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第205章 防冰系統設計 上

核心機又叫燃氣發生器,是航空發動機中最難研製的部分,只要核心機研製完成,就意味著整臺航發的研發進度就完成了50%。剩下的50%就是在核心機的基礎上研發完整的渦輪風扇發動機了。

不要以為剩下的工作有多輕鬆,告訴你,他依然充滿了高風險。不說別的,光是航發的防冰系統,就讓整個研發團隊絞盡了腦汁。

DG-200採用了全新的結構,導致原先用在PW-600上的防冰系統就不能再使用了,因此,DG-200的防冰系統就要重新設計。

如果讓保羅.威爾森親自來設計,這種防冰系統對他來說沒有絲毫的難度,但為了讓那些菜鳥設計師能儘快的成長起來,於是保羅.威爾森經過李怡炫的批准後,決定讓那些菜鳥設計師獨自去完成這項任務,而保羅.威爾森只負責把關。

於是這幫菜鳥悲劇了,你完全可以想象,這半年裡保羅.威爾森把他們折騰的有多慘。

先生防冰系統的總體結構設計,任何一個地方沒有考慮到,都得推到重來,不但如此,相關的環境模擬實驗還一個都不能少。

好不容易把基本結構設計搞完了,接下來就要填充各個細節了,菜鳥們更是被折騰的夠嗆。

雖然是有苦有累,但這幫菜鳥硬是沒有一個選擇放棄,他們知道DG-200是香港第一臺,更是全中國第一臺航空渦扇發動機,北方雖然在50年代就做出了航空發動機,可那只是渦噴的,而且還是仿製的渦噴。渦扇,更是連個影子都沒看見。最後還要花重金引進英國的斯貝技術呢。

而DG-200就不同了,雖然推力小的可憐,可從頭到尾都是我們自己設計,自己製造的,是完全由中國人自己掌握核心技術的渦扇航發。

這種從上到下的宣傳,讓每一個新晉的菜鳥設計師和工程師的心中,有一股強烈的使命感,這種使命感又讓所有基層員工更是深受感染,使得公司的凝聚力變得空前強大。

沒有一個人叫累,沒有一個人叫苦,嚴謹細緻的去解決所有的問題,不少人還搬來了簡易床,吃住都在公司裡。

來到航發設計所,看到那些年輕設計師臉上洋溢的笑容,以及所有員工那種積極向上的精神,讓程霞是感慨不已。

眼前的場景實在是太相似了,這簡直是當年的大會戰嘛,不知有多少年沒有看到這種場面了,好像有十年了吧,自從那場運動一來,自己就再也沒有見過類似的場景,取而代之的是各種批判和各種大字報,無數的科學家變成了“臭老九”被關進的牛棚。

如今,曾經的一幕又出現在她的眼前,程霞的雙眼溼潤了。

核心機的研製順利完成,DG-200的研製也就進入了後半段,目前核心機在做最後的收尾,整機的工程研發也將開始,儘管所有人都忙得腳不沾地,可相關的工作都被安排的井井有條。

為了保證首臺渦扇航發研製任務的順利完成,今天保羅.威爾森決定給這幫菜鳥系統的講解下航發防冰系統的總體設計思路。

嗨,香港太小了,航空人才是一個都沒有,因此一切都要從頭培養。

雖然大家都非常的努力,但以他們目前的水平,也就勉強能獨立的進行航發的防冰系統的設計。其他的,是想都不要想,離開了這些來自31世紀的機器人工程師和設計師,任何一個專案他們都玩不轉。

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“要設計航發的防冰系統,首先就要瞭解這些冰是怎麼生成的。那麼航發上的冰是怎麼形成的呢?”,航發中心的大型會議室,變成了臨時講堂,此時的保羅.威爾森猶如一名大學教授,在臺上給學生們授課,“當飛機飛越較高溼度和接近結冰點溫度的大氣時,積聚在飛機表面的水汽就會形成冰,這就是冰的由來。

那麼,渦扇發動機那些地方最容易積冰呢?”保羅.威爾森手中的教鞭往牆上的圖紙上一指,說道:“在渦輪風扇發動機的進氣道,有兩處最容易產生表面積冰的地方,就是進氣道的唇口和風扇的轉子。

在風扇轉子上,風扇葉片和整流罩表面上都容易形成冰。結在進氣道或發動機部件上的冰會阻礙氣流的並形成漩渦。在壓氣機入口前,這些漩渦會導致壓氣機的不穩定執行,進而導致失速和喘振。此外,風扇葉片上的冰還會導致不平衡,造成振動。

此外,進氣道脫落的冰碎片還會撞擊風扇轉子和風扇後的部件,造成發動機外物引入損傷的危險。”

這時,下面一名年輕人舉起了手,保羅.威爾森示意了一下,這位年輕人站了起來,“老師,我們該如何設計渦扇發動機的防冰系統呢?我和我的團隊總共設計了三十多種方案,可沒有一件獲得了你的認可,我們到底應該怎麼做才對?”

保羅.威爾森微微一笑,示意這麼年輕人先坐下,“這就是我今天要給你們講的。其實,要設計渦扇發動機的防冰系統,沒有你們想象中那麼複雜,我之所以沒有透過你們的設計,是因為你們把簡單的事情搞複雜了,特別是想DG-200這種結構特別的簡單的渦扇發動機,防冰系統的設計就更加的簡單了。”

保羅.威爾森的話音剛落,下面的人全都轟動了起來,“什麼,防冰系統的設計很簡單,我們把他搞複雜了!擺脫,我們可是參照英國RB199渦扇發動機上的防冰系統設計的好不好。”

看著下面喧鬧的人群,保羅.威爾森的教鞭在演講臺使勁的拍了幾下,等大家安靜下來之後,耐心的講道:“你們剛才的議論我在上面都聽到了,可我要提醒你們的是,英國的RB199可是三轉子軍用小涵道中推渦扇發動機,是歐洲狂風戰機的動力核心。它的防冰系統很複雜是理所當然的。可大家別忘了,我們正在研製的DG-200推力只有4KN,乾重還不到40KG,用得著這麼複雜的防冰系統嗎?”

說完,保羅.威爾森拿起筆,在牆上的渦扇發動機結構圖上畫了一根線,這根線從高壓機處起始,一直畫到進氣道的唇口。

畫完後,指著這根線,說道:“積冰是在進氣道唇口滯止點附近開始形成的。為了防止這一過程,我們只需加熱進氣道唇口就足夠了。”

……

看到大家還在蒙圈,保羅.威爾森進一步解釋道:“目前,對進氣道唇口加熱,國際主流的做法是用電加熱方式,而我在這裡採用的是熱空氣來實現,上面的那條線就是熱空氣輸送導管,它的熱原就來自於高壓機。”

這下,哪怕是個傻子都能看明白那根的線的代表的含義了,大家又轟動了。

“我的天,居然還有這樣的設計,我當初怎麼就沒有想到呢?”

“是啊,是啊,這也太簡單了,萬萬沒有想到防止渦扇發動機積冰的方法居然會這麼簡單。”

“怪不得這麼多設計,老師都沒有透過,我們的確把它複雜化了。”

坐在暗角裡的李怡炫的嘴角微微憋了一下,心道,“你們要是能想到就真是見了鬼了,這是羅羅公司在21世紀,瑞達700三轉子渦扇發動機上的設計好不好。”

在瑞達700以前,渦扇發動機的防冰系統的設計都很複雜,隨著發動機越做越大,技術越來越高階,和人們對渦扇發動機越來越苛刻的效能要求,以及要求發動機有更好的易維護性,原來那種複雜的防冰系統,已經越發不適應未來發展了,因此,如何簡化渦扇發動機的防冰系統,而又不降低防冰效果,就成了航空發動機製造公司的必修課。

羅羅公司經過三十多年的刻苦鑽研,終於突破了這層窗戶紙。放棄結構復雜的電加熱方式,選擇從高壓機上引來熱空氣,透過導引管道對進氣道唇口進行加熱。

這個方法非常的簡單,它就是一層窗戶紙,捅破了就沒有什麼好稀奇的,屬於典型的難者不會,會者不難。

方法雖然簡單,但有一項關鍵技術需要突破,那就是為了減少發動機的能量輸出,以及防止進氣道唇口過熱,在熱空氣的輸送導管的上游必須安裝關斷閥。而這個關斷閥則是熱空氣加熱的最大技術難點。

別小看這個關斷閥,空氣經過高壓機的壓縮後,壓力有多大,你就明白它的難點是在哪裡了。是的,關斷閥必須要能夠承受超高壓,功率越大的渦扇發動機,對關斷閥的承壓要求就越發的苛刻。

通用的公司的GE90系列發動機大家不陌生吧,這款發動機是波音777的標配動力,推力最小的GE90,推力達到了460KN以上,推力最高的都超過了520KN。

如此大的推力,那它的壓氣機產生的空氣壓力又該是多大?每秒1360.8~1482.8千克,這還是GE90的基本型的資料。

而關斷閥就要承受如此之高的壓力,想想要做到這一點有多麼的艱難。

難道就沒有減壓的方法嗎?當然有了,那就是熱空氣的導熱口千萬不要按在高壓機的最後一級,哪裡的壓力實在是太高了。

至於要按在那一級,必須根據壓氣機的級數和進氣道唇口防冰的需求量,以及每級壓氣機引數的氣壓引數,由設計者根據實際情況來選定,既不能過高,也不能過低,儘可能的恰當好處。

這樣一來,就能夠相對的降低關斷閥的設計和製造難度了。