爆震发动机,的确是当时美国佬第一次过来的时候,秦亮就忽悠他们的。
这些年来,发动机系一直都在研制这东西,进展顺利,已经有了给导弹使用的发动机,这个秦亮是知道的,但是,他绝对不知道,居然已经有了给飞机使用的发动机!
这两个可不是一个级别的。
导弹使用的,推力很小,有个二三十千牛就不错了,而想要当战斗机的发动机,都得一百千牛以上!
小发动机的燃烧特性,和大发动机的燃烧方式可不一样,不是说简单扩大就行,内部的流体力学需要重新计算,重新做风洞试验的。
己方还能有这种技术?
看着秦亮惊讶的眼神,杨威再次介绍。
“经过多年探索,咱们发动机系已经把爆震发动机技术转向驻定斜爆震发动机技术,这应该是爆震发动机最完美的技术。”
当初研究的时候,首先锁定的是脉冲爆震发动机的技术,结构很简单,就是一个单管爆震燃烧室,进气口是个狭缝,空气和燃料混合后发生爆炸式燃烧,冲击波在传递的时候引射进气口,吸引更多的空气进入,再次点燃。
这样的发动机,必然不会很粗,毕竟前面的进气口得非常小,所以,想要提升动力,就会使用多管发动机的技术,为了能够在低速下使用,还会和涡轮发动机结合,变成PDTE,也就是涡轮爆震混合发动机。
这种发动机西工大已经深入研究过了,技术可行性很高,性能优越,缺陷就是一次爆震就得点一次火。
所以,旋转爆震发动机就出来了。
这种发动机不再是一个管子,里面是一个环形燃烧室,只需要一次点火,在最初爆震波产生之后,就会引燃隔壁的混合燃气,沿着整个燃烧室幻速蔓延,形成周而复始的爆震过程。
这样做的另一个好处,就是爆震频率很高,几百赫兹都是入门水平,几千,几万赫兹都可能。
爆震波产生得越快,推力自然也就越大啊,推重比会很高!
不过,这个还不是最优秀的。
比它还强的,就是斜爆震发动机。
之前的,可以都叫做正爆震发动机,通过改变引流条件来实现爆震波在燃烧室内的驻定燃烧,而斜爆震则是通过引入斜激波进气道或者是中心锥体,形成斜爆震波。
它的优势很多,燃烧室的长度可以缩短,也就意味着发动机的重量可以减轻,燃烧产生的驻定波不会被进气轻易吹散,可以实现更高的飞行速度……
“目前,咱们发动机系已经在设计直径一米左右,长度四米左右的斜爆震发动机,推力两百千牛左右……”
秦亮睁大了眼睛:这意味着什么?哪怕发动机的自重和现有的涡扇发动机一样,推力翻倍,也意味着推重比会翻倍,现在是8的话,那斜爆震发动机就是16!
而且,这发动机结构简单,自重还会更轻,这发动机的推重比,怕是会超过20!
这发动机绝对要逆天啊!
“自重呢?”
“自重还暂时确定不下来,最大的问题就是,这种斜爆震发动机的燃烧温度更高,燃烧室的温度应该会超过两千两百摄氏度以上,防护材料最好能耐三千摄氏度的高温……”
防护材料的重量确定不下来,这发动机的重量自然也就确定不下来,根本就不知道自重会是多少。
秦亮兴奋地站起来,来回走几步。
“下一步,耐高温材料要向陶瓷材料方向转变,而且,这种发动机不需要旋转部件,只要设计成贴片的形状,粘贴在发动机内壁就可以!”
最早的涡轮材料用的就是不锈钢,而每提升一百度,发动机的推力就会提升百分之二十。所以,材料专家们开始孜孜不倦地研究新材料。
镍基材料、定向合金、单晶材料、结构从实心到空心气膜冷却再到复合空心,温度不断提升,到了第四代推重比为10的发动机之后,想要继续提升涡轮前温,就得依靠陶瓷材料了!
“好,那咱们就通知材料系,按照您的这个路线来。”杨威点头。
发动机用啥材料,秦亮说了算,他指路,咱们搞研发,这样进展会很快!
“对了,咱们用什么燃料?”秦亮问了一句。
“以前设计的时候,用过液氢,不过为了让发动机更实用,咱们发动机系已经在研制用航空煤油的了,这样燃烧效率可能会低一些,但是更实用。”
早期的爆震发动机,都用液氢来作为燃料,这东西用起来可不方便,除了氢脆这个魔咒,就是低温储存,相比之下,航空煤油可以正常储存和运输,使用起来更容易。
燃烧的热值之类的,肯定比不上液氢,但是更方便。
秦亮点头:“不错,不错!”
“秦校长啊,这发动机的问题是解决了,那咱们下一代飞机的速度,也就可以大幅度提升了,而这飞机的速度越快,摩擦温度就会越高,2.5马赫是个坎啊。”宋老开口。
只有外行才会吹某某设计一架飞机,速度多快多快。
事实上,常规的战斗机,就是2马赫左右,就算是有了逆天的发动机或者是气动外形设计,飞机最大速度也会被卡在2.5马赫上。
当初冲破音速,会有一个叫做音障的可怕阻碍在前面等着,而速度达到2.5马赫之后,就会遇到热障了!
飞行器在空气中运动,就会和空气摩擦,速度越快,摩擦产生的温度就越高。
当马赫数为2的时候,机头温度就已经能超过一百摄氏度了,当马赫数达到3的时候,表面温度就会增加到350摄氏度,这个温度下,铝合金早就软化了。
所以,能飞到3马赫的飞机,就得用其他材料,黑鸟使用钛合金,米格-25使用不锈钢,总之,这些的耐高温性能都很强。
当然,这些说法也是有限制的,摩擦生热高的部位,主要是机头,机翼前缘等等这些直接和空气相撞的部位,这些部位用特殊材料。
军迷们可以滔滔不绝地说米格-25是不锈钢打造,其实,也只是在这些需要耐高温的地方铺设不锈钢,可不是整个机体都是不锈钢覆盖的,该用铝合金的地方,还是用铝合金。
而2.5马赫,就是铝合金的极限,所有纯铝合金的飞机,都飞不到2.5马赫以上。
现在,咱们如果用斜爆震发动机的话,那飞行速度注定会超过3马赫,甚至会超过5马赫!
要知道,脉冲爆震就能让飞行器飞到5马赫以上了,斜爆震的潜力,可是15马赫以上!
这么快的速度,飞行器该用什么材料?
“还是上陶瓷吧。”秦亮开口。
现在,陶瓷本来就用在发动机喷口等等需要耐高温的部位,接下来,全机身覆盖,貌似也没什么不可能的。
“相比金属蒙皮,陶瓷有很多好处。”秦亮介绍起来:“首先,对电磁波的反射能力很低,而且可以和涂层融为一体。”
现在的战斗机,隐身性依旧是第一个重要指标,金属蒙皮的战机,外面得涂刷隐身涂层,但是蒙皮不平就不行,所以,还需要打腻子找平,铆钉用的都是沉头的。
陶瓷基的,完全可以融为一体。
“同时,陶瓷基的耐高温,不用说3马赫,5马赫,甚至10马赫都没有问题,而且,陶瓷的硬度更高,防护力更强,对面飞来的导弹如果战斗部威力不够大,可能都打不透我们的蒙皮。”
“没错,秦校长,您说得对,这是陶瓷的好处,但是,陶瓷会不会重一些?”在场的一名工程师忍不住开口问道。
“不,不,陶瓷重只是一种错觉,我们说的陶瓷材料,不是全陶瓷,而是陶瓷基材料,它的比重和铝合金不相上下。”
谁说陶瓷就一定会重?陶瓷基蒙皮,还真不一定重!
很多人都会偷换概念,就拿相控阵雷达来说,氮化镓就已经是最优秀的了,然后就有什么碳化硅,吹起来更好,发现距离一千公里,其实,碳化硅就是个基底而已。
宋老神采奕奕:“秦校长,你这样一说,咱们就有信心了!这飞机蒙皮解决了,发动机解决了,咱们的新一代战机也就有实现的全部基础了,就差一个外形结构了,这爆震发动机虽然也能从零启动,但是6”
冲压发动机是不能从零启动的,有了速度,进气口才会撞进来空气,发动机才会持续工作,一般来说,冲压发动机的启动速度,都在2马赫以上。
爆震发动机倒是可以从零启动,只是这个时候推力不高,所以……
秦亮知道,宋老就在这里等着呢。
“所以,咱们得用三发布局。”秦亮介绍起来。
把不同的发动机组成到一起,太过复杂,我们倒不如分开!
“目前,咱们的涡扇十五在研发之中,这款发动机不是已经在搞变循环技术了嘛,可以满足2马赫,甚至是3马赫以下的条件使用,等到速度再快的时候,就关闭涡扇十五,开启我们这爆震发动机。”
三发!
涡扇十五和爆震发动机塞进一架飞机里!
这飞机的布局,绝对是全世界独一份!
现在的确有三发客机,但是三发战斗机很少很少,苏联的雅克-38,勉强算是三发布局,一台主发动机,两台升力发动机,但是飞机布局非常独特,不能算数。
咱们的这款全新飞机,将会是全世界绝无仅有的一款三发战斗机!
“秦校长,仔细给咱们说说!三台发动机,进气就是个问题啊。”宋老满脸期待。
“前面还是正常的两肋进气布局,可以放到边条下面来,就和我们的歼二十差不多,同时,我们在机背上设计第三个进气口,反正在开启爆震发动机之后,也就不需要大过载机动了。”
机背进气!
这是被全世界飞机设计师抛弃的一种进气方式!
最早是机头进气,之后是两肋,然后是机腹,机背进气的最大缺陷,就是在爬升的时候,机身会遮挡进气口。
机腹进气在俯冲的时候会遮挡,但是俯冲有地球引力帮助,飞机还会加速,爬升就只能靠自身动力了。
一直到了隐身技术发展,很多无人飞行器都用上了机背进气,最大的好处就是隐身性高,尤其是面对地面雷达的时候,这个进气口几乎没任何暴露的风险。
“嗯,不错,可以!”宋老点头:“后面三台发动机,一字型排列,这样机体会更加宽大,不过……机翼怎么设计?”
在飞机的设计中,有一个很重要的东西叫做马赫角。
马赫的贡献很大,所以在空气动力学里,很多东西都是用他的名字来命名的。
比如说,飞行速度和音速的比值叫做马赫数,冲击波的锥面叫做马赫锥,而这个锥面和物体运动方向的夹角,叫做马赫角。
马赫角是一个很重要的东西,在飞行器上,连接飞机顶部和两侧翼尖,形成一个等腰三角形,这个三角形顶角的一半,就是该机型的马赫角。
就说机翼,有人说后掠翼才能飞超音速,这个不一定,F104就是直机翼,照样能飞超音速,因为它的机身很长,机翼和机头形成的马赫角达到了超音速的需求,就能飞超音速了。
当然,F014的设计奇葩,导致飞行性能很差,被称为飞行棺材,这倒是没说错。
现在……己方要让全新的飞机飞到5马赫以上,那外形设计就至关重要了!
秦亮点头:“是啊,肯定不能有鸭翼,也不能有水平尾翼,只能用无尾三角翼的布局。”
如果看后世的歼36的话,和美国佬的航天飞机的气动布局有些类似,想要飞高超音速,就得降低马赫角,就得用这种机翼,当然,咱们的不一样。
“具体来说,属于双后掠三角乘波体机翼……”
这东西,说起来就复杂了,必须得仔细介绍才行!
于是,秦亮说,大家伙听,已经有人掏出来笔记,开始记录了。
没有人知道,东方的新一代飞机,就在这个饭桌上,开始了起步!
追赶还不够,还得超越!
宋老的目光中更是神采奕奕,接下来,又有活儿干了!
一代接一代,这些年来,咱们追赶世界先进水平,很快!
这顿饭,一直吃到后半夜,天快亮的时候才回去休息,等秦亮醒来的时候,就发现有更多的人来了。
“林老?”
“好啊,你小子过来,都不通知我!我是听说了报告之后才过来的,来之后,你还在睡觉!”林老看向秦亮,很是不满。
“林老,您日理万机……”
“理什么理,有什么能比我们现代化的装备更加重要的?”林老看向秦亮:“尤其是这次的四代机,这才是我们空军引领世界装备的开始。”
三代机已经量产,但是其他国家已经有了,比咱们还早,只有四代机还是空白,大家伙都是站在一个起跑线上的。
空军对这款装备,当然也是看重的。
此时,听到林老这样说,秦亮只能点头:“好,好,昨天滑跑实验的数据都整理出来了吧?最近一段时间,应该都是滑跑实验,所以,林老,您来这里没意义。”
高速滑跑,就是验证气动布局的合理性,这需要反复滑跑,反复验证,几个月都很常见,现在……
“什么最近都是,数据已经分析完了,和设计指标完全一样,所以今天晚上,就要筹备首飞了。”
“这么快?”秦亮睁大眼睛。
“还不是因为用上了最先进的计算机,昨天的滑跑数据,全部输入了计算机,没任何问题,和设计指标完全一样,既然这样,那就没必要再搞什么滑跑实验了,纯粹是浪费时间。”
“好吧。”
来回滑跑,的确也没有太大意义,既然已经确定数据和理论值一样,那就飞吧。
首飞在夜间,算是第一次了!
晚上八点钟,林老带着秦亮,一起来到机场,此时,歼二十已经在做起飞前的准备了。
众人也是再次检查,比上次还仔细,足足过去了一个多小时。
“好,我们的飞机已经达到了首飞的条件。”宋老终于松了一口气。
“雷子,做好准备了吗?”
“报告,已经准备好了!”雷镪说道:“我有信心把这架飞机完整地飞回来!”
“好,出发!”
雷镪再次跨上座舱,态度平和,脸色正常,没有丝毫的紧张。
都飞过那么多机型了,还有什么可怕的。
要说紧张,歼九首飞,鸭翼飞控不知道是否完善,或许会紧张,经过了歼九的洗礼,现在的歼二十,早就是成熟产品了!
没啥可紧张的!
发动机的轰鸣声响起,在众人的瞩目中,雷镪把飞机滑上跑道,对准中线。
松开刹车,滑跑!
速度越来越快,越来越快,抬前轮,抬后轮!
整个动作一气呵成,两百五十米都不到,飞机就拉起来!
“漂亮,这才是真正的好飞机!”林老满脸兴奋。
“好马配好鞍,咱们的相关部门,正在进行新一代远程空空导弹的研发,和这款飞机配合,一定能在战场上发挥巨大的作用。”秦亮说道。
“远程空空导弹?”
“对啊,林老,这隐身机,就是为猎杀敌人的高价值目标准备的,射程必须得够远才行!”