有某种程度上的相似性，而非现在就要转头去搞聚变研究。

　　一时间不免有些尴尬。

　　好在他还没忘了自己本次过来的关键目的，于是借着常浩南刚才的解释顺势询问道：

　　“常院士，我之前从刘总那里看到过您的方案……但是始终没想明白，您到底是通过何种方式，才计算出这样精确的结果？”

　　“另外就是……”

　　韩陈峰的老脸有些发红，但或许是此生仅有的机会摆在面前，容不得他瞻前顾后太多。

　　因此，稍作犹豫之后，他还是继续道：

　　“说句略有些自夸的话，我们240所在等离子体源研制，还有电子密度测量和实验验证方面也算是走在国内前列，同时还有一定的研究基础，再加上现在又跟606所建立了常态化的合作关系，如果您后面的研究有相关需要，我们愿意提供能力范围内的一切帮助……”

　　240所在一开始成立时的目的，只是保障华夏铀矿资源的勘探和开发，主要研究领域与其说是核物理倒不如说是地质学。

　　不过，后来随着时代变化，也逐渐增加了核能利用和粒子物理相关的研究内容。

　　所以韩陈峰说自己有研究基础，倒也不算强行往脸上贴金。

　　但后面那个“愿意提供帮助”的表态，就完全是为了好听才使用的说法了。

　　实际意思两个人心里都门清——

　　大佬，大佬，带带我啊！

第1308章 磁流体力学

　　当然，240所和韩陈峰也不是真的准备白嫖。

　　而常浩南虽然眼下尚不需要专门研究等离子体的机构帮助，但随着后续研究的逐渐深入，单靠航空动力集团和力学所这些不甚专业的技术力量，还是难免力不从心。

　　因此从某种程度上，可以说韩陈峰还真就赶在了一个不错的时间点上。

　　要是再晚上几个月到一年，等常浩南真主动去找合作对象的时候，那竞争压力可就大多了：

　　“韩所长既然常年研究等离子体相关问题，那想必对于磁流体力学理论应该不算陌生吧？”

　　韩陈峰被这突如其来的问题问得有些莫名其妙，但旋即反应过来，这实际相当于对方已经给出了积极的回应。

　　于是连忙点头：

　　“那是当然，用于描述磁场和流体之间相互作用规律的描述方法，对我们的工作来说算是最基础的部分……”

　　接着又是一顿，眼神中露出意外的神色：

　　“可这是个近似的半理论半经验模型……至少在现阶段，相关研究基本都是先假设等离子体德拜长度远小于其特征长度，并且还是理想的连续介质……如果是在实验室，或者哪怕地面设施里面，那这个前提还可以算是被近似满足，但对于飞行器来说，恐怕没那么容易直接计算出可靠的结果吧？”

　　“不不不……”

　　常浩南闻言摆摆手，阻止了对方继续说下去：

　　“你说的这些，已经是经过修正之后的磁流体力学理论了……”

　　“经过修正？”

　　韩陈峰目光中的诧异转为茫然：

　　“如果不经过修正的话，那就是直接把描述流体运动规律的N-S方程和描述电磁场中基本的麦克斯韦方程联立……”

　　他本来想说这是完完全全的返璞归真，虽然形式上既简单又优美，可光是N-S方程的求解，就已经是困扰了多少代天才们的巨大问题了，更何况还要耦合一个麦克斯韦方程……

　　就是因为无法从理论上攻克磁流体力学理论方程（MHD），所以研究人员们才开发出了各种更复杂、适用范围更狭窄、但也更有可操作性的修正形式。

　　如果能把方程直接解出来，那至少90%的相关领域研究人员以后就再也不用来上班了……

　　只不过，考虑到面前这位毕竟还拿过菲尔兹奖，所以韩陈峰还是多考虑了一些可能性：

　　“嘶……您不会是真给MHD方程解出来了吧？”

　　虽然刚问出口的时候确实带着几分玩笑的因素，但当一句话说完的时候，失业的压力已经笼罩在了他的心头。

　　“那当然没有……”

　　常浩南也觉得对方只是随便说说，于是笑着给出了否定的回答。

　　尽管一开始预期的答案就是这样，但韩陈峰还是暗自松了一口气。

　　然而还没等他恢复正色，常浩南就话锋一转：

　　“不过你或许听说过，关于N-S方程，我前些年曾经给出过部分正则性准则……简单来说就是，如果N-S方程的Leray-Hopf弱解满足一定的特殊条件，那么那么弱解在存在区间上光滑。”

　　“我……”

　　韩陈峰一口气卡在半截，憋了好半天才喘匀乎：

　　“理论数学不是我的主要研究范畴……所以只能算是听过一些传闻，不太了解前因后果……”

　　“其实也没什么因果……实际直到几个月前，就连我自己都始终觉得，这个证明距离任何应用都很遥远，几乎只有纯数学层面的价值。”

　　常浩南倒是显得非常坦诚：

　　“不过在关注起MHD方程之后，我逐渐发现，如果充分利用边界值高的正则性，就可以避开伯努利准则，从而允许把MHD方程中B对应的项视为N-S方程的外力项，无需考虑这一假设下伯努利积分沿流线发生变化与N-S方程之间的矛盾……”

　　一句话不过百十个字，却让坐在侧面另一张沙发上的韩陈峰开始了飞速的思考。

　　尽管他的数学功底有一定欠缺，并不能理解对方具体是如何证明的弱解光滑性，但如果直接跳这一步，相信这个证明的正确性，那么更往后的部分还是能想通一二的。

　　但常浩南明显不准备继续卖关子，在韩陈峰搞懂全部环节之前就揭晓了答案：

　　“可以证明对于二维有界域上稳态不可压的流体，MHD方程的解一定存在……这样，就相当于在原有的等离子体磁流体理论模型基础上去掉了两个最致命的假设……”

　　话都已经说到了这一步，后者脑海中原本一团乱麻的思绪几乎瞬间就被厘清：

　　“不需要假设等离子体是连续性介质，也不需要忽略压力所做的功？”

　　“没错！”

　　常浩南说着站起身，大步走回到办公桌后面：

　　“原本八项基本假设去掉这两条之后还剩六条，其中粒子碰撞平均自由程远小于等离子体特征线度、等离子体稳定且轴对称、以及只考虑电子和离子两种带电粒子这三项对于人造等离子体来说先天就容易满足。”

　　“而局部热力学平衡、单流体特征和磁场磁雷诺数较低对于你们搞核科学的人而言或许问题很大，但航空器表面，别说是一般飞机，哪怕是高超声速流的的磁雷诺数也小于千分之一，本身电离率更是可以忽略不计……”

　　当常浩南这段话结束的时候，办公室里骤然陷入了一阵寂静。

　　韩陈峰甚至能清晰地听见自己愈发加速的心跳：

　　“所以，按照二维轴对称模型就能计算……”

　　尽管中间仍然有一些纯数学的部分没有完全理解。

　　但他仍然感觉到了彻头彻尾的通透。