第424章 共轴反转发动机(1/2)
天还没亮透,草原上的晨雾像一层薄纱,笼罩着第七研究室外的测试场。高空测试台上,一台外形与“鲲鹏之心”相似但又有明显不同的发动机,已经被安装就位。技术人员正进行点火前的最后检查。
朱琳和黄文瀚乘坐卫士车赶到时,雾还没散尽。车灯在雾气中切开两道锥形的光柱,停在测试场外围。朱琳披着军大衣下车,冷空气让她精神一振。
“这就是你说的第二台发动机?”她走近测试台,仰头打量着。发动机的尺寸略小于“鲲鹏之心”,但螺旋桨系统更加复杂——六片宽弦长的复合材料叶片,在晨雾中泛着暗哑的灰色光泽。
“涡轮螺旋桨发动机,”黄文瀚跟在她身后汇报,“设计输出功率一万两千马力,专门按照您最初规划的运输机平台指标研制的。德国元首访华那段时间,我们完成了核心机装配。”
朱琳点点头,目光扫过发动机的每一个细节。从进气道的气动外形,到涡轮段的外罩曲线,再到尾喷管的收敛-扩散设计——看起来都没问题。
“开始测试吧。”她说。
技术人员迅速清场。黄文瀚的徒弟——一个二十出头的年轻工程师小林,带着两个人完成了最后一遍工具清点,确认测试区域内没有任何遗留物,这才小跑着退到安全线外。
控制室里,朱琳和黄文瀚隔着防弹玻璃看向测试台。
“点火。”
按钮按下。
发动机发出一阵沉闷的轰鸣,点火成功,燃烧室的火焰透过观察孔能看到橙红色的光。螺旋桨开始旋转,从慢到快,搅动着周围的雾气,形成一圈圈旋转的涡流。
但朱琳的眉头很快皱了起来。
仪表盘上,输出功率的指针艰难地爬升,在九千五百马力左右就开始剧烈抖动,再也上不去了。转速表显示螺旋桨转速倒是正常,可发动机整体的振动值却超出了安全范围,控制台的报警灯开始闪烁。
“停下。”朱琳的声音很平静,但透着一股不容置疑的冷硬。
黄文瀚立刻按下紧急停车按钮。发动机的轰鸣声逐渐衰减,螺旋桨慢下来,最后静止。雾气重新聚拢,将测试台包裹得若隐若现。
“去现场。”朱琳转身就走。
一行人快步走到测试台前。发动机的外壳还在微微发热,空气中弥漫着没完全燃烧的航空煤油气味。朱琳绕着发动机走了一圈,然后挥手:“拆开,从头到尾检查。”
工具车推了过来。技术人员熟练地拆卸外壳,露出内部的涡轮、压气机、传动系统。朱琳戴上白手套,亲自检查每一个关键连接点。她用手指摸过齿轮啮合面,用内窥镜看过燃烧室内壁,用超声波探伤仪检测了主要承力结构。
两个小时过去,所有能检查的地方都检查了。
“没有装配错误。”李燕放下内窥镜,语气困惑,“材料、加工精度、装配工艺,全部符合设计要求。理论上……不应该出现功率上不去、振动超标的情况。”
朱琳沉默着,走到发动机前端。她的目光落在那个六叶螺旋桨上。
螺旋桨的叶片设计得很漂亮,气动外形流畅,复合材料表面光滑如镜。但在刚才的测试中,它搅动空气的样子总让人觉得……哪里不对劲。
“单轴扭矩。”朱琳忽然说。
黄文瀚一愣:“什么?”
“单轴的螺旋桨,高速旋转时会产生巨大的陀螺效应和反扭矩。”朱琳语速加快,像是想通了什么,“我们的发动机功率太大,单轴螺旋桨产生的扭矩已经超出了机体结构能平衡的极限。所以功率上不去,因为传动系统在自我保护——再加大功率,要么轴扭断,要么整个发动机会因为扭矩不平衡而撕裂安装架。”
她转身看向技术团队:“取消这个六叶螺旋桨。改成共轴反转。”
现场安静了几秒。
“共轴反转?”黄文瀚重复这个词,大脑飞速运转,“总指挥,您是说……像苏联某些直升机那样的对转旋翼?但那是直升机,而且我们……没有现成的设计,更没有零部件。”
“那就现设计,现造。”朱琳语气果断,“把螺旋桨和主轴拆下来。发动机主体复原,保护好。所有人,带上工具,去一号制造车间。”
卫士车队再次出发,在晨雾中驶向三公里外的总装制造车间。草原上的土路颠簸,但没人抱怨。每个人脑子里都在转着同一个词:共轴反转。
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一号制造车间是第七研究室最大的厂房,五台大型数控机床沿着中轴线排列,天花板上是能吊起三十吨重物的行车系统。车间一角专门划出了设计区,绘图板、计算尺、曲线板一应俱全。
朱琳没有坐下。她走到最大的绘图板前,从一名技术人员手里接过绘图铅笔,撕掉保护纸,直接开始画图。
笔尖在绘图纸上划出流畅的线条。
“这是主轴。”她画出一根实心轴,“它连接高压涡轮的输出端,传递主要扭矩。但它不直接驱动螺旋桨。”
第二根线画出来,是第一根轴的同心圆放大:“这是外轴,空心设计,套在主轴上。外轴通过一套行星齿轮组,连接到低压涡轮的输出端。”
她停下笔,抬头看向围过来的工程师们:“高压涡轮驱动主轴顺时针旋转,低压涡轮驱动外轴逆时针旋转。两个旋转方向相反,扭矩相互抵消。”
有人在草稿纸上开始计算扭矩平衡。
“螺旋桨改为四叶。”朱琳继续画,“两组,每组四片,总共八片叶片。前组安装在外轴前端,后组安装在主轴前端。两组螺旋桨同向安装,但旋转方向相反——这就是共轴反转。”
图纸上,一个复杂的传动系统逐渐成型。主轴和外轴之间需要精密的轴承系统来支撑相对转动;两组螺旋桨之间必须有足够的间隙防止碰撞;齿轮箱要重新设计,功率分配要精确计算……
“最难的是这个。”朱琳在主轴和外轴的连接处画了一个复杂的剖视图,“差速同步器。它要保证两组螺旋桨的转速在任何工况下都保持预设的比例,同时还要能微调,以平衡可能存在的制造误差。”
黄文瀚盯着图纸,眼睛发亮:“理论上……完全可行。但制造精度要求极高,主轴和外轴的同轴度误差不能超过千分之三毫米。轴承必须是特种材料,要能承受高温、高转速和巨大的径向载荷。”
“那就用最好的材料。”朱琳放下铅笔,“从苏联进口的钛合金还有多少库存?”
“还有十二吨。”
“全用了。”朱琳拍板,“不够就从‘鲲鹏’项目的配额里调。李燕,你负责材料处理。秦川家的,你负责热处理工艺。黄文瀚,你带总体设计组,今天之内完成所有零件图纸。”
命令下达,车间瞬间沸腾。
数控机床的操作员开始编程,材料组去仓库调拨特种钢材,热处理车间点亮了高温炉。绘图板前,十几个工程师同时开工,计算尺的滑动声、铅笔的沙沙声、低声讨论的技术术语,在巨大的车间里回响。
午饭和晚饭都是送到工位上的。有人啃着馒头眼睛还盯着图纸,有人一手拿筷子一手按着计算器。车间里的灯一直亮着,窗外从白天到黑夜,又从黑夜到黎明。
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