作者:520农民
冷涵作爲師姐,外冷內熱,組織能力最強,又是師姐,說道:“我現在安排一下任務。
金師弟,你擅長機械方向設計,你用AD畫C919的機身,材料用鋁合金加鈦合金,一定要耐摔,但也考慮到重量問題,我們申請金屬3D增材工廠那邊加工就行,費用就用我們的科研經費;
尉爭、華雲、小望,你們三個分別負責遙控和點火系統、起降系統、電池與電機問題,不懂就去問相關專家,要懂得利用資源,
我負責解決發動機問題,你們要是有問題解決不了,我來協調。
發動機我打算採用渦扇發動機,這方面我也不是很精通,實在搞不定,只能去請教那些專家和老師了。
比例變小,很多東西變得複雜化,不一定成功。
這個航模,就當是我們第一個項目了,爲真飛機研發打下基礎。
第一個航模,哪怕不能起飛,也要能換鋰電池和電機,保證正常滑動,至少能讓老師小孩玩一玩。
地上滑行,渦扇發動機就不能啓用,要考慮到小孩安全問題。”
他們要做的航模結構肯定要比一般航模複雜多了,但肯定比真機簡單多。
冷涵要做縮小版渦扇發動機,如果不借用星海集團的金屬3D增材設備加工,根本無法實現,很多零部件根本不能無限制地按比例變細。
民間都有人DIY做出來縮小版渦扇發動機,冷涵要做得專業一些,推重比要求高,自然要求更高。
冷涵她最近一年接觸了不少機械知識,實際已經學到大四的專業知識了,這還是老師經常指導他們,纔有些進步,要不然,在很多知識他們短時間內消化不了。
她並不是眼高手低,實際上,最近幾個月,他們都在跟公司的航空發動機項目組學習,做難的不行,最簡易版本,再利用公司的資源製造還是可以的,實在不懂,可以問專家,專家不懂,可以再請教老師。
做出來的渦扇發動機,可能壽命只有幾百個小時,甚至幾十個小時都有可能,想象真機那樣壽命上萬個小時,那不可能的。
用到渦扇發動機,而且還是用金屬3D增材設備製造主體,個別部件需要精密加工,光這個製造成本就得十萬以上。
一般航模發動機用有活塞發動機、固體火箭發動機、二氧化碳發動機和脈動式噴氣發動機等。
目前比較昂貴的航模,可能要幾十萬元,多則上百萬,但冷涵的要求可不能那麼低,他們利用星海集團的高端設備製造,有最好的資源,不缺資金,如果弄出一個傳統航模,那就是丟老師的臉了。
要做,就做世界第一牛航模,能有真飛機那些基本功能。
“師姐,預算多少?比例多少?”金偉問了一個關鍵的問題。
雖然他們能夠借用星海集團的資源,但該向工廠付錢還是得付錢,老師已經向財務部門打過招呼,他們可以直接到財務部報銷,實在沒錢,也可以到財務部門預支活動費用,最後報銷。
老師給他們的科研費用是一億元,他們自己可以隨意支配,但必須用在搞科研上面。
老師給他們個人獎勵一千萬元,也是見過大筆資金了,五人也沒想過亂用科研費用,也許老師不管這些,但他們自己心裏過不去。
冷涵思索了下,很快得出結論,說:“每人一百萬元預算,不夠就兩百萬,總預算不超過一千萬。C919長度達38.9米,按照鍾華雲的建議,我們弄一比十五就行了。金偉你要儘快畫出圖,大概算出航模重量,我要計算出得多少推力的發動機,還要計算結構強度行不行,我們做這個航模,是爲今後打基礎,可不能丟老師的臉了。
目前C919炒得比較熱,總有一些土豪的,說不定我們能賣出幾架收回成本。”
“嘖嘖,製作成本數百萬的航模,想想就興奮。”
“爭取在元旦之前做出來,實在不行,只能延後了,等老師的兒子兩週歲再送也行。所以,我們時間很緊,這一個月,大家得拼了。”
五人喫完飯,繼續討論設計可行性和可靠性問題。
他們搞這些根本不用考慮錢的問題,老師時間寶貴,肯定不在乎這些錢,最重要的是,他們能不能學到知識,未來能不能幫得上老師,否則就是浪費老師的寶貴時間。
沐陽不知道他的五個學生在折騰航模,這五個學生,他打算培養他們往航空航天和核方向發展,像金偉和冷涵,學完大一大二基礎課後,專業課程偏向航空航天。
冷涵雖然是數學系,但也是航空航天方面的應用數學,也要求她懂一些航空航天的知識。
沐陽目前正在推進XH-AN05-01渦輪風扇發動機研製。
星海集團目前研發的XH-AN05-01渦輪風扇發動機,推重比爲8;
而國產戰鬥機所用的渦輪風扇發動機10B太行發動機,推重比達到8.5,是不是10B太行發動機就比XH-AN05-01先進?
並不是!
渦扇10B太行發動機在君用方面只能達能合格水平,與發達國家的君用渦扇發動機相差很大。
至於民航渦扇發動機,還沒有像樣的成品。
用於戰鬥機上面的渦扇10B太行發動機,能有8.5的推重比,那是因爲它比民用渦扇發動機多了一個加力燃燒室!
加力燃燒室有什麼作用?
簡單地說,提高氣流溫度用以短期內增大發動機推力。
這個增加的推力就非常大。
一般來說,推力可以增加到50%,甚至更大!
使用加力燃燒室,發動機的結構更復雜,比如加力燃燒室中的氣流還會出現強烈的壓力振盪,這種現象稱爲振盪燃燒。振盪燃燒會引起結構零件振動、筒體過熱熄火,甚至加力燃燒室損壞等。
因此,對君用發動機的要求更高。
XH-AN05-01渦輪風扇發動機屬於民航發動機,大涵道比。
外形方面,與戰鬥機外形有非常大的明顯,民航發動機,粗而短;
而君用發動機,細而長。
不管民用還是君用,其核心都是一樣的。
如果說,星海集團利用XH-AN05-01的技術,增加了加力燃燒室,製造君用渦扇發動機,那麼推力可能可以達到恐怖的12,甚至更高都有可能。
醜國F35隱形戰機裝備的F135發動機是世界上技術水平最高的發動機,推力近20噸,它屬於五代發動機,
當然,它存在不少致命缺陷。
那它的推重比達到多少呢?
11.67!
所以說,星海集團真的搞君用渦扇發動機,使用XH-AN05-01的技術,技術水平要比F135更高。
而且,XH-AN05-01還有一個特點,那就是噪音小,穩定性更好。
如果沐陽打算採用AN06第六代技術,民航推重比就有10,增加加力燃燒室後的君用發動機,推重比可能達到15以上。
航空發動機的噪音非常大,如果是民航飛機,太大的噪音,旅客耳朵很難受,特別是有些民航飛機,時常晃動,除了飛機被氣流影響,其實跟發動機的穩定性有很大關係。
沐陽打算做出民用XH-AN05-01,未來就打算研製君用XH-AN05-01。
當然,命名可能不是XH-AN05-01,可能是“XH-AN05-01J”,“J”代表“君用”。
至於渦輪噴氣式發動機,其高空高速性能教好,但低空性能不如渦輪風扇式且耗油量大,所以現在渦輪噴氣式在飛機上已經漸漸淘汰了。
第474章 計劃與實際偏差太大
“阿三那邊正在研發君用渦扇發動機,沒有成功。”
“嗯,剛剛報道出來,截至2014年12月,他們在卡佛裏GTX-35VS項目上研製總成本已高達33億美元,這科研經費比我們多了不知多少。”
“哎,推重比7.47,這還是增加了加力燃燒室,還沒有我們的民航發動機推重比高,他們那發動機只能算是二代,發動機的風扇爲3級軸流式,採用跨聲速設計。軸流式倒沒錯,但如果基礎功沒打好,特別是他們對材料的質量管控,呵呵,說不定材料都沒有合格,就貼合格標籤了。”
“聽說他們這個項目,從1986年就開始立項了,這都搞了三十幾年了,真有毅力呀。”
航空發動機項目組的幾名科研人員一邊工作,一邊在聊剛剛媒體報道的阿三卡佛裏GTX-35VS發動機,又失敗了,所以媒體重點報道,不少樺國人看得津津有味。
嗯,幸災樂禍的感覺真棒。
項目組的組長聽到幾個同事在聊這個話題,忍不住批評他們:“這有什麼好嘲笑的,我們目前研製的發動機,還是依靠董事長,你們以爲自己很牛比呀。”
“組長,我們沒有嘲笑人家,只是說,看到人家倒黴了,就很高興。”
“好吧。”組長也忍不住笑起來,但他一下子就變臉了,“呵,拿落後的國家發動機來對比,你們真有臉呀,怎麼不拿GE(通用電氣)或RR(勞斯萊斯)來對比呢?”
在這漫長的接近100年裏,GE航空在技術創新方面屢次創下各種“第一”的記錄,比如醜國第一臺噴氣式發動機、世界上單臺引擎推力最強的民航發動機、最優越的民用引擎、最強大的渦輪軸發動機系列都是GE的傑作。
勞斯萊斯可不止製造汽車,它也製造航空發動機,空客旗下的一些機型就是採用了勞斯萊斯的發動機。渦扇發動機領域裏僅次於GE的品牌。
世界三大航空發動機生產商,GE、RR之外,還有醜國普拉特惠特尼,簡稱PW,是世界知名的君用渦槳/渦扇發動機製造商、直升機用渦輪軸發動機及民航製造商。
組長沒說PW,就是覺得PW的渦扇發動機不如GE和RR。
突然間,大家看到董事長走進實驗室,都自覺地閉嘴。
好像,董事長站在門口有一會了吧。
沐陽臉色平靜,向組長說道:“我看你們討論卡佛裏挺有興致的,要不,你們乾脆開一個討論會吧,回顧和總結卡佛裏航空發動機研製發展歷程,進而分析導致其發動機研製受挫的原因,看看能不能從中受到啓發,對我們的航空發動機研製發展道路、形成以市場爲導向的技術和制度創新具有一定的借鑑和參考價值。
還有,討論完之後,每個人寫一份不低於五百字的技術總結。”
說完後,也不管這些呆滯的員工了,他要到其它實驗室考察。
等他走之後,大家臉色瞬間拉垮下來,耷拉着腦袋。
一名組員苦笑:“組長,我們要不要開會討論卡佛裏?”
組長似笑非笑:“你覺得呢?”
“那還是開吧,哎,無妄之災呀!”他們可不敢把董事長的話當放屁。
“誰叫你們瞎嗶嗶,還被董事長逮住。”
“董事長神出鬼沒的,走路都不帶聲音,我是沒注意到。”
“問題怎麼推到董事長那邊去了,怎麼不說自己嘲笑阿三,科研態度不端正呢。”
“好吧,的確有一些嘲笑了,態度有問題,真不怪董事長。”
“董事長說的話也沒錯,分析一下人家的失敗原因,也是學習,半個小時後,全體組員小會議室開會。”組長嚴肅說道,最近董事長來實驗室次數比較多,非常關注航空發動機研製進展。
自從董事長髮資料後,已經過去將近半年時間,樣機還沒有出來。
目前,XH-AN05-01航空發動機的主結構已經加工好,大部分零部件都做好了,主要是有些零部件沒有,需要定製或自主研發,這個週期就拉長了。
樣機沒有裝出來,大家也不知道會出現什麼問題,最怕的是一個零部件出問題,牽扯到整臺發動機,一動而牽發全身,那纔是最惱火的。
目前,沐陽在解決塗層的問題。
他來到塗層實驗室,幫研發人員分析幾個問題後就回到辦公室。
剛坐下來沒多久,他的學生金偉進來向他請教問題。
每一週,沐陽都要抽出一些時間來指導學生,每名學生每週大概有半個小時到一個小時的指導時間。
金偉恭敬地問道:“老師,我現在有個疑惑,我們現在研究的發動機軸類零件一般採用什麼塗層?”
實際上,他們正在爲老師做一個航模,遇到了不少問題,並沒有他們想象的那麼容易。
這麼一對比,才發現老師真的是牛比。
“高溫耐磨塗層吧。”沐陽沒有直接回答詳細問題,而是轉問,“你現在熟悉材料了嗎?”
“書是看完了,但應用方面,不是很熟悉,然後去查塗層材料,發現太多型號了,不知道如何選用。”
“光耐磨塗層型號,國內外就有上百個型號,這還不包括一些廠商自己定的型號,你記不住很正常,而且也沒這方面資料幫你彙總,這方面的資料並不多。
你記材料,不用去記那麼多,除非你記憶力非常好,但不管如何,都不是研究材料的正確方法。
如果你真的要深入研究材料,那你要懂得每一種元素的特性,包括其晶胞結構。”沐陽耐心解釋道,“發動機的軸類零件多采用WC-Co塗層,封嚴環以及緣板配合面採用CoMoCrSi塗層,篦齒採用Al2O3-SiO2塗層,而抗沖蝕多采用TiN塗層,我說這幾點,你發現了元素方面有什麼區別沒有?”
沐陽看他搖頭,也不爲難他了,他這學生才接觸材料沒多久,如果沒有深入材料幾年時間,也很難搞明白。
“Co鈷、Mo鉬、W鎢、SiO2都有耐高溫或防高溫蠕變的特性,就舉個例子,純鎢的熔點3420攝氏度,以前的老燈泡就採用鎢絲作爲耐高溫材料,現在有些農村家庭還用這種燈泡。
既然鎢它有這個特性,很多材料就加入微量鎢元素,就是提高材料的耐高溫性能;
Co鈷和Mo鉬的耐高溫特性又不一樣……”
“所以,你要熟悉材料,就不必去記那麼多材料型號,但要懂得查資料,只要你懂得常用材料元素的特性,大概有十幾種常用元素,加多少微量對材料造成什麼影響,就懂得使用選用材料型號,根本不需要記什麼材料型號,你只要看到材料的化學百分比,甚至就能懂這種材料是幹什麼用的,八九不離十。
當然,哪怕化學成分一樣,製造出來的材料性能差異也非常大,這就是各個廠家工藝和設備問題了,但材料的特性,不會因爲工藝和設備而改變。”
沐陽在跟學生解釋時,也給他開掛,加快學生對材料的理解。
“哦,謝謝老師,我發現懂了許多。”金偉感激說道,他本來還有不少疑惑,但聽完老師一番話,茅塞頓開,根本不需要老師再多指點了,也懂得查材料選用材料了。
金偉又問:“老師,那個塗層厚度一般根據什麼來選用的?”
沐陽說:“目前國內外也沒有一個具體的標準,塗層也不是越厚越好,但太薄肯定不行。
像高溫塗層,常常混有Co鈷、Mo鉬、W鎢等元素,註定塗層的硬度就比較高,硬度度,相應地,它的塑性就比較差,如果塗厚了,就容易龜裂,如果太薄了,那就達不到效果。
具體有多厚,得看工藝,等離子噴焊STL那邊,你可以去了解一下,一般不會超過五個毫米,它那屬於原子間結合,不像噴漆那樣,在上面覆蓋一層;
如果不是原子間結合,像滲碳滲氮,塗層不會太厚的,一般不到2毫米,正常也就0.5到1.2毫米。”
“老師,我們的發動機很多零部件採用金屬3D增材設備製造,塗層是原子間結合嗎?”
“是的,實際上就是激光堆焊,只不過我們控制內應力控制得好,所以沒什麼變形。
正常來說,像耐高溫材料塗層,都是傳統堆焊方式,基材會變形,而且厚度很難控制。