重生时空门-第80章
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为了找出设计上缺陷,传统的做法是对产品原型进行大量的测试,然后在一点点的改进,知道缺陷全部消除为止。可这种方法费时费力时间长不说,投入的成本也是不可想象的。
虽然后来有了电脑,有了3DCDA这样的铺助设计软件,甚至新产品的计算机图形渲染哪怕是十分的精致,但任然不及手握一个新产品的3D模型来的真切。通常在电脑屏幕看到一个新产品设计的时候,设计缺陷在不会很明显;但当一个物理概念模型可以很真实地看到并触摸到的时候,设计缺陷就变得很明显了。
因此,在新产品的设计中,设计人员都会按照设计图纸先制造一个或数个不同比例的新产品模型,以找出设计上的缺陷,然后再改进设计。但是传统的模型制作方法非常的浪费时间,而且对模型制作人员的要求也是极高,要知道顶尖的模型制作人员一直都是稀缺资源,想要聘请他们花费的资金可不少,而且你就算有钱也不一定能请到。
但是3D打印机的出现则改变了这一切。3D打印机最大的优势就是它可以大大的加快“概念模型”的创建速度,然后以物理的形态展示出来,便于设计师在设计过程中提前进行观察和处理。
通过快速创建概念模型,3D打印还改善了设计者和客户之间的交流,使得新产品的设计进程被大大的加快,同时还可以创造出更好的产品。
除了概念设计阶段外,3D打印还被用于创建“验证模型”或者是“功能原型”。BOSS,你现在所看到的,就是DG200涡扇发动机的“验证模型”。
至于功能原型,就是当新产品设计过程中需要检查产品不同部分的状态、适合度和功能性时,就需要功能原型。传统上,这种原型只能由熟练的工艺师使用老道理密集型的车间技术创建。因此,为了生产大量的产品原型而花费几个星期和成千上万的资金情况并不少见。”
听到这里,李怡炫好像明白了,“这么说,两个多月前我们试车的那台核心机,就是一台功能原型,对吗?”
保罗。威尔森点了点头,“没错,就是这样。”接着他又继续说道,“相比之下,使用3D打印就可以在很短的时间之内制作完成功能模型,并且所花的成本只是传统方法的一个零头。”
这一下李怡炫终于明白了这个所谓的“模型测试中心”是做什么用的了,在首台涡扇发动机原型机被做出来之前,图纸上的发动机首先要经过“模型测试中心”的检测,直到发动机的设计没有缺陷之后,才可以进入发动机的试制阶段。
显然,保罗。威尔森说的核心机要重新设计,肯定是DG200的概念模型在测试中出了问题,需要重新对核心机进行设计。
那为什么在试制核心机以前就没有发现呢?这是因为DG200发动机项目始于去年,那时候“模型测试中心”还没有呢,等今年建成以后,研发人员把模型放到里面一做测试,设计缺陷就全暴露出来了。
那么这测试是怎么做的呢?看到那个巨大的玻璃水槽没,发动机的设计缺陷就是这样被发现的。
1:1的发动机模型,它上面的每一个零件都是用3D打印机一个个打印出来的,把这些零件组成完整的发动机模型后,就放到水槽里做相关的功能试验。
由于发动机模型是由透明树脂制造的,因此它不能像真正的发动机那样进行点火,因此就需要一台传动机来带动它运转,好方便设计人员观察。
为什么要用水槽?因为水槽跟空气一样都属于流体,空气是摸不着、看不见的,但水且是实质的,可以方便观察。
装在传动机上的模型发动机被放进水槽后,传动机带动模型发动机运转起来,由于模型和水也是透明的,这时候就要向水槽内注入一股密度大于水的颜色液体。
液体因吸力的作用被模型发动机的叶片给吸进发动机的内部,这样一来,在监控室的设计人员就能清楚的看到“气流”在发动机内部的走向,通过观察颜色液体在模型发动机内部的运行走向,设计师就能很直观的知道,涡扇发动机的各种设计缺陷。
但这种观察只能发现比较明显的缺陷,一些隐藏的缺陷则无法发现,这时该怎么办?
这时就该超级计算机上场了,在水槽的各个方向安装上高清数字的超高速摄影机,发动机内部气流的一切运行状况都被摄影机给忠实的记录下来,然后再把图形传输给超级计算机,超级计算机再把这些图形解成数字信号,然后再对照发动机数字模型进行分析计算,设计人员就能很清楚的知道,该发动机有没有达到设计要求,隐藏的缺陷在哪里,最后再一一的进行针对性的改进。
而传统的原型机试车,就很难找到发动机的设计缺陷,发动机一旦出现问题,需要长时间的一一排查、一一分析,浪费金钱不说,更浪费时间。
所以说,有了发动机“模型测试中心”,发动机工程研发难度和研发周期,将会大大缩短,而且通过“模型测试中心”检验过后的新发动机,无论在性能还是在可靠性以及耐用性上,将比没有经过“模型测试中心”检验的发动机要好得多。至少你无需担心新发动机会有什么设计缺陷,即使是有也非常小,不会产生致命影响。
第171章 方案调整()
等李怡炫明白了“模型测试中心”在航空发动机研制中的巨大作用后,保罗。威尔森又开始解释为什么要重新设计DG…200的核心机了。
“BOSS,DG…200是参照PW…600发动机设计的,然后PW…600属于第四代涡扇发动机,它的涡轮前火焰温度跟美国的第四代军用发动机F…119一样都超过了1740摄氏度。这样的发动机以现在的时空科技水平来说太过逆天了,因此,在参照设计中,我们就不得不对该发动机采用降级设计以符合这个时空的主流。而问题就出现在这里,我们采用了降级设计措施,但该设计方案并没有做相关的实验验证,虽然核心机在测试中一起正常,可一旦给它套上风扇,它的推力性能完全没达到要求。”
第一代涡扇发动机诞生于五十年代末期,是在涡喷发动机的基础上改进而来的,涵道比极低,被人们称为“连续漏气”涡喷机,涡轮前温度刚刚超过1000摄氏度。
第一代涡扇发动机还没来得及投入商业化使用,很快以斯贝202和TF30为代表的第二代涡扇发动机诞生了,相比第一代发动机,第二代涡扇发动机的火焰温度被提高到了1100摄氏度以上,后期改进型甚至超过了1250摄氏度。
美国著名的三代战机F…14所使用的就是第二代涡扇发动机TF…30,该发动机推重比跟斯贝202一样都只有5。0。
这里不得不吐槽一下,共和国的飞豹和美国的F…14用的都是同一代的中推发动机,这两款发动机在尺寸重量上都差不多,推力也相当,推重比都是5。0,但斯贝202在稳定可靠性和耐用性以及燃油经济性上都远远高于TF…30,但美国且在该发动机上搞出了一代神机F…14,而我们呢?搞了十多年,花费了无数资金,只勉强搞出个算是二代半的飞豹,想想都让人无语。
看看我们的周边国家和地区,不是F…15就是F…16,最不济也是幻影…2000,拿个二代半的飞豹,一点威慑力都没有,要是共和国能在国产斯贝发动机上搞出红色版的熊猫,作战能力先暂不评论,但这样飞机一拿出来就足够唬人,绝对能把周边国家吓尿了。
第三代发动机以美国的F…100和F…110为主,诞生于七八十年代,涡轮前温度不超过1450摄氏度,发动机推重比7…8。
就是因为这个关系,李怡炫跟保罗。威尔森才决定把DG…200的温度给降下来不超过1500摄氏度,温度降低了,发动机的推力必然会减小,因此又在该机上又装了一级压气机。
让大家没有想到是,就是这一决定,最终导致该发动机的推力完全达不到设计要求。
接过旁边工作人员递过来的模型测试报告,李怡炫直接翻到最后一页,上面明确的写着,该发动机的预计实际推力只有3。64KN,推力是严重不足。
要知道,DG…200可是涵盖了从推力4—13KN的一个系列的发动机,基本型都推力不足,后面的又该怎么办?
“你准备怎么重新设计核心机?”
保罗。威尔森伸出两根手指,“有两种解决方案,第一,原先设计的核心机不变,只在发动机的低压涡轮上再安装一级涡轮就能达到设计要求,但发动机的最高型号的功率肯定达不到13KN了,哪怕是10KN都很够呛。第二种方案,就是推翻了重新设计。”
这时,倪文峰不知从哪里钻了出来,对李怡炫说道:“重新设计肯定不行,这会严重耽误“空中的士”的研发进度。以我看不如这样,我们以10KN为界,重新调整DG…200的推力方案。”
听到有更好的解决的办法,李怡炫有点疾病乱投医的问道:“怎么调整?”
“把DG…200的设计推力控制在3。64…9。8KN的范围内,10KN以上再重新设计一个新型号的发动机,叫DG…300怎样?”倪文峰快速的说出了自己的解决方案。
发动机推力不足,倪文峰作为动力系统公司的CEO肯定是第一个知道,当他知道这个消息后,几天都没有睡好觉,最后想来想去就想出了把DG…200给一分为二的方案。
因为DG…200首先要满足“空中的士”的要求,而“空中的士”要求的单台发动机推力是多少呢?4KN就足够了,而4KN以上的发动机,“空中的士”暂时还用不到,因为那是加长版是很久以后的事了。
还有,他仔细分析过“空中的士”结构设计,发现为了适应高原山区的极端地理气候条件,设计人员把飞机的结构大梁设计的很粗,粗到几乎都可以上航母了。
但是要知道不是所有的航空公司都需要这么结实的飞机,有的航空公司自身条件和环境都比较好,航线上的气候以及机场环境也没这么极端,因此,对这些航空公司来说,“空中的士”就明显是偏重了,他们需要的是一款比“空中的士”更加轻盈的飞机以节约油料。
想明白这一点后,倪文峰当且决定把GD…200给一分为二,把DG…200的推力设置在3。64……9。8KN之间,推力超过10KN就设计一台全新的发动机。
而“空中的士”也被他一分为二,把该机分成两个型号,第一个型号就是原方案专门针对特殊地理气象环境的机场,飞机骨架大,但结实耐用,翅膀可折叠。
第二种方案是空优版,飞机的重量轻,机翼不可折叠,停靠在一般机场和普通航线使用,这种空优版就不需要推力在4KN的发动机了,3。64KN推力的发动机就够用了。
为了这个倪文峰还专门找赛弗·达伯沃特沟通了一下,达成一致后就向李怡炫提出这个方案。
空优版的“空中的士”?这不就是后来的“日蚀”550吗,它的发动机推力是3。54KN,但不过用的不是PW的发动机,而是国际威廉姆斯集团的EJ…22,推力在3。11…3。68之间的微/型三转子发动机。
“不过这样一来,发动机的结构要重新做一下调整了。”没有多加思考,李怡炫就同意了倪文峰的方案,反正这种设计在历史上也被证明是成功的,干嘛不同意呢?
“这不要紧,只要不改核心机我们就好办的多,无非就是调整压气机和低压涡轮之间的级数。”保罗。威尔森回答道。
连保罗。威尔森也赞同这一方案,那就没什么问题了,就把DG…200发动机的推力调整到3。64到9。8KN之间,3。64的推力比EJ…22…2的3。54还要多出0。1KN的推力,让空优版的“空中的士”性能变得更好。
“那10KN以上的新发动机什么时候开始设计?”问道解决之后,保罗。威尔森问起了另外一个问题。
“新发动机先不忙,等以后再说,就算你现在造出来了,你打算给那种飞机用?”10KN以上的发动机,目前还没有那种飞机能用的上,后世共和国的K…8高教机使用的发动机推力都在15KN以上,10KN李怡炫搜遍了整个记忆,都找不到有那种飞机会用上它。
这种超/轻/型涡扇发动机最大的市场用户是无人机,用在有人机上的是少之又少。
现在的无人机只停留在无人靶机的水平,再有就是巡航导弹了,这样航空动力都是属于军用型,哪怕是到了21世纪,无人机也多是以军用为主,德玛吉这样企业根本就没有进入的可能。
至于共和国,李怡炫根本就没有想过,他们都是什么尿性,李怡炫是再清楚不过了,让我们买你的发动机?可以啊,把技术交出来我们就买,到时你是卖也不是,不卖也不是。
不卖,你就丢了这个市场,要知道共和国的无人机市场也是很庞大的,不比美国的小。卖吧,你首先得把技术给交出来,换句话说你跟他们也就是一次性买卖,做了这回就别指望下回了,他们拿到技术后不会自己造?会用你的才怪!在他们眼里,你不过就是吃殖民地奶水的资本家,他们打骨子里就不会相信你。
第172章 研制新的发动机()
看到李怡炫似乎还有话跟保罗。威尔森商谈,倪文峰就识趣的告辞离开了,反正要说的都已经说完了。
看到倪文峰离开了,保罗。威尔森带路带到一间小型的会议室。
刚进门还没来得及坐下,李怡炫就直接说道:“你知道,我那31世纪的仓库里有三架苏式战机,我问你,能不能给他换个动力系统,比如……F…119。”
保罗。威尔森脸上做了个非常夸张的表情,“不可能,这是两个完全不同工业体系下的产物,苏式战斗机安装的是AL…31涡扇发动机,它的升级改进型AL…41,也就我们所说的117S发动机,无论是在尺寸还是在重量上跟美制的F…119相差太远,而且两者的技术接口也不一样,两方根本没兼容装不上去。”
“BOSS,你怎么突然想搞这个?”
“呃……这个……我也不知道为什么,只是突然间就有了这个想法,知道嘛,当我第一次看到那三款飞机的时候,我当时就想,飞机是不错,但发动机太垃圾了,如果换成美制的F…119会怎么样?”
保罗。威尔森哈哈大笑起来,“BOSS,你是苏氏战机粉啊!”
“算是吧。”李怡炫没有否认。
“BOSS,你知不知道,你的仓库里的三架苏氏飞机并不是真机,而是1:1的工程验证模型。”
李怡炫惊讶了,“什么,只是模型!!!我还以为是真的呢!”
保罗。威尔森回答道:“怎么可能会是真的,我看到他们的第一眼就知道那是模型,不是真飞机。”
虽然不知道保罗。威尔森是怎么看出来了,但李怡炫已是百分百的相信保罗。威尔森说的话。妈/蛋,居然是模型,害得老子白高兴了几年。想到这,李怡炫是一脸不爽的表情。
见李怡炫心情不是那么好,保罗。威尔森安慰道:“别灰心BOSS,虽然是模型,但不是一般的模型,而是工程验证模型,我看过了,那三架模型机的机体且是非常成熟的平台,我们可以根据这个,设计出你所希望的战机——把F…119给装上去。”
“真得?”见自己的想法还有希望,李怡炫又高兴了起来。
保罗。威尔森点点头道:“其实也没什么稀奇的,就是以那三架模型机为参考,围绕着F…119发动机进行重新设计而已。不过BOSS,模型平台我们有,F…119的全套设计和工艺图纸我们也有,样机31世纪的博物馆里也有,虽然是个复制品,要把F…119给完全复制出来也没问题,我想知道是你搞这样东西想干啥?”
“啥也不想干,就是好奇行吗?”李怡炫用手比划了下,“我想知道装上了F…119的苏…35,在机动性能上会不会更上一层楼。”
“不一定,SU…35的117S发动机用的轴向矢量喷口,喷口可以365°偏转,最大偏转角度超过23°,而F…119用的二元矢量喷口,只能纵向的进行上下偏转,偏转的角度也不高,不到20°,并不能提高它的机动性。”
李怡炫听了后,不置可否的说道:“你可真笨,换喷口不就行了吗!”
“换喷口?也行,不过BOSS,轴向矢量喷口无论是结构上还是工艺的复杂度上都要比二元矢量喷口要复杂的多,尺寸和重量也要大上不少,这样一来发动机会变的很重。”
“会有多重?”李怡炫问道。
“会超过1400公斤。”还没等李怡炫说话,保罗。威尔森又说道:“F…119没有安装齿轮传动系统,如果再把这套系统算上去,最终发动机的重量会接近1460公斤。”
呼!李怡炫松了口气,他还以为多重呢,没想到才增加这么一点,要知道117S发动机重量可是接近1600公斤,而F…119只有1360公斤,只增加100公斤的重量对于SU…35这样的重型战机来说,重量不但没有增加反倒是减轻了。
苏…35是双发重型战斗机,不算别的仅发动机而言,一台发动机的重量被减轻了一百多公斤,两台就是接近三百公斤的重量,对于战机来说,特别是重型战机来说这意味着什么?更高的机动性和更大的载弹量以及更远的作战航程。而且F…119无论是最大加力推力还是最大中间推力,都远高于117S。
李怡炫记得117S的最大加力推力是150KN,出口给中国的只有145KN,中间推力只有100KN多一点;而F…119的推力是多少?F…119…100型也就是早期的基础型号,最大加力推力就超过了155KN,最大中间推力是111。8KN,后期改进后加力推力提到了168KN,中间最大最大推力是128。6KN。
总之,有了这么一套动力系统,SU…35可真就是神机中的神机了。
正当李怡炫满脑子YY的时候,保罗。威尔森的话响了起来,“BOSS,我想知道你搞这东西干什么?它可不是民用机。”
李怡炫看着他,过了一会儿用手指了指北方,“现在已经1978年了,北方马上就要改革开放了,紧接着就是中英谈判,想我这样的人肯定是他们的重点统战对象。回归以前我是大爷,可回归以后呢?想要不被他们过河拆桥,手里必须要有足够分量的东西作为与他们讨价还价的本钱。”
保罗