超级兵工帝国-第40章

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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。