超级兵工帝国-第39章
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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
