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作者:龙魂在华夏     超级兵工帝国txt下载     超级兵工帝国最新章节 收藏本书

第六十一章 螺旋桨大卖

    ();    各大航空公司的飞行员们轮流坐进M20驾驶舱,各自飞着M20运输机在天上转了一圈,一架飞机好不好,只有飞行员们才是最有发言权的。

    结果当然令他们非常满意!这种运输机由于配备了变矩螺旋桨,在各种速度和高度下动力系统效率都非常高,最重要的是它的确非常省油和安全。有一名飞机员试着把发动机关闭了,M20运输机依然从数公里外滑降成功,而且是在草地上迫降的。

    这名驾驶M20运输机无动力迫降的飞行员一下来就竖起大拇指道:“太棒了!这架飞机的可操控性实在太好了!我想就算是闭着眼睛都可以驾驶它!”

    另一名飞行员也附和道:“的确如此!最奇妙的是它的变矩螺旋桨,当飞机落地后还可以利用桨叶产生负拉力,起到制动的作用,M20运输机着陆后的滑跑距离比同类运输机要短许多呢。这真是一项绝妙的设计!”

    菲利普笑着对这名飞行员说:“这位代表说得很对!变矩螺旋桨的好处就是当飞行状态变化,可通过调节桨叶角来保持最高效率。起飞时,小桨叶角或者小距,负荷小,转速高,能产生最大拉力。巡航时,大桨叶角或者大距,负荷大,转速低,能产生较大拉力。通过改变桨叶角来保持最佳桨叶迎角,得到高的螺旋桨效率以及发挥发动机的经济性。”

    “另外,刚才你说的就是这种螺旋桨的反桨功能,反桨操纵螺旋桨是桨叶角变动到负值,使螺旋桨产生的拉力改变方向,成为负拉力。顺桨操纵就是把螺旋桨置于顺着飞行气流方向的位置。在飞行中,如果一台发动机发生故障而失效时,处于风车状态的螺旋桨不但不产生拉力,反而会产生较大的负拉力,即飞行阻力,并对飞机的可操纵性产生严重不利的影响。为了防止上述现象的发生,在多发飞机上的大多数恒速螺旋桨都设置有顺桨。顺桨位置是螺旋桨产生最小阻力的位置,同时还使发动机的转速降为最低。顺桨后还可以回桨。所谓回桨就是将螺旋桨退出顺桨位置,在地面回桨至起动角,也就是最小桨叶角;在空中回桨至起动所需的转速。其功用是使失效的发动机在排除故障后能进行重新起动。”菲利普平静地把变矩螺旋桨原理讲了个透彻。

    这些航空公司考察团代表们纷纷围了过来,听他的讲解,看起来他们对这种变矩螺旋桨非常感兴趣。

    德国汉莎航空公司那名飞行员惊讶地道:“哦,这位先生也是梅塞施密特公司的设计师吗?”

    这时梅塞施密特连忙道:“各位代表,这位菲利普先生就是这副变矩螺旋桨的设计者。M20运输机的变矩螺旋桨便是由菲利普先生的龙魂飞制造公司提供的,现在梅塞施密特公司已经和龙魂飞机制造公司结成战略合作伙伴关系,将来梅塞施密特公司还会和龙魂飞机制造公司合作研制航空产品。”

    话音刚落,这些代表们一片哗然。一名代表大声问道:“请问梅塞施密特先生,这家龙魂飞机制造公司,似乎名不见经传,如何能成为梅塞施密特公司的合作伙伴呢?”

    梅塞施密特微笑道:“现在它的确没有什么名气,因为龙魂飞机制造公司只不过是一家刚刚在瑞典成立不久的飞机制造公司,但是我相信在不久的将来,它一定会一鸣惊人!现在大家都看到了,龙魂飞机制造公司的第一种产品,全金属变矩螺旋桨,另外它还有一种处在开发中的产品,那就是航空发动机废气涡轮增压器,这同样是一种可以为用户带来经济效益的产品!”

    一名代表若有所悟地道:“这两件产品确实是划时代的,那么我们现有的飞机是否可以改装这种变矩螺旋桨呢?”

    菲利普接过问题大声道:“没问题!只需要经过飞机制造厂在机体内加装本公司的变矩控制器,就可以把原来的定矩螺旋桨换为本公司生产的变矩螺旋桨。龙魂飞机制造公司可以为各大飞机制造厂提供技术支持,只要他们同意这都不是问题。”

    这名代表想了想,又问道:“只是这样一改装,费用也不少吧?到底划不划算,我们还需要知道改装费用究竟有多少。不知道这一套变矩螺旋桨的售价是多少呢?”

    菲利普微笑道:“各位代表,根据尺寸大小价格有所不同,现在我只告诉各位一个价格范围,那就是500到3000美元之间吧。”

    这些代表听了之后开始议论纷纷,有的说这价格太贵,一点也不划算,而有的说换装变矩螺旋桨还是可以节省不少油钱的,再说这种螺旋桨可以让飞机性能得到提升,还是值得的……真是众说纷纭,莫衷一是。

    梅塞施密特拍了拍手,大声道:“各位代表,这样吧,咱们已经对M20运输机有了直观的了解和体验,现在就请大家一起去用餐,咱们边吃边说!”

    一听到有美餐可以享用,这些代表都马上点头表示同意。

    ……

    几天之后,梅塞施密特公司就陆续接到了M20运输机的订单。各家航空公司代表满意而归,也为M20运输机说了不少赞美的话,特别是它最突出的优点:省油和安全,也让各家航空公司的老板和股东们非常乐意接受它。

    梅塞施密特看着订单一个接一个的飞来,高兴得都快合不拢嘴。幸亏自己没有看错人,这个菲利普简直就是梅塞施密特公司和M20运输机的救星,没有他,M20运输机也许就会从此埋入历史的尘埃里面。现在M20运输机的订单量在几天之内就达到了60架,这是一个很不错的成绩,等到M20的名气打响之后,只怕订单量还要翻几番。

    M20运输机的成功,让各大航空公司纷纷开始向飞机制造商要求把现有的运输机螺旋桨换成变矩螺旋桨,并且将来交付的新机也要安装这种螺旋桨。

    这下子可让这些飞机制造商们头痛了,变矩螺旋桨太复杂了,也只有瑞典的龙魂飞机制造公司能够生产,但是它的价格也非常高,再加上改装旧飞机又要做比较多的改动,虽然他们都想自己研制一套变矩螺旋桨出来,但显然没有这个实力。于是,飞机制造商们,只得把目光投向了瑞典的龙魂飞机制造公司。

    变矩螺旋桨的成功让龙魂飞机制造公司一下子名声大噪,同时变矩螺旋桨的订单也开始突飞猛涨,短短一个月之内订单就达到了1000多套,价值一百多万美元,这让刚刚成立的龙魂飞机制造公司立即满负荷运转起来。

第六十二章 大型运输机研制计划

    ();    M20轻型运输机的畅销,让梅塞施密特开始把目光转向研制更大的运输机上来。M20轻型运输机只能满足航空公司短程运输的需要,而越来越多的飞机制造商都在开发大型的运输机,这让梅塞施密特感到一种压迫,梅塞施密特公司如果仅仅靠M20轻型运输机是不能在航空工业领域成为霸主的。

    新闻报纸上的一些报道不断刺激着梅塞施密特的雄心!

    1931年7月1日,美国人波斯特和领航员哈罗德·盖蒂驾驶着洛克希德公司研制的“织女星”飞机,以8天15小时51分环绕地球飞行一周!在世界上引起巨大的轰动!

    德国道尼尔公司研制的Do-X水上飞机也完成了它的试飞,这是种世界上最大的水上飞机,它的翼展达到了48米,最大起飞重量达到了52吨。早在1929年10月21日,它就完成了一项壮举,当时共有159名道尼尔公司员工和新闻记者,以及10名机组成员,一共是169人登上了这架还在试飞过程中的Do-X水上飞机,总起飞重量达到44.768吨,飞机起飞后成功飞行了53分钟。而在1931年6月10日,它又完成了最后一次试飞,总共装载了15吨货物,飞行了3500公里。这架大型水上飞机靠着12台单台功率386千瓦的发动机创造了一系列纪录,成为轰动航空界的一种飞机。

    还有德国容克斯公司研制的Ju-52/1m全金属单发中型运输机,也于1931年4月首飞成功!Ju52/1m原计划使用1,000马力级的发动机,但德国航空工业无法提供,只能采用当时德国马力最大的715马力BMWVII发动机。容克公司还在此时开始了Ju52三发型的研究,结果表明在Ju52/1m的机翼上再增加两台发动机能大大提高飞机的整体性能。Ju52客机客舱的尺寸为6.35×1.65×1.90米,通过在机身左侧舱门,乘客可以很方便地进出客舱。

    梅塞施密特决定必须要开发一种大型的运输机了,幸好有龙魂飞机制造公司的变矩螺旋桨和废气涡轮增压器技术,这两件产品如果应用到大型运输机上,对于飞机性能提升的效果将会更明显。

    为此,梅塞施密特专程飞往瑞典,与菲利普讨论大型运输机研制计划。

    见面梅塞施密特亲自前来,菲利普感觉一定有非常重要的事情,两人也差不多有一个月没见了。

    在崭新的总经理办公室里,菲利普和梅塞施密特开始讨论起大型飞机研制来。

    梅塞施密特坐在沙发上,感慨道:“时间过得真快啊,距离斯德哥尔摩国际防务展闭幕有**个月了吧!没想到这么短的时间里面,一座新的飞机工厂就在这里建成了。现在变矩螺旋桨的生产情况如何?”

    菲利普兴奋地道:“全金属变矩螺旋桨获得了极大的成功啊!现在咱们的生产计划都排到了半年后,到目前为止已经接到了1000多套订单。咱们现在的加工设备还比较少,因此每天大概可以生产十几套吧。另外,废气涡轮增压器马上就要完成了,它同样可以装到M20运输机的发动机上,这样一来M20就更省油了,而且还可以飞得更高更远。”

    梅塞施密特一听激动地坐直了身体,眼里精芒一闪而过:“不错!这真是一个好消息!我现在正要计划研制一种大型的运输机,有了这两件独门兵器,一定可以超过其他公司的飞机!不过,研制这种大型的运输机,还需要性能更优异的航空材料,你们研制出来的好几种航空铝合金,正好可以用来制造这种大型运输机!”

    菲利普微笑道:“没错!现在我们和博福斯已经开始联合生产这几种铝合金材料了,有了这些性能优异的铝材,大型运输机可以变得更轻更坚固。不过,我想知道威利博士想研制的大型运输机,主要技术指标有没有确定?”

    梅塞施密特点点头:“我正想征求一下你的意见!你觉得我们应该研制一种多大的运输机呢?”

    菲利普低头沉思着,如果仅仅从大型运输机的定义上说,这个时代的大型运输机应该指的是起飞重量20吨以上的运输机,但放到几十年后,只能算是小型运输机了。像二战德军的主要运输机容克-52,最大起飞重量也只有11吨左右,其最大航程为1500公里,最高时速为300公里,能载伞兵20人。二战美国的主要运输机C-47便是30年代研制的DC—3民航机改进型,最大起飞重量也只有14吨左右,最大航程为2650公里,最大时速为370公里,能载伞兵20人。C—46是大战中生产的运输机,比C—47稍大,最大航程为1720公里,最高时速为350公里,能载30名伞兵。C46这种级别的运输机也许勉强可以算得上大型运输机了,再大就没有制造能力了。

    想到这里,菲利普微笑道:“威利博士,我认为首先要看目前各国航空公司需要多大的运输机,以及我们有能力研制多大的飞机。我个人的看法是,研制一款起飞重量在18吨左右的运输机,载重量应该在4吨上下,满油航程应该要达到2000公里左右,最大载重航程至少800公里。这样大的飞机,至少需要4台715马力BMWVII发动机,然后安装6叶变矩螺旋桨和废气涡轮增压器,应该可以弥补动力上的不足。”

    梅塞施密特听完菲利普的想法,这才叹了一口气道:“原来我计划研制一种50吨重的运输机,跟道尼尔公司的Do-X水上飞机一较高下,但是听了你这样一说,我改变了这个想法。的确如此,50吨重的运输机是可以运送更重的货物,不过对跑道的要求就比较高了,而且研制的难度不是一般大!而且这样大的飞机,想必需求量也非常小。你提的这种18吨级运输机,倒是很符合目前的市场需要,我认为完全可行!”

    菲利普点点头道:“我还有一个想法,那就是抛弃现在主流的后三点式起落架和下单翼布局,而采用可收放的前三点式起落架,以及上单翼布局。这样一来,更便于货物的装卸,以及旅客的上下。”

    梅塞施密特惊讶得合不拢嘴:“天呐,菲利普!你怎么总是有那么多奇思妙想!虽然还不知道你说的方案是否可行,但是这种创新的思路的确值得一试啊!”

    菲利普哈哈大笑道:“对,我们要不走寻常路!总是跟在别人屁股后面,是永远不会成为佼佼者的!”

第六十三章 飞机起落架之争

    ();    梅塞施密特决定在龙魂飞机制造公司开一个大型运输机总体设计讨论会,就大型运输机的总体设计进行详细的讨论,然后尽快落实这个项目。当然这架大型运输机将在龙魂飞机制造公司生产,因为此时的德国还受到凡尔赛和约的限制,许多军用物资和材料都比较缺乏,特别是用于大型运输机制造的材料。

    龙魂飞机制造公司的主要管理者、技术人员都参与这次研讨,除了菲利普和梅塞施密特外,还有公司的公司副总经理卢卡斯,总经理助理安娜,总设计师希德尼卡姆,总设计师助理安东诺夫,以及从梅塞施密特公司来的马克西米连、保罗、大卫和费力克斯。

    十个人坐在小型会议室里,由梅塞施密特首先发言。

    梅塞施密特扫视了一圈在座的参会人员,然后缓缓道:“各位,今天我们在这里开这个讨论会,是要就公司下一步要开发的运输机项目进行一个详细的研究讨论。我的想法是在龙魂飞机制造公司研制生产一种中大型的运输机,我和菲利普两个人已经进行过设计目标的讨论,我们认为应该开发一种18吨级的运输机,载重量4吨上下,可以满足各大航空公司大部分的货物和旅客运输需求。这种运输机将分为两个系列,一种是货运型,一种是客运型。”

    说到这里,梅塞施密特看了看菲利普,然后道:“菲利普,你先来说说你对这款运输机有什么具体的设计想法。然后大家再讨论下是否可行,以及如何开展设计和试制工作。”

    菲利普点了点头,大声道:“关于18吨级运输机的总体设计,我有几点想法,第一是我们的运输机在设计上一定要有创新的东西,不能总是跟风,因此在总体设计上我个人比较倾向于采用悬臂式上单翼和可收放的前三点式起落架,机身采用半硬壳薄壁式结构,机舱长度在8米以上,宽度2.5米以上,高度1.8米以上。动力系统目前只能采用715马力BMWVII发动机,采用翼吊安装形式在两侧机翼下各安装2台,使用全新的6叶大后掠变矩螺旋桨和废气涡轮增压器。”

    菲利普话音刚落,就有人提出不同意见来,说话的人正是公司总设计师希德尼卡姆。

    卡姆表情严肃地道:“总体上我没什么太大意见,但是对于起落架和主翼的形式我的看法不一样。大家都知道,像容克斯的Ju52运输机,还有M20运输机都是采用后三点式起落架和下单翼,这样的结构简单,而且便于旅客上下。菲利普先生所说的前三点式起落架,我不知道它的主起落架是安装在机身上呢,还是安装在机翼上?”

    菲利普笑了笑道:“卡姆先生问得好!其实这个问题的关键就在于哪种设计更便于货物和人员的上下。目前的后三点式起落架,好处是人员从后机身侧面的舱门处上下,这个位置很低,不需要舷梯就可以上下人员。但是就货物的装卸来说,却不是很方便,而且后三点式起落架在刹车的时候容易发生机头触地机尾翘起的事故,这已经并不鲜见。特别是对于中大型运输机来说,这是非常致使的缺点。而前三点式起落架就不存在这个问题,前轮在机头下面远离飞机重心处,可避免飞机刹车时出现机头触地机尾翘起的危险。两个主轮左右对称地布置在重心稍后处,左右主轮有一定距离可保证飞机在地面滑行时不致倾倒。另外,再结合悬臂式上单翼布局,发动机离地面更高,螺旋桨叶片的可以做得更长,推进效率更高。再加上尾部的蚌壳式舱门,非常便于货物装卸。”

    梅塞施密特鼓掌道:“好!我认为这个设计的确是创新性的,另外我补充一点,前三点式起落架带来的好处应该还有飞行员的视野要改善许多。菲利普,接着说,这种起落架具体采用什么结构形式比较好呢?”

    菲利普看了看卡姆,只见他低着头正在沉思,也许是在思考两种起落架布置的利弊吧。

    菲利普笑着道:“这种前三点式起落架,对结构强度要求比较高,特别是主起落架,它只适合安装在发动机后的机翼下,因此只能采用撑杆支柱的形貌,用撑杆作为起落架的收放连杆,也可以把撑杆做成收放动作筒。”

    卡姆这时接着道:“原来如此!现在我总算想明白了,菲利普先生所说的前三点式起落架果然是革命性的一项设计,我想这种设计一定会取代目前的后三点式起落架设计。只是,这样把主起落架放在离地面很高的机翼下,对机翼和起落架支柱的结构强度要求也非常高吧?”

    菲利普点点头道:“没错!所以机翼设计时要加强,最好是采用双梁式机翼,这样机翼总扭矩到机翼根部应通过加强肋将一圈剪流转换成适合于机翼到机身对接接头承受的一对集中力,再通过接头传给机身。不过,我设想的是采用平直梯形主翼,因此机翼结构强度比较容易达到。而前起落架,则可以采用半摇臂式起落架,机轮通过一个摇臂悬挂在承力支柱和减震器下面,它的减震器和承力支柱合成一体,支柱下端与摇臂铰接,上端与机身或机翼固接。”

    卡姆竖起大姆指道:“好设计!看来我还真是没来错地方,能在菲利普先生的手下工作,我想对自己的设计水平会有极大提升,您的创意真的太厉害了!另外,你说的蚌壳式货舱门,又是怎样的一种设计呢?”

    菲利普站了起来,缓缓道:“这个问题问得好!这所以采用前三点式起落架和悬臂式上单翼,就是为了更方便布置这种蚌壳式后机身舱门。我们可以把运输机的后机身设计成上翘的形状,在后机身底部有两扇蚌壳式舱门,向下开的中间壁板可作为上货桥。这样一来,货物就可以直接从机身尾部上下,比如用小车将货物直接拉进货舱,宽大的货舱甚至还可以直接装下突击车、山炮这样的轮式武器装备。”

第六十四章 运输机操纵性设计

    ();    菲利普这番话一出,卡姆和梅塞施密特都拍了拍自己的脑袋,这才恍然大悟。卡姆懊恼地道:“菲利普先生,真不知道您脑子里为什么装有那么多奇妙的设计。我感觉自己在您面前简直就和小学生一样了,我这个总设计师看来还要加强学习才是呀!”

    菲利普哈哈大笑道:“卡姆先生太会夸人了!我都被您说得有些不好意思。其实我只是有那么一些不一样的想法,当然能不能实现还得靠你们呀!我这都是纸上谈兵,说到具体的设计,我可是万万比不上你们的。”

    梅塞施密特插话道:“我说你们两位就不要再互相吹捧了,再这样下去咱们大家鸡皮疙瘩都快冒出来了,是不是?刚才菲利普所说的半摇臂式起落架,我觉得很不错,给我很大的启发呀!这可以叫做轻重量结构。还有许多飞机结构也可以这样设计,多个负重物件被整合成一个经过加强的硬体,这样子就可以减轻许多重量进而增强效能。”

    卡姆立即附和道:“威利博士,你和我想到一块去了!我觉得这种轻重量结构非常有用,在这架运输机的设计中我们可以做出尝试。”

    梅塞施密特扫视了众人一眼,只见众人都在拿着笔不停地书写着,除了他们三个,以及刚刚走出校门的安东诺夫,其他的人的确在飞机设计方面并没有什么了解,这样的讨论会正是他们学习的机会。

    梅塞施密特继续道:“各位,刚才大家都对菲利普提出的总体设计理念没有异议了。那么接下来,我们再讨论一下这架运输机的可操纵性设计。作为全面衡量一架运输机使用性能的优劣来说,除了前面所要达到的指标外,它的平衡特性、稳定特性和操纵特性同样也非常重要的,比如说在飞行中受到外界扰动飞机平衡即遭破坏而又不能自动恢复,需要飞行员经常花很大的精力纠正,在改变飞行状态的时候,飞行员操纵起来很吃力,飞机反应迟钝,那么这样的飞机几乎就是不可接受的。大家谈谈各自的看法吧!”

    卡姆点点头道:“的确如此。飞机的平衡问题,归结为纵向平衡、横向平衡和航向平衡问题。特别是运输机在飞行中,平衡状态是经常变化的,比如燃油消耗、收放襟翼、货物的移动等等都会让飞机平衡发生变化。俯仰力矩的变化需要设计优良的升降舵来调整,飞机的航向平衡和横向平衡也是互相联系的,当一种平衡遭到破坏,另一种平衡也不能保持,而操纵性就显得特别重要了。驾驶杆力的大小及其随着速度变化规律是衡量操纵性好坏的最重要指标,杆力太小,驾驶员不能准确控制和判断飞行状态,杆力太大则又太费力,甚至达不到规定的飞行状态,所以我认为可以在升降舵后缘附近装一个小舵,它可以部分或全部抵消驾驶杆力,帮助飞行员进行操纵。”

    梅塞施密特笑道:“卡姆先生说得不错,我认为在方向舵上面也可装这种调整用的小舵,起来类似的作用!另外,飞机的重心位置对纵向稳定性有较大影响,因此在设计的时候,要尽可能让飞机重心靠前。这是由于重心和焦点距离小攻角改变时产生的附加力矩减小,对于重心靠后的飞机,当飞机受到扰动而增大攻角时,机翼产生的附加升力使机头上仰,攻角进一步增大,形成不稳定力矩。所以设计必须考虑到这一点。”

    说完,梅塞施密特把目光投向了菲利普,他相信菲利普也有独到的见解。

    菲利普见梅塞施密特这样看着自己,只得把自己原来了解到的一些飞机设计知识讲了出来:“其实我认为可以增加一对腹鳍,使方向稳定性更好一些。另外,可以在副翼上设计内封补偿的装置,它的补偿面位于机翼后缘的空腔内,这一空腔由气密胶布隔成上下两部分,互不通气。当副翼向下偏转时,下部压强大,上部压强小,在空腔下部的压强比上部大,因而形成了上下压强差。这一压强差作用在补偿面上,对副翼转轴的力矩与副翼上气动力对转轴的力矩相反,帮助驾驶员克服铰链力矩。”

    梅塞施密特大声道:“好!不错!我们就是要汇集大家的智慧,让这架大型运输机成为最先进的运输机。这架大型运输机研制代号就定为M40,代表着这架飞机可以运载4吨货物,同时客运型可以运载40名乘客。M40运输机项目就由卡姆先生担任总设计师,菲利普先生担任总顾问,我来负责协调梅塞施密特公司和龙魂飞机制造公司双方的协调和任务分配工作,最后的总装在龙魂飞机制造公司进行。”

    梅塞施密特话音一落,大家都热烈的鼓起掌来,这的确是具有划时代意义的一件大事!想想看,如此巨大的一架陆基大型运输机,这一定是世界上最大最好的运输机了,能够参与这种飞机的研制,那将成为每个人一生中的荣耀!

    在那个时空的历史上,1933年是运输机发展史上具有重要意义的一年。2月8日,美利坚合众国波音公司的原型机载着10名乘客首次试飞。改进后的波音247D型运输机巡航时速为304公里,航程达1200公里。7月1日,美利坚合众国道格拉斯公司DC─1型运输机首次飞行,后来改进定型为DC─2型,它可载客16人,巡航时速274公里,航程1900公里。波音247D和DC─2标志着现代运输机的诞生,它们的结构、性能、乘坐舒适性都较早期的运输机有显著的提高。它们一问世,就接到了各航空公司的大量订货。

    不过,当梅塞施密特公司计划研制大型运输机之时,原来的历史已经注定要被改变了。按照目前的计划,梅塞施密特公司的大型运输机不但有可能比波音247D更早制造出原型机来,而且在技术方面全面领先于后者。要知道梅塞施密特M40运输机设计起飞重量达到18吨,是波音247的三倍,载重量和航程也远超过后者,而且M40运输机几大突破性的设计一定会让它在世界航空史上划上浓重的一笔。

第六十五章 废气涡轮增压器测试协调会

    ();    半个月之后,M40运输机开始进入研制阶段,发动机将采用BMW的活塞发动机,并且将安装正在研制中的废气涡轮增压器,以及6叶变矩螺旋桨。总体结构设计在龙魂飞机制造公司进行,而多数子系统设计则由经验丰富的梅塞施密特公司负责。

    M40运输机是继M20轻型运输机之后,梅塞施密特公司的第二种产品,而且又是一种举世无双的大型运输机,当然是在此时的飞机当中算大型的,放在后世只能算是一架小型战术运输机了。这架飞机能不能成功,关系到梅塞施密特公司和龙魂飞机制造公司的未来,因此两边都开足马力,全力投入到研制当中。

    正在此时,废气涡轮增压器的研制总算告一段落,十余台废气涡轮增压器样机终于试制成功,马上就要装机进行测试。这对于刚刚起步的龙魂飞机制造公司来说,可是一件了不得的大事!

    这些废气涡轮增压器将送到梅塞施密特公司,并且安装在M20运输机上面进行飞行测试,检验是否达到设计指标。由于涡轮增压器的重要性,菲利普亲自带队押运着这些涡轮增压器来到梅塞施密特公司,同行的还有大卫和保罗。

    再次来到位于巴伐利亚的梅塞施密特公司,菲利普不由得感慨万千。上次来到这里,是帮助公司推销M20运输机,结果大获成功,而且全金属变矩螺旋桨也火了起来,现在销售势头良好。不过,菲利普知道,这些全金属变矩螺旋桨要不了多久就会被其他的飞机制造公司仿制出来,因此等到全金属变矩螺旋桨大行于世的时候,其中的利润就会非常小了。只有加快速度研制出M40大型运输机以及更先进的飞机,龙魂飞机制造公司才能真正成为一家在航空工业领域独树一帜的飞机制造公司,进而才能更快地向其他兵器工业领域进军。

    梅塞施密特公司会议室,航空涡轮废气增压器装机测试协调会在梅塞施密特主持下,紧张而热烈地进行着讨论。

    会议首先由菲利普进行龙魂公司WZ-1型航空废气涡轮增压器的工作原理和结构讲解。

    菲利普看着会议室里面的十几名梅塞施密特公司工程师,自信地讲道:“各位同行,大家都知道,使用航空活塞发动机作为动力装置的飞行器在高空飞行时,由于高度的升高,大气压力和空气密度逐渐下降,因此进入活塞发动机的空气量减少,并且含氧量也大幅度下降,这样就导致航空活塞发动机的最大输出功率逐渐下降,因此目前使用航空活塞发动机的飞机其飞行高度一般不超过5000米,最高不过8000米。”

    菲利普停顿了一下,发现工程师们都点头回应,便继续道:“为了满足飞机高空飞行的要求,提高飞机的升限,并且降低发动机油耗油率,增加航空发动机可用功率,就非常有必要在航空活塞发动机安装废气涡轮增压系统,从理论计算分析,单级涡轮增压就可以使M20轻型运输机的飞行高度增加40%以上,从5000米提高到7000米以上,如果使用两级涡轮增压则可以达到12000米以上,使用三级涡轮增压更能达到惊人的15000米。而且使用废气涡轮增压器,可以使用M20的油耗降低10%以上,高空可用功率增加15%以上。”

    听到这里,便有一名梅塞施密特公司的工程师问道:“请问菲利普先生,既然这种废气涡轮增压器有如此之大的作用,它的结构和原理我们也作过了解,不过现在好像只有美国人研制成功,而大部分的飞机会使用机械增压器,WZ-1型涡轮增压器有何特点,可以使得M20运输性能得到如此大的提高?”

    菲利普信心十足地回答道:“我们龙魂飞机制造公司的WZ-1型航空活塞发动机废气涡轮增压器,主要由压气机和涡轮机两大部分组成。涡轮机利用废气的部分能量转变为机械功,压气机利用涡轮机输出的机械功,把空气压力提高,然后把增压空气输送到活塞发动机气缸内,以达到增压的目的。WZ-1型增压器尺寸小,流量小,转速高,为了避免高转速下叶片强度的问题,它采用了高强度合金,并且采用径流式涡轮。它由涡轮进气壳、转子、中间壳、压气机蜗壳、扩压器和压气机进气壳等部件组成,大家请看。”

    说到这里,菲利普拿起早就准备好的涡轮增压器部件,一个一个给工程师们展示着,并且详细介绍了每一个部件的作用。

    “WZ-1型涡轮增压器的转子系统由一级离心压气机和一级径流式涡轮组成,压气机部分包括9个大叶片和9个小叶片,涡轮部分包括13个小叶片,在工作中径流式涡轮径向进气,轴向出气。这些叶片全部采用龙魂公司和博福斯公司联合开发的新型铝合金制成,具有强度高、重量轻的特点,工作转速约90000转每分钟,增压比达到2.8。随着海拔升高,压气机转速升高,流入涡轮的废气量增大,放气量减小,到达8000米以上时,所有废气都流入涡轮做功,因而发动机在海拔升高过程中,由于涡轮增压器的进气压力补偿作用,功率和转矩基本保持不变,直到8000米以上涡轮增压器的增压能力已经不能保证足够的进气压力,发动机功率才会迅速下降。如要解决继续升高的问题,就必须增大增压器的增压能力,采用多级增压了。”菲利普一口气把WZ-1型涡轮增压器的工作原理和结构讲完,只见场内的工程师们一个个都听得入神,半天没反应过来。

    梅塞施密特带头鼓掌道:“菲利普,讲得好!”众人这才回过神来,跟着鼓起掌来。

    梅塞施密特大声道:“菲利普,你们的WZ-1废气涡轮增压器设计很精密呀,我相信只要把它安装到M20运输机上,一定会取得成功!你接着说说WZ-1废气涡轮增压器安装和测试的安排吧,我们好尽快开展测试工作,早一天让它装上M20运输机,就早一天让M20的性能更上一层楼啊!”

第六十六章 两万英尺之上

    ();    菲利普点点头继续道:“我们的设计增压比达到了2.8,是属于高增压比的涡轮增压器。我们的M20使用的是BMW工厂的航空活塞发动机,该发动机为四冲程汽油发动机,在地面标准大气条件下的起飞功率515马力,最大连续功率为470马力,发动机最大连续功率保持高度为4875米。由于涡轮增压器在低速阶段作用并不明显,因为我们这次主要测试涡轮增压器在M20飞行到3000米以上高度时的数据,再来分析它是否达到设计指标。”

    “另外,涡轮增压器各特性参数的计算也是重要的一环。由于废气涡轮增压器是涡轮和压气机组成,压气机又是单级离心式,涡轮是径流式,废气涡轮增压器的稳定运行必须满足涡轮与碰运气机能量平衡、流量平衡及转速相等三个条件。单纯用理论方法计算压气机特性是十分困难的,因此我们采用实际测试的方法来取得压气机特性参数。通过绘制压气机特性曲线图,获取压气机的空气质量流量、压气机效率、压气机转速和压气机增压比之间的相互关系。我们将在飞行测试的M20运输机上安装飞行参数记录仪,实时记录转速、油门位置、进气压力、进气温度、增压压力、增压温度、排气温度、润滑油压力、润滑油温度和冷却液温度等发动机与增压器参数。”

    菲利普的话音刚落,梅塞施密特就急忙道:“既然如此,那我们赶快抓紧时间进行测试,我也对WZ-1型涡轮增压器的测试结果很感兴趣,如果能安装到M20运输机上面,M20运输机的性能又能够得到很大的提高呀。”

    菲利普点点头道:“好,我们首先要进行涡轮增压器和测试仪表的安装,这需要在座的工程师们大力协助。另外,在测试过程中需要安排专人实时记录测试数据。梅塞施密特先生,您看?”

    梅塞施密特看向几名工程师,然后大声道:“比利、亚瑟、克鲁斯,你们三个就负责配合菲利普先生和大卫、保罗实施这次测试。”

    然后梅塞施密特又对菲利普道:“菲利普,比利是我们公司的航空发动机资深工程师,亚瑟也对航空发动机有深入的研究,克鲁丝则是试验测试方面的专家,相信有他们三个的配合,今天测试工作一定能够顺利完成。”

    菲利普看了看三人,然后正色道:“三位,今天的测试对于我们来说非常重要,涡轮增压器是一件精密的机器,大家需要注意在测试过程中,发动机排气温度最高不超过1000摄氏度,发动机振动不超过35个G,涡轮转速不超过20万转每分钟,润滑油温度不得超过150摄氏度。”

    三人都认真地点了点头,比利热切地道:“放心吧,菲利普先生。我们保证把这件事干得漂漂亮亮的。”

    菲利普点了点头道:“好,咱们现在就去安装涡轮增压器和测试仪表吧。”

    还好,由于M20运输机设计时在发动机舱留的空间比较大,因此安装体积并不算大的涡轮增压器和一些仪表并没有费太大的劲,但是在涡轮增压器和活塞发动机的连接上却是费了不少功夫,虽然设计时已经考虑了安装和匹配的问题,几个人还是忙活了两个小时左右,才算安装好两台涡轮增压器以及测试用的仪表。

    这次测试使用了两架M20运输机,菲利普和大卫、比利为一组,梅塞施密特和保罗、亚瑟、克鲁丝一组。两架M20运输机轻盈地从跑道上飞上蓝天,开始了它的测试旅程。

    在涡轮增压器的作用下,M20运输机不断向新高度发起冲击。原本M20运输机只能飞到5000米上下,便已经无力再往上爬升了,但是今天两架M20都轻松突破了这个高度。

    机舱里面,梅塞施密特兴奋地大叫道:“上帝!涡轮增压器的作用也太强大了吧!照我看,它就是飞上万米高空,也没有问题啊!不过,现在咱们必须得穿上防护服和氧气面罩了,这个高度的氧气含量实在太低了,而且温度似乎低得让人受不了,我感觉都有些吃不消了。”

    经过梅塞施密特这么一说,众人这才感觉到不适。由于M20运输机的机舱是非气密舱,因此众人也各自准备了一套防寒服和氧气面罩。要知道人体一般能够承受的高度只有4000米左右,超过5000米则需要采取保护措施。像民航机都是气密性的增压舱,而战斗机飞行员则是有专用的抗荷服和氧气系统。

    不过在这个时候,高空加压服还并没有出现,因此他们只能穿防寒服保暖,并戴上氧气面罩。在历史上,英国人于1933年研制出第一代高空加压服。1934年10月,各国飞行好手都聚集在伦敦,参加从伦敦飞往墨尔本的国际飞行大赛。美国人柏斯特为了在这次大赛中夺标,做了相当充分的准备。早在1931年,他在自己的飞行实践中认识到,飞机飞得越高,就能飞得越快,但要在平流层中飞行,飞行员得穿戴特殊的服装和帽子,起御寒、供氧、防震及加压的作用。柏斯特请了一位名叫古德里奇的工程师用降落伞的帆布特制了一件密封的衣服,用铅制了一顶盔帽,花费了75美元。但当柏斯特穿着这件衣服到减压室试验时,刚一打气衣服就崩破了,腰部裂开一条缝,世界上第一件飞行服就此告终。第二件飞行服赶制完毕,立即进行试验,柏斯特穿上它汗流浃背,只好脱下。制作第三件飞行服时,古德里奇的好友考列里想出了一个妙法。他把飞行服分成二层,内层用较厚的橡皮袋制成,充气后能对人的身体施加一定压力;外层用一般帆布制成衣服模样,以限止充气后橡皮袋的形状。8月,柏斯特穿着这件飞行服上天去兜了一圈,使它成了真正上天的第一件飞行服。

    在众人穿戴的空隙,保罗自信地道:“有了涡轮增压器,看来咱们的机舱也需要改进啊,要不然飞得太高了人怎么受得了!菲利普先生设计的东西实在太精妙了,原来我觉得咱们的巴伐利亚机器制造厂和巴伐利亚飞机制造厂在航空工业领域,技术方面是最领先的,但是现在看来,龙魂飞机制造公司已经大大超过了德国飞机制造公司!”

第六十七章 惊人的测试结果

    ();    亚瑟也激动得按住保罗的肩膀,大声道:“太好了!咱们的这架M20运输机现在已经到了6500米高度,并且正在以10米每秒的速度向上爬升,各项数据都正常!目前发动机转速5000转每分钟,涡轮转速60000转每分钟,润滑油温度110度!”一个个参数显示在机舱仪表盘上。

    梅塞施密特若有所悟地道:“不错,这样一来咱们的M20不但飞行高度增加了,而且油耗也能幅度下降,特别是在高空,由于空气比较稀薄,因此飞行阻力也小,M20的最大飞行速度也应该会提高不少,但是这个高空的人体防护还需要解决才是!否则就没办法让旅客和机组成员接受!”

    保罗点点头道:“的确是这样,现在我们就算穿上了防寒的衣服,还是感觉不舒服。因为在高空的空气压力减小了,人体就不能够适应。我相信菲利普先生或许已经有了办法,等我们下去之后便好好的研究一下,看看怎么样解决这个问题。”

    M20飞机在众人的讨论中不断地向上攀升,最终达到了惊人的9000米高度。要知道这种轻型的运输机要达到这样的飞行高度,有多么困难,就算是后来的一些战斗机也不能达到这个飞行高度,M20已经创造了多项世界纪录!

    在另一架M20运输机机舱内,菲利普也在紧张地盯着仪表上的指针,要知道这是涡轮增压器第一次测试,绝对不能出问题。如果涡轮增压器获得成功,并且大量装配到航空活塞发动机上,那么另一个问题还需要解决,那就是研制气密性机舱以及高空飞行装具。

    今天虽然准备了防寒服和氧气面罩,但这只是临时措施,防寒服只能解决保温的问题,不能解决压力差的问题;氧气面罩通过输送氧气让大家都能够不被缺氧的问题困扰,但纯氧吸收过多,同样有中毒的危险。氧中毒和吸氧时间密切相关,时间越长,越容易发生氧中毒。进入体内的氧会产生氧自由基,氧自由基极为活跃,在体内到处流窜,攻击和杀死各种细胞,导致细胞和器官的代谢和功能障碍,并能促使基因突变诱发癌症。当然,有氧化就有抗氧化,这是人体自我保护的一种本领。健康人在自然状态下,体内氧化和抗氧化运动处于动态平衡。二战前的很多飞行员都是秃顶,就是因为吸入纯氧过多导致的后果。

    M20飞到9000米高度,涡轮增压器的作用开始减小,这时候所有的发动机废气全部用于做功,虽然还可以再跃升一两千米,但是为了安全起见,这次测试的最大高度也就到9000米为止了。

    两个测试组的成员以及飞行员都快受不了了,在这种高度飞行的滋味可真不好受,要知道每上升1000米,温度就下降6.5摄氏度左右,到了9000米高度,机舱外的温度只有零下二十几度,机舱内也高不了几度,最重要的是压力差带来的不适。因此在取得基本的测试数据后,两架M20开始缓缓下降高度,准备返回工厂的机场降落。

    等到飞机下降至4000米高度,众人这才摘下了面罩,脱掉了厚厚的棉衣棉裤。

    比利兴奋地道:“菲利普先生,这次测试非常成功啊!虽然咱们都吃了点苦头,不过还是非常值得!能够参与涡轮增压器的测试工作,我感觉很自豪!”

    菲利普也高兴啊,毕竟第一次测试就非常顺利,而且从初步获得的数据来看,涡轮增压器带来的效果非常好,相信只要一推广出去,将会改变整个航空工业的发展。

    第一次世界大战期间,法国工程师AugusteRateau第一次将涡轮增压器安装在使用雷诺引擎的法国战斗机上。不过在当时涡轮增压器还没有受到军方高层的重视,那时的各国的武器制造商还是将注意力集中在使用功率更大的发动机,火力更强的机枪上。

    美国航空工程师SanfordAlexanderMoss一直在对燃气轮发动机进行研究。1918年,他首次将涡轮增压器安装在一台V12飞机发动机上,并在14.000英尺(海拔4300米)的高度上飞跃了科罗拉多州的派克峰,打破了之前的世界记录。只是在涡轮增压器准备广泛应用前,一战便结束了。

    不过一战时的涡轮增压器在技术上还很不成熟,存在很多问题,而且由于战争的结束,以及它的经济性没有显现出来,因此沉寂了下来。

    毕竟这是涡轮增压技术是航空史上非常重要的技术。虽然机械增压技术也有它的优点,但机械增压器在使用时会产生一个问题:由于需要利用曲轴动力作为增压器的动力来源,在一定程度上浪费了发动机的输出功率,对发动机的性能具有一定的影响。机械增压器技术相对比较成熟,但是进气效率低,耗费的曲轴做功相对较多,实用性不甚理想。而涡轮增压技术具有良好的经济性,这对深陷于经济危机中的世界各大航空公司来说,无疑具有极大的诱惑力。

    M20很快就着陆了,剧烈的抖动把菲利普从思绪中拉了回来。

    一下飞机,菲利普他们就被梅塞施密特公司的工程师们热情地围住了,众人都好奇地问这问那,想要知道这次测试的结果究竟如何。

    菲利普他们再次回到会议室,对刚才的测试结果进行计算和分析。这一分析下来,测试结果是惊人的好,在使用了WZ-1废气涡轮增压器之后,M20的性能提升了一大截。

    从飞行高度上看,原来M20最多飞到5000米就无力了,发动机功率下降得太厉害,连最大速度都只有200多公里每小时,而安装了废气涡轮增压器后,在5000米高度,M20动力充沛,最大速度达到了300千米每小时,而到了9000高度时,速度更是达到了350千米每小时。这可是一个惊人的数据!

    经过计算,WZ-1涡轮增压器的增压比实际达到了2.9,比设计指标还高出0.1来,各项指标都非常好,整个发动机油耗下降了10%,在9000米高度,可用功率达到了最大持续功率的90%以上。

    这些结果一出来,所有的工程师们都瞪大了眼睛,简直不敢相信这一切!

第六十八章 气密性机舱设计

    ();    梅塞施密特兴奋地道:“干得漂亮!今天大家都辛苦了,走,我们到塞纳餐厅去庆祝一番,那里的法国菜和红酒很不错,咱们边吃边讨论后续的工作。”

    众人一听有法国大餐可以享用,还有醉人的法国红酒,都激动得跳了起来,今天这一下午的测试差不多用了4个多小时,这些工程师们早就饿坏了。

    到了塞纳餐厅,十几个人围坐在一张长桌周围,梅塞施密特很快就点好了菜,在等着上菜的时间,众人开始议论起今天的测试来。

    一名没有跟着上天的工程师米切尔激动地道:“菲利普先生,你们今天真的飞到了9000米高度么?这真是太好了,妥妥的世界纪录呀!”

    菲利普点了点头道:“没错!今天咱们飞到了9000米高度,将来咱们的M40运输机更要飞上一万多米高度,甚至于将来的喷气式飞机,飞上2万米高空也没有问题。所以现在我们的问题来了,人体在万米高空的生存,如果不对机舱进行气密性设计,使用加压、增氧等环境控制设备,那么飞机就不能载人飞上那么高。所以咱们的M20运输机也可以考虑进行机舱气密性设计改进,M40运输机更需要考虑这一点。”

    众人都被这个话题吸引,要知道气密性座舱在这个时候完全是一件新鲜玩意儿,好多人听都未曾听说过。

    米切尔继续问道:“什么是机舱气密性设计呢?”

    菲利普看着众人期待的目光,便缓缓讲道:“说到气密性设计,就要涉及到人体在高空维持生命的基本条件,最重要的就是温度、压力和氧气。随着高度增加,氧气浓度和环境温度都会急剧下降,因此要想实现高空载人飞行必须采用气密座舱并配置氧气增压、加温装置的空气调节系统,气密座舱和空气调节系统的实现都依赖于密封技术的实现。气密性座舱的要求,一是座舱内空气参数要符合人体生理卫生标准和一定舒适程度的要求,二是座舱要有一定的结构强度,保证空气调节系统工作安全可靠,三是座舱要具有一定的气密性。”

    梅塞施密特也好奇地问道:“菲利普,你讲得太好了。再说说气密座舱的具体设计吧,我也很想了解一下。我这个总设计师还真是不够称职的,对气密性座舱还真没有研究。”

    菲利普哈哈大笑道:“梅塞施密特先生太会开玩笑了,在这方面您是绝对的权威,今天我就班门弄斧,斗胆讲一讲了。高空飞行过程中飞机外界环境压力条件变化是非常剧烈的,飞机环境控制系统以控制座舱和设备舱的压力、温度为主,它应该包括增压座舱、座舱供气和空气分配、座舱压力控制、温度控制和湿度控制。飞机增压座舱在飞机飞行过程中通过座舱调压系统进行调节,不管飞多高都要使座舱保持高于外界大气环境气压符合人体生理的压力环境。座舱环境空气的总压等外外界大气压力和座舱余压之和,座舱余压一般只取几十千帕。舒适的座舱温度为20到25摄氏度。座舱的环境参数还包括空气的流量、流速、湿度、清洁度和噪声等。对于客机而言,通常应该从4000米高度左右就开始供氧补给,提高乘员吸入空气的含氧浓度。”

    梅塞施密特想了想道:“对啊!那咱们的M40运输机必须要考虑这些,因为它将来可是要成为客运飞机的。我想可以利用涡轮增压器的压缩空气来实现增压和通风的目的,通过供气管道就能够输送到座舱内的各个部位。这个涡轮增压器作用还真是大呢!”

    菲利普点点头道:“没错!的确可以通过涡轮增压器引气到座舱里进行增压,当然如果涡轮增压器的压缩空气不足还可以使用专门的增压空气泵,并且要安装供气调节装置、空气过滤器和消音器等。另外,除了增压,还要使用热交换器使用座舱的温度始终保持在20多度的舒适温度,可以充分利用发动机的冷却系统带来的发动机热量对座舱实现升温,用热空气流量来控制座舱温度。为了以防万一,还要准备乘客应急氧气供应系统,防止机舱失压导致的危险。”

    众人都听得津津有味,丝毫不觉菜都已经上完了,等到服务员提醒,大家才回过神来。

    梅塞施密特大声道:“来来来!大家先吃菜,还有可口的波尔多红酒,大家心情享用吧。”

    菲利普指着面前一盘黑糊糊的饼状物问道:“这是什么菜?”

    “柳橙法国鹅肝酱!”梅塞施密特笑着答道。

    “柳橙法国鹅肝酱?好东西呀,那我可得好好尝尝!”菲利普说着,用叉子叉了一块起来,只见这块东西真像黑乎乎的肉饼:“这个鹅肝酱看起来很美味呀!”

    说完,菲利普把叉子放到嘴里,刚吃了一口,脸上的满足感就油然而生:“嗯,不错,不错,真不错!”然后跟众人说道:“来,来,你们都尝尝,很好吃!”

    梅塞施密特笑道:“当然,这可是法国的名菜。最早懂得烹受煎鹅肝这项美食的,大概是二千多年前的罗马人吧.经过了千多了,到了法国路易十六时期,鹅肝被进贡到宫廷后深受喜爱,从此成为宫廷广为采用的珍味.当时许多知名的音乐家,作家和社会名流都争相赞颂,自此奠定其顶级美食的地位。”

    紧接着菲利普等人把法式烩土豆、法国牛排、法国羊鞍扒等都尝了个遍,人人都对这里的法国菜都是赞不绝口。

    梅塞施密特举起面前装着小半杯红酒的高脚杯,大声道:“来来来!为了庆祝咱们的涡轮增压器首次测试成功,我们干杯!”

    菲利普还来不及咽下嘴里的食物,就只得跟着举起酒杯,大家在热烈的气氛中碰杯,然后纷纷仰头一饮而尽,这红酒却正好把一大口的食物冲进胃里,不过却没有品尝出味道来。

    等服务生为众人又倒上了一小杯波尔多红酒,菲利普也举起酒杯,大声道:“各位,祝愿我们的梅塞施密特飞机公司和龙魂飞机制造公司未来更加美好,在座的各位前程似锦,大家干杯!”

    在欢乐而热烈的气氛中,众人一边讨论着涡轮增压器测试和气密座舱的设计问题,一边享受着美味的大餐。

第六十九章 涡轮喷气发动机之争

    ();    初步测试成功之后,WZ-1废气涡轮增压器又继续进行更全面的测试,菲利普也在测试的日子里留在梅塞施密特公司,和梅塞施密特交流着航空工业方面的技术和发展。虽然梅塞施密特是一代飞机设计大师,不过在穿越而来的菲利普面前,还是时时处于下风,两人也经常为一些专业技术问题争论不休。

    菲利普认为未来的飞机动力将实现喷气动力,活塞发动机将会慢慢被取代;但是梅塞施密特认为喷气式飞机只不过是停留在纸面上的空中楼阁,况且喷气发动机的性能是否真的能好过活塞发动机加螺旋桨还未可知。

    菲利普很清楚,航空工业的革命性发展就是靠喷气式动力的诞生和应用,而世界上第一架服役的喷气式战斗机正是梅塞施密特ME262战斗机,没想到这个时候的梅塞施密特本人还非常怀疑喷气式发动机的作用,如果能够把梅塞施密特说服,并且尽快开展喷气式发动机的研究,相信梅塞施密特公司和龙魂飞机制造公司一定会得到更好更快的发展。

    为了说服梅塞施密特,菲利普绞尽脑汁,总算想到一个办法。

    1931年9月11日,菲利普又来到梅塞施密特的办公室,找到了这位未来的飞机设计大师,准备要说服他开展喷气式动力的研究。

    梅塞施密特看到菲利普来了,早已猜到他的目的,哈哈大笑道:“我的朋友,今天你又是来说服我的吗?我相信在这一点上,我的观点才是正确的,你就不用再白费力气了。”

    菲利普神秘一笑道:“梅塞施密特先生,今天我可是有备而来的!我知道你不太相信喷气发动机的能够实现在飞机上的应用,是吗?”

    梅塞施密特收起了笑容,点点头道:“没错,菲利普,你知道咱们公司现在也是刚刚起步,还是稳扎稳打比较好。你说的喷气式发动机我也知道,但是在目前的技术条件下,不要说制造出可用的喷气式发动机来,就是造出来了,它的作用有又多大呢?我是看不出它有什么优点,大概除了更耗油之外。”

    菲利普坐在了沙发上,平静地道:“5年前,英国范保罗的皇家飞机制造厂科学家阿兰格里菲斯在轴流式压缩机和涡轮的基础上提出一种概念型燃气轮机,这一概念中涡轮带动的是螺旋桨叶,而不是直接靠喷气流产生推力,但是研究进展非常缓慢。这种涡轮螺旋桨发动机非常适合速度更高,重量更大的运输机和轰炸机。而2年前,英国人惠特尔采用了涡轮增压器类似和离心式压气机,为此他还为自己设计的离心式喷气发动机申请了专利,先后找到英国航空部和几家私营企业寻求资助,却都遭到拒绝,大家都认为这一设计需要长期工作,短期难以成功,所以设计只能停留在纸面上。同样,德国的亨克尔公司似乎在寻求着喷气式发动机。所以我们必须抢在他们的前面,把喷气式发动机搞出来,才能占据航空技术的制高点!”

    梅塞施密特点头道:“是啊,正如你所说的,喷气发动机不是短期可以完成的。而且它的应用前景也不明朗,咱们有这个必要冒着风险去搞吗?”

    菲利普正色道:“梅塞施密特先生,我很认真地告诉您,绝对有这个必要,而且咱们必须去搞!喷气发动机相比于活塞发动机的优势在于,它可以用更小的体积和重量得到更大的推动力。特别是随着飞机速度的不断提高,飞机重量和体积不断增大,飞机需要的动力也越来越大,要求大幅度增加发动机的功率,活塞发动机功率的增加,主要靠加大气缸尺寸和数目,这样就加大了发动机的重量和尺寸,此外飞机的飞行速度增加到一定程度时,螺旋桨的效率就会开始明显下降,使其产生的推力下降,无法进一步满足提高飞行速度的要求。与之相比,喷气发动机重量显著减少,并且取消了螺旋桨,在很大的飞行速度范围内,喷气发动机的推力是随着飞行速度增加而增加的,将来安装喷气发动机的飞机甚至有可能突破音速!可以想象它在军事上的用途有多大!”

    梅塞施密特听得大惊,一双蓝色的眼睛瞪得老大,目不转睛地看着菲利普道:“你说的可是真的?飞机还能超过声音传播速度?”

    菲利普点点头道:“对啊!梅塞施密特先生,不但能超过音速,甚至达到2倍音速,3倍音速也是有可能的!另外,利用涡轮喷气发动机还可以制造出涡轮螺旋桨发动机来,这种发动机利用高温燃气对涡轮的机械能,转化为涡轮轴输出动力,推动螺旋桨转动。这种涡轮螺旋桨发动机比活塞发动机重量更轻,功率更高,配合多叶变矩螺旋桨,甚至也可以让飞机达到接近音速的飞行速度!”

    梅塞施密特惊讶得站了起来,大声道:“难道是我错了?可是这种喷气发动机研制应该很困难吧,否则早就应该面世了!咱们公司能搞得出来?”

    菲利普也站了起来,自信地道:“梅塞施密特先生,请相信我的判断。喷气时代要不了几年就会来临,我们要抓住这个难得的发展机遇,成为第一个研制出喷气发动机的公司。这样,将来我们不但能够占据世界航空发动机市场的最大份额,也能够利用喷气发动机研制出更先进的飞机来。您可以想象,当一架安装着喷气式发动机的超音速战斗机,战斗力会有多么强大!为了让您相信我的判断,今天我就要现场为您展示一下我的最新发明,嘿嘿!”

    梅塞施密特好奇地道:“哦,菲利普,你又有了新发明,赶快拿来瞧瞧!到底是什么?”

    菲利普神秘一笑道:“当然是关于喷气发动机的发明,不过我要现场制作给您看看,让您见识一下我的手艺,哈哈哈!”说完,菲利普忍不住得意地笑了起来!

    梅塞施密特也被菲利普说得更加好奇起来,连忙拉着菲利普的手臂道:“菲利普,你就别卖关子了,你赶快带我去,我想把咱们的工程师都叫上,这可以吧?”

    菲利普点点头道:“好啊,没问题,正好给大家普及一下喷气发动机的知识!”

第七十章 神秘的发动机

    ();    等到菲利普带着梅塞施密特和一众工程师来到公司的一个零部件加工车间,这些工程师们还不太明白今天到底怎么回事。

    到了车间里,只见里面整齐地摆放着十余台比较老的机床,铭牌是德文的。十余名工人正在忙着加工M20运输机零部件,其实就是样子很普通的零件,不同的就是材料,大多用的铝合金,在地面上整齐堆放着厚厚的铝板材足够加工不少零件了。

    好在只是用来演示一下,这个时空也并没有不锈钢薄板,因此菲利普决定就用这些铝合金来加工了。

    菲利普想了想,便对着众人道:“好了,大家也许不明白我为什么带大家到这里来。其实今天,我要现场制作一台微型喷气发动机,然后演示给你们看,然后我们再来讨论研制喷气发动机的事。你们看怎么样?”

    其实菲利普这时想到了,在后世,有许多航空爱好者都能够“山寨”小型涡轮喷气式发动机!只要有机加工与材料常识,了解金属,了解喷气发动机结构,就能够利用很简单的材料,制作出一台推力可达几公斤的小型喷气发动机。

    英国人KurtSchreckling设计的FD3-64航模涡喷发动机,开创了小型发动机设计先河,用一个简单方法制作的放射式压气机、环型燃烧室、涡轮,达到了良好的效果。他的理念已被最新改进的各种新的设计所证实,并且都是以他的设计为基础进行的提炼。许多航空爱好者根据他的著作理论,成功地将发动机用在了航模上。

    梅塞施密特脸上尽是疑惑的神情:“什么?喷气发动机还能现场就制作出来?这能用吗?”

    其余的人也是一脸好奇地看着菲利普。

    菲利普不可置否的笑了笑,道:“行不行,一会儿你就知道了!”

    来到一台机床边站定,菲利普便让工人去找来了一些铝合金板,小型焊机加焊丝,一台电钻,一把老虎钳,一把铁皮剪刀。

    表演正式开始!

    铝合金薄板在菲利普的手中很快就变成了一个个零部件,如同变魔术一样令人赏心悦目!

    直径十二公分,长度二十公分的发动机外壳,是用铝合金板弯成圆筒形,然后焊接而成。

    涡轮、燃烧室、压气叶轮、导气环这些同样是采用铝合金板裁剪弯扭而成,导气环最后用焊枪焊接在外壳上。

    涡轮轴和轴承都是就地取材。

    仅仅用了一个小时十分钟,一台简易的轴流式涡轮喷气式发动机就制作完成了!尽管在场的人大多不知道这台小小的喷气发动机到底是个什么东西,但是在场的人无不为菲利普精湛的机械加工技术所折服,这简直就是在观看一场艺术表演!

    轻轻地舒展了一下手臂和腰腹,菲利普这才感觉好过了一些,刚才这一个多小时的劳动,看似简单,其实又费心又费力!

    菲利普满意地看了看手中这台微型涡喷发动机,笑呵呵地道:“麻烦哪位去找一台小型油泵,还有煤油,航空汽油也行,然后我就演示给大家看看。”

    梅塞施密特上前一步,拿起菲利普手中的微型涡喷发动机,反复观察了几遍,这才抬起头,用敬佩的目光看着菲利普道:“菲利普,这台发动机真是巧夺天工啊!了不起!你这设计、这手艺都是没的说!我算是服了!我相信你说的是正确的!”

    菲利普轻轻地拍了拍梅塞施密特的肩膀,哈哈大笑道:“这没什么,其实道理很简单!我相信大家一看就明白了!”

    说话的工夫,已经有人将一台小型油泵,还有一小桶汽油拿了过了。

    菲利普迅速将这台微型喷气发动机安装好,然后大声道:“大家请站到五米外,这台发动机可是没有经过检验的产品,万一发生故障,高速飞出的零件可是会像弹片一样要命的!这台喷气发动机的涡轮转速可以高达几万转每分钟,大家一定要小心!”

    在场的人无不连退数米,因为谁也没有见过喷气式发动机,人们总是对未知的事物有一种天生的恐惧。

    只见菲利普迅速将油管插入油桶之中,开启油泵将管道内的空气排除,然后便接在那台小型喷气发动机上。

    然后是点火。当火花塞通电后,远远可以看见,发动机喷口都打出一串火花,喷射而出的汽油迅即被点燃,高温的气体迅速膨胀并带动涡轮转子,然后从喷口高速喷射而出!

    高速转动的涡轮发出一阵“呜呜”的声音,喷射而出的高温气体更是发出不间断的“嚯嚯”声音,连固定发动机的架子都似乎承受不了巨大的推力,发动机好像随时可能飞出去一般。在场的人一个个都瞪大了双眼,看着这台迷你的喷气发动机!没想到在短短一个小时制作出来的喷气发动机,就能如此平稳地工作,这真是太神奇了!

    望着迷你喷气发动机,梅塞施密特不住地点头叹道:“太完美了,简直就是一件珍贵的艺术品!看来有你在,研制出喷气发动机也不再是什么难以完成的任务了!”

    菲利普摸了摸鼻子,笑道:“其实这不算什么!只要懂得了原理,你们也可以做得出来!不过,这台迷你涡轮喷气发动机只是一个演示产品而已!它的推力只有几公斤,由于材料和加工精度的影响,寿命可能只有几十个小时!而要研制出一台飞机所用的喷气发动机,并不件容易的事!我们要解决材料和加工方面的很多难题!”

    说完,菲利普上前关闭了发动机。

    众人这才围上了细看,只见这台发动机经过几分钟的运转,温度已经很高,不停地向四周散发着热量。

    菲利普接着道:“一台真正的喷气发动机,它的结构比这台迷你涡轮喷气发动机可是复杂得多。首先,它要有数级甚至十数级的压气机,还要分为低压和高压两大部分,而这台演示产品只有一级低压压气叶轮;其次,空气经过压气机压缩后进入环形燃烧室,与燃油混合燃烧膨胀做功,高温高压的燃气再往后通过涡轮,推动涡轮高速转动,最后经过喷管高速喷出,产生巨大的推力!若是用于战斗机的喷气发动机,最好在涡轮后增加一道加力燃烧室,推力更大,但只能短时间工作。”

    在场的工程师们都是若有所悟,纷纷低头沉思。

第七十一章 喷气发动机原理

    ();    梅塞施密特仿佛看到了喷气时代的到来,激动地道:“菲利普,我越来越看不透你了!突击步枪的成功,还可以说是你在克虏伯有着好几年的工作经历,而变矩螺旋桨、涡轮增压器还有这个喷气式发动机,似乎连我这个飞机制造公司总设计师都不敢去想象的事情,却让你做到了!我甚至开始怀疑你是不是上帝派来的使者!”说着,梅塞施密特反复打量了菲利普几眼。

    其余的人也是好奇地盯着菲利普,他们内心的震惊更甚,这个年纪轻轻的人居然在航空技术上懂得比他们还要多很多,这怎么能不让他们感到既震惊又羡慕!

    菲利普被这些目光看得心里直发毛,暗道他们不会把我当外星人解剖了吧?看来自己还得收敛一些才行啊,不能让太过超前的技术出现在这个世界上,否则就乱套了。好在喷气发动机是已经有人在搞的东西,并不算太过离奇,只不过有可能让它提前面世而已。

    菲利普轻轻咳嗽了两声,不好意思地道:“大家别这样看我呀!我又不是什么怪物,只不过是多读书多动手罢了。大家现在已经看到了什么是喷气发动机,所以我们要研发这种发动机,让BFW和龙魂飞机制造公司的名字响遍全世界,让世界上的飞机制造商都要来买咱们的发动机,那该多好?”

    众人听了这句话,更是激动不已,纷纷用力地鼓掌。菲利普也看出来了,这个喷气发动机对工程师们吸引力不是一般的大,要知道做为一名航空工程师来说,能够参与研制一款具有世界先进水平的飞机或发动机就已经是非常了不起的了,何况是研制一种前所未有的动力系统,有可能成为航空工业革命的动力系统,怎么能不让他们激动万分呢!

    比利激动得涨红了脖子,高声道:“菲利普先生,那你快给我们说说这个喷气式发动机,它的原理和结构到底是怎么样一回事呀!”

    菲利普看了看大家,只见每个人都伸长了脖子,等着他的回答,这才平静地道:“喷气式发动机,又可以叫航空燃气涡轮发动机。与活塞式发动机相比,它在结构上非常简直,只是将转动的压气机和涡轮连接在同一根轴上,两者之间装有燃烧室,空气连续不断地被吸入压气机,并在其中压缩增压后,进入燃烧室中喷油燃烧成为高温高压燃气,再进入涡轮中膨胀做功。显然,燃烧的膨胀功必须大于空气在压气机中被压缩所需要的压缩功,使得有富余功可以被利用。这一部分富余的功,就可以以对外输出,做为飞机的动力。利用高温高压燃气急速向后喷出产生巨大的推力,推动飞机前进。”

    “燃气在尾喷管中膨胀加速,向后方高速喷射,产生反作用推力。而在相同的燃气发生器条件下,还可以将发动机燃烧室出口的部分或大部分可用功,通过动力涡轮转变为轴功。轴功驱动螺旋桨,这样就成为了一种涡轮螺旋桨发动机,在较低的飞行速度下,喷气发动机推进效率低,而作为推进器的螺旋桨在低速飞行时具有很高的推进效率,涡轮螺旋桨发动机综合了喷气发动机和螺旋桨的优点,是取代活塞发动机的最好方案。”

    等到菲利普说完,这些工程师们立即就明白了其中的道理,梅塞施密特问道:“刚才你说英国人在研制离心式喷气发动机,而你演示的又是轴流式喷气发动机,那么到底哪一种设计更加合理呢?”

    菲利普认真地道:“梅塞施密特先生问得好。这两种设计各有优缺点,到底我们该走哪条路呢?离心式喷气发动机是利用离心力将气体向四周甩而压缩气体,离心式的喷气式发动机结构简单,技术要求较低,但是效率较低。轴流式则是通过多个涡轮翼扇把前方空气压入燃烧室中点燃。这种内部构造更加先进,更加实用。尽管研制轴流式喷气发动机难度更大,但是今后喷气发动机主流一定会是轴流式!”

    比利激动地问道:“菲利普先生,那这种喷气式发动机要承受高温高压燃气的作用力,对结构材料要求应该非常高,咱们能够找到这些材料么?”

    比利是航空发动机方面的专家,对于喷气发动机也有一点了解,因此他的问题就非常实际。

    菲利普点点头道:“不错,在高温材料方面,需要能承受600℃以上高温耐热合金材料,燃烧室喷出的高温高压高速的燃气流只有通过冲击涡轮做功才能够将能量转化为喷气发动机能够利用的形式。与压气机相比,涡轮需要增加一条非常重要的性能,那就是耐高温。为了保证涡轮材料不被高温燃气所融化,涡轮必须要采取复杂的冷却手段,比如气膜冷却、冲击冷却和对流冷却。这些冷却手段都是通过空心涡轮内部释放出来的冷空气实现的。需要铸造出空心的复杂气动外形的涡轮叶片成为挑战航空工业的大难题。”

    比利张大了嘴巴道:“啊,居然这么难!那咱们还有希望吗?”

    菲利普呵呵笑道:“想来应该没有太大的问题,咱们龙魂飞机制造公司研制成功了好几种耐高温、高强度铝合金,并且和博福斯公司联合生产。在合金方面,博福斯也具有很高的技术,相信可以完成这个任务。”

    梅塞施密特问道:“那么涡轮螺旋桨发动机呢?”

    菲利普平静地道:“要把涡轮的动力转移到螺旋桨上,还需要一套变速装置。事实上,涡桨发动机的效率高于涡轮喷气发动机,涡桨发动机造成其桨叶端部分速度很高,有产生激波的可能。另外,因涡轮转动速度很快,使得涡轮与螺桨之间必须要有变速齿轮,来降低螺桨转速使其叶端不要超过音速。所以使用螺桨发动机的飞机会多个变速齿轮的重量。不过总体来看,涡轮螺旋桨发动机还是有它优越的一面,比如说油耗比喷气发动机大大降低,甚至接近活塞发动机,变速齿轮我们可以想法办尽量减轻其重量,因此总的算下来,它还是非常适合装配到轰炸机和运输机上。它的优点就是拥有比装配活塞发动机的飞机更强的动力和飞行速度,而油耗却与活塞发动机相差无几。”

第七十二章 航发总体设计(上)

    ();    梅塞施密特肃然起敬道:“这真是太好了!我想M40运输机和M20运输机如果能用让这种涡轮螺旋桨发动机,性能一定可以提高一大截呀!喷气发动机研制,是一项非常庞大而又复杂的工程,要研制出一台可用的喷气发动机,绝非易事!没有个十年八年是不可能完成的事吧?”

    菲利普用坚毅的目光看着众人道:“梅塞施密特先生说得非常对,不过大家也不必灰心!航空涡轮发动机研制是很困难,但是只要我们大家一齐努力,一定可以制造出我们的航空涡轮发动机!我想好了,我们就研制一种推力在1500公斤左右的无加力喷气发动机,发动机自重要控制在七百公斤以下!同时,发展出同型号的涡轮螺旋桨发动机,功率大约可以达到2000马力左右,M40运输机采用2台涡轮螺旋桨发动机,就可以替代4台BMW715马力的活塞发动机,功率甚至更大。”

    比利惊讶地道:“啊,这样一来,M40运输机性能又有提升!”

    菲利普点点头,接道:“对!喷气发动机的工作过程是一个不停吸气-压缩-燃烧-膨胀-喷气的循环。发动机各部件、流道各截面的压力、温度、流量等参数需要大量的试验计算,喷气发动机的整体方案设计,就是从循环参数选取这一极端重要又极端纠结的工程开始的。对于这些参数的选取,也是很有讲究的,我想它完全可以比喻成钢丝上找平衡!”

    梅塞施密特一听,感慨道:“是啊!设计师有时候都过于理想,但是又不得不屈从于现实,要在各种性能中作出一定的取舍!菲利普,你赶快搞一个研制方案出来吧!有了方案,我们就好迅速投入研制!我也想尽快实现喷气发动机的量产。”

    看着众人一脸期待的表情,菲利普道:“好!说到航空发动机的设计,好比丈母娘择婿!这喷气动机要想和心目中的飞机搭伙过日子,首先就得让飞机用户或是飞机制造商这个丈母娘挑中吧!”

    菲利普停下来看了看在场的不少年轻人,呵呵笑道:“这丈母娘挑女婿,有几点要求,力气大、吃得少、不要动不动就撂挑子,最好全年无休,有病不去医院吃个药片就能好,同时还要足够沉稳内敛、讲究卫生。放到这飞机用户和制造商大妈这儿,就是要求高推力、省油、可靠性高、维修简便而且成本低、适用性好、燃烧效率高!所以要让丈母娘选中,还真不是件容易的事儿!”

    众人听得忍俊不禁,一个个都捂住肚子笑了起来!

    菲利普正色道:“其实在相亲之前,亲友团就已经得到了丈母娘更具体的要求,那就是:可以现在没有多大的事业,但应该有能力吧,生活上不能太大手大脚,要会过日子啊,还有,不能太矮也不能太高,更不能是个大胖子吧。另外,身体一定要健康,一口气上五楼不能大喘气碰见个工作上生活上的沟沟坎坎,不能轻易丧失信心……诸如此类。也就是对发动机有几条要求:推力、耗油率、尺寸、重量、不喘振、恶劣条件不熄火。条件清楚了,大家赶紧记下来,名叫女婿应征宝典,啊不,是研制总要求——小伙子,玩命奋斗吧!”

    比利笑得都快喘不过气来了,捂着肚子道:“菲利普先生,您真是太幽默了。那您再用比较容易懂的方式说说这个喷气发动机的设计吧,我们也好学习学习!”

    菲利普哈哈大笑道:“好,那我先从喷气发动机的流体力学说起。说到能力,到底喷气发动机为什么能这么猛啊。这里我们必须从气体的状态方程说起,这个神奇的方程就是PV=RT。掌握了气体状态方程这个大杀器,空气分子们还不是被我们任意捏圆搓扁,乖乖接受奴役。事情是这样的,在我们周围的空气里面,住着无数调皮的空气分子。根据脾气秉性的不同,又分为氮气分子、氧气分子、水分子等各种类型。这些分子就像被一杆子打散的桌球,时时刻刻处于不停的运动和相互碰撞中。当它们前进的方向上有东西挡路时,就狠狠地撞上去。遇上其它空气分子还好,大不了大家都改个方向继续往前跑。若遇到列队迎敌的固体分子们,那就是一个被立刻反射回来的下场。当然,此时铜墙铁壁的固体分子也被狠狠地撞了一下腰。”

    众人都听得大乐,连一向不苟言笑的梅塞施密特也忍不住笑得上仰下合。

    菲利普又接着道:“分子们个体太小,碰撞一下的力量当然也是不值一提的。但架不住数量太多,每时每刻都有数以亿亿亿计的分子撞上来。所以宏观来看,空气中的任何物体都会持续受到一个压力的作用,即气压P。说起这个名称,那还真有个原因,发动机内部各个部件的表面积和各流道截面的面积一般是固定不变的,如果每次计算压力都用压强乘以面积那也太傻了,所以直接扔掉面积不管,压力就是压强了!”

    比利笑道:“对啊!那压力大小和气体体积应该是成反比的关系吧?”

    菲利普微笑着道:“比利说得不错。显然,这个压力的大小与单位时间内撞上来的分子个数成正比。同样数量的空气分子被塞到大小不同的箱子中,它们对箱壁的压力也会不同。箱子越大,分子们越稀疏,撞到同一块地方的分子就越少,压力也就越小。具体说来就是,压力P与气体体积V是成反比的。只要温度不变,那么体积增加一倍时,压力必然减小一半,二者的乘积却总也不变。”

    比利又若有所悟地道:“那么喷气发动机里面,应该与活塞发动机相似,气体压力还与温度成正比关系吧?”

    菲利普用赞赏的目光看着比利道:“同样的,分子们越活跃,速度越大,撞击的力度自然也越大。可是,空气分子体重有高有低,撞来撞去的速度也大不一样,怎么就知道这一团气体就比那一团活跃呢?这叫平均动能。只要气体分子的平均动能变大,我们就可以认为平均来说撞击力更强了。压力是大量微观分子作用力的宏观表现,所以平均值完全够用了,没必要知道某个分子的具体情况。由于单个分子的质量实在是太小了,导致平均动能的数值也很小,使用起来还是不那么方便。于是大家又发明了一个量来代表平均动能,那就是温度T。简单地说,温度就是物体冷热程度的表征。当温度升高时,分子们的撞击力越大,气体压力也就越大。”

第七十三章 航发总体设计(下)

    ();    菲利普笑道:“有了压力P、体积V、温度T,气体的状态也就基本确定了,航空发动机的总体性能方案设计,也就是千方百计利用这三个量之间的关系,诱使空气分子们多干活、少吃饭。但在具体讨论总体性能方案之前,还有两个最基本的问题需要解决,那就是如何吸气、如何喷气。对于吸气,你空气分子不愿意主动进来,那就拉你一把。”

    一名工程师问道:“咱们是通过压气机吸入空气吧?”

    菲利普点点头道:“没错!压气机的多级风扇,就是个诱拐空气分子的帮凶,洞悉分子们喜欢大房子的特点,简简单单就把人骗进来了。少年,你想拥有自己的房子吗?你想鸽子笼变行宫吗?那就进来看看吧!通过风扇的高速旋转,大量的空气被甩向后方,造成风扇附近的空气分子越来越少,也就是空房无人入住!于是远处的分子们纷纷前来改善住房条件,没想到刚跑过来就被扔进后面的黑工厂当牛做马。就这样,吸气问题简简单单搞定。”

    另一名工程师又好奇地问道:“可是喷气是怎么一回事呢?”

    菲利普继续道:“喷气问题的解决有些麻烦。喷气发动机必须喷出高速气体才能产生推力,但这必须依赖较高的压比条件,内部压力与外界压力的比值越大,喷气的速度就越高。然而,内部压力是不会凭空升高的,必须要有一个费力压缩的过程。为使发动机内部压力增大,必须使用压气机。在大蒲扇一样的压气机叶片强力扇动下,空气分子们被迫往后走。而压气机流道又被设计成前高后低的样子,叶片也一级比一级短,于是越往后走越拥挤,最终达到增压的目的。其实从这一角度来说,最前面的风扇也是一个压气机。只不过从用途来说,风扇的主业是把空气分子们诱拐进来,主要的压缩过程是由后面的增压级和高压压气机实现的。”

    比利想了想又问道:“那么咱们的总体设计到底是从哪里开始呢?”

    菲利普认真道:“喷气发动机的工作过程是一个不停吸气-压缩-燃烧-膨胀-喷气的循环。空气分子们从大气中来,又最终混入大气,真是尘归尘,土归土,因果循环。也因此这一点,发动机各部件、流道各截面的压力、温度、流量等循环参数选取就是喷气发动机的整体方案设计开始的。比如根据现有技术水平,最终设计出的压气机效率很可能比较低,那么没办法,把高压涡轮的效率指标向上抬一抬,或者温度再提高个十度二十度的。经过各种取舍和平衡,就得到了整个工作循环的关键参数,涵道比、总压比、推力、耗油率、高低压轴转速,以及各部件的性能参数,如流量、温度、效率、压比等。根据这些参数,还可以继续计算出发动机整个流道的大概尺寸框架,即初步流道。有了初步流道,有了各部件需要达到的性能指标,终于可以发给各专业进行具体设计了呢。”

    梅塞施密特听得感慨道:“没想到这种喷气发动机看起来比活塞发动机结构还要简单,但是设计起来却要复杂得多,没有全面的理论知识根本不可能完成一台喷气发动机的设计呀!”

    菲利普连声应和道:“是呀!为了保证总体指标达标,涡轮效率低了,压气机就要高。进气道一家霸道了,后面的部件都要倒霉——这时候,争吵就不可避免了,地主家也没有余粮啊,凭啥分给它的指标这么低?我们专业也难啊!在这种压跷跷板的过程中,总体方案的设计师们必须学会带着镣铐跳舞,学会在钢丝上找平衡。”

    顿了顿,菲利普继续道:“其实,战战兢兢走钢丝的情形未必全部发生在指标分配环节,后续的设计过程也难以避免。比如部件设计完成后进行的整机加减速控制规律设计,那就是典型的左右打脸型工作。油加猛了,用力过度,加速工作线直接奔着喘振区或者超温超转区去了,很可能造成涡轮超温,或者直接把压气机搞喘了。油缓缓地加,发动机倒挺安全,加速时间太长,复飞时飞机都要坠地了你推力还没升上去呢,更要命!同样的,减速时收油太快,工作线一头扎进贫油区,燃烧室直接熄火罢工了。减慢点呢,飞行员又不干了,跑道就那么长,我刹车都用上了,你推力一直这么大是什么意思?!”

    比利一脸的苦笑:“那咱们以后的道路还真是漫长而曲折呀!”

    菲利普点点头道:“没错!别看我说来头头是道。但是我只是理论上比你们要知道得多一点儿。最后真正要靠的,还是你们这些工程师呀。当然,成功总是曲折的。很可能部件设计后个别指标确实达不到,那就要拿来进行整机性能匹配评估,如果评估后发现飞机的要求还是能达到的,那局部的不达标也只能捏着鼻子认了,所以做总体方案时会留点裕度了!评估后不满足飞机要求?呵呵,走好不送!这台发动机也就只能送到废物仓库或是航空博物馆去了。”

    梅塞施密特拍了拍菲利普的肩膀道:“菲利普,你真是给我们上了一堂生动的课啊!我想今天在场的各位,包括我,收获都是巨大的。听你这么一说,我决定这个喷气发动机再难,我们也要搞出来!不但要搞出来,我们还要抢在英国人前面,最近我得到消息,咱们德国政府要成立航空部,听说还要定期举办航空竞赛,我想咱们的飞机要是能在这个竞赛上面取得冠军,名气就会越来越大,将来的发展也就会更快更好。”

    菲利普惊讶地道:“要成立航空部?这么快呀!我想有了涡轮增压器和变矩螺旋桨,咱们的M20运输机也能在竞赛上大放光彩吧?”

    梅塞施密特点点头道:“对,我想咱们受到的限制可能会慢慢放开,所以将来研制战斗机也不是不可能了!”

    菲利普心里暗道:德国航空部不是1933年才成立的吗?现在不过是1931年秋,难道说这个时空的历史改变了?不会是因为自己穿越过来,引起了蝴蝶效应吧?那么,二次世界大战会不会发生呢?还有希特勒又会不会是原来那个希特勒呢?

第七十四章 研制经费

    ();    菲利普思索了片刻道:“那咱们应该研制一种战斗机来参加竞赛才是!虽然M20运输机性能处于同类运输机的顶端,但毕竟是一款轻型运输机,利润空间不是太大。将来只有战斗机和轰炸机才会是各国竞相装备的主流飞机,既然限制逐步放宽,那咱们正好研制世界上第一架喷气式战斗机,并且第一种喷气式发动机应该要与装机对象匹配。这样来看,咱们要研制的喷气式战斗机还得采用两台喷气发动机。”

    梅塞施密特连连点头道:“不错!这款喷气式发动机,还要派生出涡轮螺旋桨发动机,用来装配M40运输机。所以两种型号都有了装机对象,这样一来想必可以节约不少研制经费吧!”

    菲利普皱了皱眉头,有些担心地道:“梅塞施密特先生说到点子上了。咱们光顾着憧憬美好的未来,还没有来得及考虑研制经费的问题。要知道研制涡轮喷气发动机不但有极大的技术风险,而且由于它是一种极度复杂精密的设备,所以研制费用是非常高的,没有强大的财力作为支撑,只怕是搞不出来。这样吧,我们回办公室合计一下,研制经费的问题,然后我再做一个总体设计方案出来。”

    众人听得又是一愣,没想到研制喷气发动机还与活塞发动机不一样呢!也不知道研制费用到底需要多少,如果太高的话梅塞施密特公司和龙魂飞机制造公司肯定承受不起。

    一行人又跟着梅塞施密特和菲利普两人回到了梅塞施密特的办公室,好在办公室够大,否则还容纳不了十几个人。

    菲利普拿起纸笔坐到了办公桌旁边,然后看了众人一眼,大声道:“我先说说研制经费估算的程序吧,咱们首先要估算一下试制一台喷气发动机需要的各种材料价格和大致消耗数量,第二步要估算一下发动机试制的工时,第三步是发动机试制第0批工装和非标准设备数量及单价,第四步是估算发动机零部件各项试验的小时费用,最后要确定试制批发动机台数,考虑到要完成定型前的全部发动机试验,比如标准台、飞行台、各种特种试车、定型试车与寿命试车,以及发动机性能试飞等,至少需要10台原型机。”

    比利作为发动机领域的专家,想了想便发言道:“菲利普先生考虑得很全面,咱们以往都还没有这样详细地估算过研制经费。不过,有很多材料和零部件应该都是新技术,所以价格方面还真不好估计,所以这个研制经费怎么也得留个30%的不可预见费用吧!”

    菲利普听了大赞,伸出大拇指道:“比利先生不愧是发动机专家,真说到点子上去了。其实咱们研制喷气式发动机,可算得上是在全世界首次,尽管已有人在搞,不过却没有进入实际研制阶段。所以我们正好借助研制第一种喷气发动机以及喷气式飞机,把研制程序和标准化都搞出来,将来研制新的喷气发动机和飞机也就有了参照标准,从而能够大幅度缩短研制周期和减少不必要的经费。”

    比利有些不好意思地道:“菲利普先生过奖了。我想咱们这款喷气发动机,总重量在700公斤以下,所需要的材料大部分应该都是合金,价格还是非常高的。而且所有的工装包括试验台和试验设备,几乎都是全新的,我都快不敢想象到底需要多少研制经费了!”

    尽管很多项目的费用不好确认,但还是根据现有的技术条件和材料价格、人工价格进行了估算,好在十几个人都是航空工业界的资深工程师,对于当前的材料价格、工时定额、工装设计制造都有比较深入的研究,最后经过两个多小时的反复推定和计算,总算是把这款喷气发动机的研制经费给估算了出来。

    当菲利普把几十个项目的数字累加计算出来,在场的人无不倒抽一口冷气!1550万马克,约合500万美元!这是个什么概念,M20运输机售价也只有一万多美元一架,相当于300多架M20运输机的总价值。要知道目前M20运输机的订单也不过200多架,哪里来这么多钱呢?

    办公室里顿时陷入了沉静之中。在这个经济危机还没有过去的时代,500万美元对任何一家公司来说都是一笔巨大的数额,恐怕还没有多少公司可以随便就拿出500万美元出来,除非是政府支持。

    比利小声道:“梅塞施密特先生,咱们是不是可以向政府申请经费支持呢?我相信航空部那些人也会非常感兴趣的。”

    梅塞施密特眼前一亮,大声道:“对啊!航空部那帮人一定需要用政绩来证明他们存在的价值,如果我们把喷气发动机研制计划报上去,他们一定会帮助咱们向财政部申请经费,这个问题也就解决了。”

    菲利普沉思了一会儿,这时听到梅塞施密特也赞同申请政府经费,便沉声道:“各位,我认为申请政府经费没有问题,咱们必须得到政府相关部门支持,不过那只能作为补充,主要的费用还是应该咱们想办法出。如果说政府的经费占了大头,咱们肯定要和政府签订合同,比如说将来这款发动机研制出来,要受到限制什么的,这样一来我们完全丧失了自主权。我想咱们还是可以联合博福斯公司,三家公司一起合资来研制这款喷气发动机,一方面是因为博福斯目前业绩红火,有这个资金,二来博福斯在金属特别是合金技术方面有非常雄厚的实力,咱们还需要依赖它的材料。”

    梅塞施密特想了想,点头道:“菲利普,你说得有道理。我想如果能够联合博福斯,一方面可以分担研制风险,另一方面又解决了资金的问题,算得上一举两得。至于政府经费,如果咱们能解决不就必申请了,当然还是要争取得到航空部的支持,毕竟这帮人可是咱们的主管部门,千万得罪不得。”

    说完,梅塞施密特又看了看众人,大声道:“大家觉得怎么样?有没有什么看法,现在可以提出来。”

    众工程师对于资本市场的了解也不多,因此都没有说话,梅塞施密特见大家都没有意见,便沉声道:“好!就这样定了,我们马上准备资金筹集的事情,另外菲利普你要辛苦一些,尽快把喷气发动机的总体设计方案做出来,最好能够再把涡轮螺旋桨发动机方案以及喷气式战斗机总体性能方案也做出来,咱们的喷气机研制计划就叫做风雷计划吧。”

第七十五章 风雷系列喷气发动机

    ();    菲利普激动地道:“风雷计划,好名字!喷气发动机工作时的声音不就像风雷一样么!”

    梅塞施密特点头道:“不错,大家都回去好好的准备一下,很快我们就要进入实质性研制阶段,任务会很繁重,并且又要和M40运输机研制计划重叠。在这里,我拜托大家了,BFW公司和风雷计划的成功与否都要靠在场的众位了!”

    说完,梅塞施密特就要向众人鞠躬,菲利普连忙用大手托住了他的双臂,众人也你一言我一语地说了起来。

    “梅塞施密特先生,您就放心吧。我们一定会投入百分之百的精力来干这事儿!”

    “对啊!这么伟大的计划别人想参加还没有机会呢!”

    “梅塞施密特先生不必如此,我们保证完成任务!”

    菲利普也被大家的热情感动,挥动着双手大声道:“各位,请安静!我有话要说!未来的飞机要求更长的航程、更强的任务灵活性,更高的巡航速度和更大的承载能力,军用战斗机还特别需要机动性和敏捷性。为满足飞机性能的发展要求,目前的活塞发动机性能提升非常有限,我们的喷气发动机发展目标是更高的推重比、更低的油耗、更高的可靠性和更低的全寿命成本。发展喷气发动机要综合考虑气动热力、结构力学、传热学、燃烧学、控制和材料等学科对推进系统的影响。所以前途是光明的,但是道路却异常曲折!”

    比利激动地道:“大家都有信心,是不是?”

    众人也跟着激动地喊道:“没错!”

    菲利普满意地点头道:“新发动机试制中既带有批生产的性质,又有单件生产的特点,伴随整机试车和零部件试验的进行,发动机设计中存在的问题就会不断出现,要即刻修改设计,为了保证试验能不断进行及时提供试验机,试验机要采取分批生产的办法,把一些重大的设计修改贯彻到每批发动机中,而对每台发动机只进行小调整和修改,某些零部件甚至要经过四五次修改才能定型,为满足频繁的更改,新机试制时要采用柔性生产,当结构变化影响到生产工艺或流程时,能迅速更改工装夹具,调整生产设备,进行新结构零件生产。我们要推行同步设计的方法,在发动机设计过程中打破专业分工方法,比如气动、强度、结构、制造专业分工法,而按照零件分成小组,小组中包含各种专业人员。从设计开始,设计工程师、制造工程师、应用工程师就在一起,共同研究设计目标和要求,确定技术条件和工艺方法等,这样就能缩短研制进度。大家能理解吗?”

    众人都异口同声地道:“明白!”

    菲利普看了看梅塞施密特,只见这位大师级的设计师也被震惊了,这才笑呵呵地对众人道:“大家回去准备吧!我也要回去写总体方案,等方案出来大家再一起讨论。”

    见到梅塞施密特也点头示意,众人这才兴奋地离开了办公室。

    梅塞施密特叫住了正要离开的菲利普,淡然笑道:“菲利普,不如就在我这里写总体方案,我也好学习一下,你看如何?”

    菲利普又坐回办公桌旁,微笑道:“好!那我就跟威利博士一起来做这个总体方案吧!”

    梅塞施密特平静地道:“我们现在确定这款喷气发动机的推力是1500公斤左右对吗?”

    菲利普点点头道:“没错!我们要设计为一种轴流式喷气发动机。9级轴流式压气机,环管式燃烧室,2级轴流式涡轮,总增压比5左右,推重比3左右,发动机净重控制在550公斤左右。咱们一个一个来吧!”

    说完,菲利普就开始在纸上沙沙地写了起来。

    标题是:风雷计划1500公斤级无加力涡轮喷气发动机总体设计方案。

    紧接着就是通过初步计算出来的技术数据。

    最大起飞推力:1650公斤(转速10500转每分钟)

    额定推力:1500公斤(转速9800转每分钟)

    涡轮前温度:750摄氏度

    空气流量:27.5公斤每秒

    总增压比:5.2

    推重比:3

    重量:550公斤

    长度:2960毫米

    直径:950毫米

    最大耗油率:1.15公斤/公斤/小时

    压气机:9级轴流式。由转子和静子组成,中机匣,即对开式机匣,左右分半,前后分段,前段材料采用硬铝合金,后段采用钢,在第5级和第6级之间开设放气窗口,由离心活门控制,防止压气机在低转速时出现不稳定工作。

    燃烧室:采用环管式燃烧室,由整体式机匣、隔热屏、9个火焰筒、点火器组成。机匣和隔热屏组成环形气流通道,9个火焰筒均布在气流通道中。

    涡轮:采用2级轴流式。由转子和静子组成,第9级压气机后的二股气流冷却,叶身不冷却,采用实心叶片。外缘板与涡轮外环之间通过一定的冷却空气,形成双层外环结构。

    燃油和控制系统:采用电气液压机械联合控制,协调控制燃油供应与喷嘴面积。燃油增压泵采用柱塞式主燃油泵,出口最大油压80公斤每平方厘米。

    滑油系统:采用闭式循环,由滑油箱、滑油散热器、滑油增压泵、滑油回油泵组成,工作压力5-35公斤每平方厘米,滑油消耗量不大于0.5公斤每小时。

    起动和点火系统:包括起动燃油部分、电气和操纵部分,由起动发电机、起动输油圈、起动电磁活门、起动喷油点火器和装在飞机上的起动控制箱组成。1个起动点火线圈和4个汽油起动点火器,主燃烧室间接点火。

    冷却和防冰系统:直接引压气机第9级后空气冷却主燃烧室和涡轮部分,第9级压气机后引空气进气锥和前机匣支板前缘防冰。

    安装节:主机上设3个支撑点,左右支撑点和下支撑点,用来承受发动机的推力和大部分负荷。

    试验:地面试车500小时以上,装机试飞200小时以上。

    寿命:大修寿命100小时,总寿命200小时。

    看着菲利普一边计算,一边把总体方案写出来,梅塞施密特也面露钦佩的神色,等到菲利普一口气把喷气发动机总体方案写完,梅塞施密特一把拿起厚厚的十几页纸,颤抖着双手道:“菲利普,这真是一个了不起了设计方案呀!”

    菲利普伸了伸懒腰,缓解了一下疲劳,然后平静地道:“那就请威利博士为这台发动机取个名字吧!”

    梅塞施密特想了想道:“对了,研制代号就叫ME15吧,至于名字,我想风雷系列喷气发动机,如何?”
本节结束
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超级兵工帝国介绍:
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