学霸的军工科研系统 第893章

　　长远来看，高超声速武器的未来仍然是标准乘波体或类乘波体外形，搭配超燃冲压发动机作为动力。

　　因此，肩负JF14超高速风洞研发任务的高温气体动力学实验室，也同时在进行着紧锣密鼓的工作……

　　几座JF系列风洞都是上百米总长、几米出口直径的庞然大物，不可能像之前的JF-X缩比风洞一样，直接安装在力学所里面的一个房间里面。

　　因此，为了安全和保密起见，从大约半个世纪之前，当时还是郭永怀先生率领的超高速风洞研发团队就在聂帅的支持下，于京城北部远郊的怀柔设立了风洞基地。

　　并在随后几十年里逐渐发展成为了空天飞行高温气动国家重点实验室。

　　已经建成的所有超高速风洞，都在这座科学城之内。

　　当然，也包括正处于建设当中的JF14——

　　在大约半年前成功验证了二维Chapman-Jouguet燃烧方程解析解的正确性之后，姜宗霖很快便完成了一系列风洞辅助系统的设计工作，并初步确定了激波反射腔和辅助爆轰段的相关参数。

　　但C-J方程只能解决爆轰驱动段的设计问题，不可能直接把整座风洞完全在纸面上呈现出来。

　　设计出来是一回事，能够安全工作是另一回事。

　　JF14最终的设计气流总温超过8000K，并且预留了未来升级到10000K以上的可能。

　　即便力学所在超高速风洞领域已经走在了世界的最前列，但仍然对于这一温度范围内的风洞工况了解很少。

　　再加上长达毫秒量级的试验持续时间，更是让整个项目进入了几乎完全未知的领域……

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　　京城，怀柔。

　　姜宗霖的设计研发团队正围拢在一座巨大的风洞控制台附近，照例以一次早会开始全天的工作。

　　只不过，今天坐在最中间的，却是于鸿儒院士。

　　而姜宗霖本人，则站在挂着幕布的墙边，介绍着风洞研发工作的具体进度：

　　“JF14风洞的工作原理是通过入射激波在被驱动段末端的反射为喷管流动生成高温高压气源。入射激波的末端反射确实提高了实验气体的压力与温度，但也带来了很大的熵增，给实验结果带来了额外的不确定度。”

　　“另外，激波反射腔加辅助爆轰段的两级反射，也显著增加了风洞的极限载荷，其实仅从爆轰驱动段的角度考虑，对于激波管里具有同样压力和速度的实验气体，通过激波非定常膨胀，可以把后部气体的部分能量转移给前部气体，从而进一步提高前面气体的动能。”

　　“但在确保风洞结构安全的情况下，目前能够容许的实验气流最大速度大约为6km/s，总温为8500K……”

　　“……”

　　端坐在位置上的于院士听罢沉思许久，才缓缓点了点头：

　　“目前能做到8000K一级的总温和6km/s的流速，就已经足够常院士那边的应用需求了，至于你后面讲到的激波膨胀增焓，在理论和工程上的研究都还不太充分，目前最重要的，还是对每个单独系统，以及风洞的主体结构分别进行验证和测试。”

　　“我看到你们对气源、加热、真空、减压等几个系统都已经进行过检测，但在今天的爆轰驱动段满负荷工作测试之前，还有几个细节需要最后确认一下……”

　　在重新出山的老院士指挥下，整个项目团队有条不紊地工作起来。

　　风洞，尤其超高速风洞，属于不折不扣的“开机一时爽，准备火葬场”。

　　像JF-X那样随便等等就可以开机的情况，在大型风洞上是根本不可能实现的。

　　以气源系统为例。

　　持续时间只有毫秒，甚至微秒级别的一次测试，就需要空压机持续工作最少250-300分钟。

　　并且每次测试之后，都需要重复进行充气。

　　而如果要连续进行多次测试，那还需要在中间让空压设备冷却一段时间。

　　各种步骤全都算下来，哪怕工作人员日夜倒班不停转，每天平均下来也最多只能进行不到3轮测试而已。

　　因此，对于每一次启动，都务必慎之又慎。

　　直到当天中午，技术人员才陆续完成各项检查，回到被保护良好的风洞控制室——

　　连JF-X那样体量的小风洞都不允许启动时有人在现场。

　　更不用提这些动辄几千K总温的庞然大物了。

　　很快，位于第一工位上的操作人员沉声汇报道：

　　“气源系统报告，空压机运行时间288分钟，气源压力47.93Mpa，已达到设定区间……”

　　“加热系统报告，预热时间210分钟……”

　　“真空系统……”

　　“点火系统……”

　　“……”

　　随着一阵阵报告声响起，面前的屏幕上，三排指示灯逐一由红变绿，意味着已经达到了启动条件。

　　于鸿儒院士站在自己的得意门生身后，伸出一只手轻轻压在前者的肩膀上，缓缓深吸了一口气：

　　“点火！”

　　JF14的点火装置，是一把钥匙。

　　在听到于院士的声音之后，早已准备就绪的姜宗霖猛地拧动钥匙柄，发出“咔哒”一声。

　　紧接着……

　　当然是风平浪静。

　　风洞的工作过程是点火、爆轰、吹气瞬间完成，更何况控制室距离爆轰驱动段很是有一段距离，当然不可能被正常工作状态下的风洞波及到。

　　只有显示器上的众多参数迅速开始跳跃。

　　直到整个运行状态结束，几条压力-时间曲线也重新归于零点，才有耳朵比较尖的人听到微弱的“噗噗”声。

　　三排指示灯仍然处于绿色，说明本次测试涉及到的所有系统均未出现异常。

　　这让一直对洞身结构强度有些放心不下的姜宗霖总算松了口气：

　　“各系统注意，准备冷却减压……”

　　他一边下达着后续指令，一边轻车熟路地选定了风洞的工作数据，准备进行整理并导出。

　　而就在这个所有人都以为万事大吉的当口，姜宗霖却突然感觉到，自己肩膀上的那只手猛地一颤，接着用力捏紧……

　　还没等他吃痛出声，就听到身后于院士略显急促的声音：

　　“等等！”

　　所有人瞬间停下了手上的动作，转头看向总指挥台的方向。

　　“驱动段出口的总温数据不对！”

　　几乎在于鸿儒话音落下的同时，姜宗霖也已经看到了屏幕上总温计算结果。

　　“7565K……”

　　虽然从文字游戏的角度来讲，这个数字也可以勉强被称之为“8000K级别”。

　　但所有人都清楚，本次测试确定的总温值，应该在8300K附近。

　　差出近10%，显然很难被当做单纯的测试误差来对待。

　　一时间，整个控制室内的气氛，都因为这个数值而变得紧张起来……

第1215章 能量去哪了？

　　其实按一般工程经验来说，一个大型设备首次进行测试，发现某项参数偏低10%，属于设计过程中再正常不过的情况。

　　都应该是留出过余量的。

　　尤其总温这种数据，其实偏低比偏高好。

　　至少安全。

　　包括过去已经建成的几座JF系列风洞，也都是经过多轮设计调整之后，才逐渐向最初的设计值靠拢。

　　但JF14在设计时采用了严格的二阶C-J方程解析解，而不是像过去那样靠数值计算和经验相结合。

　　所以，至少在爆轰驱动和激波反射这两个核心单元上，最终体现出的误差应该比较小才对。

　　面面相觑一番过后，控制室里的一众人还是把目光集中在了指挥台后面的姜宗霖和于鸿儒二人身上——

　　毕竟，只有他们才能下达最终决策。

　　“看一下气流膨胀数据。”

　　于鸿儒并没有马上拍板。

　　风洞试验嘛，再怎么急也不在这几分钟时间。

　　很快，姜宗霖便在电脑屏幕上调出了一条波动幅度先弱后强的压力信号-时间曲线。

　　“波动中心在740.3mV，对应的气流速度6175m/s，持续时间大约是125μs……”

　　他一边报出图上的几个关键数据，一边眉头稍稍舒展开来：

　　“气流数据倒是一切正常……这个稳态持续时间甚至比我们的预期还要稍微好一些，压力波动也很小。”

　　身后站着的于鸿儒脸色也好转不少，连连点头：

　　“嗯……确实已经遥遥领先于其它国家同类型的膨胀风洞了。”

　　虽然这话完全是一个事实判断，但要是从姜宗霖口中说出来，未免有些自吹自擂之嫌。

　　而他作为对方的老师，就完全没有这方面的顾虑了。

　　控制室原本几乎凝固起来的空气，都因此而稍微松弛了一些。

　　不过，姜宗霖的表情很快又带上了些许困惑：

　　“既然这样，那说明常院士给出的计算方法，还有我们确定下来的设计步骤，都应该是没有问题的，但唯独总温方面……”

　　“……”

　　他说着轻叹口气，翻开放在旁边的笔记本，但动作却有些漫无目的。

　　这种情况，在他近三十年的研究生涯里，都从未见过一次。

　　实在不知道要去哪寻找解决方案。

　　经验更丰富的于鸿儒则双手背过身去，低头来回踱步不语。

　　显然也在思考。

　　几分钟后，他啪地一声踏出，接着停住脚步：

　　“这样……先检查一下总温相关的传感器，确定不是测量过程本身出的问题。”

　　话虽然是这么说，但风洞为了保证数据可靠性，像压力、温度这些核心传感器都是采用双备份制度。

　　如果三套测量系统的结果之间相差太大，系统就会直接报错，而不是机械性地给出一个无意义的均值。

　　所以于鸿儒也没指望真靠这一手来解决问题，而是继续道：

　　“如果传感器没问题的话，等会冷却和泄压过程结束之后，让技术人员去现场检查一下洞体的结构情况，如果确定没有安全隐患，那就下次测试先提高3%的参数，看看总温会相应产生什么变化……”

　　工程上的事情，有时候确实说不太清。

　　但问题总要解决。

　　在保证安全的前提下，工作总还是要按照计划继续推进下去。

　　况且除了总温以外的其它数据全都正常，也确实超出了过去的经验。

　　当然，为了保险起见，他并没有一步到位地直接调高10%。

　　而是决定先试探一下。

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　　随着于院士一声令下，整个项目团队又重新行动起来。

　　作为正向爆轰驱动风洞，虽然JF16多出的激波反射腔和辅助爆轰段给设计过程增加了很多难度，但它们本来也是爆轰驱动段的一部分，所以在事后维护和检修方面反而比几个老前辈要稍微省事一些。

　　因此，众人很快便轻车熟路地完成了刚才的全部要求。

　　风洞结构，全部安全！

　　这个结论让姜宗霖心下稍安，抬起手腕看了看表：

　　“让同志们休息一下，下午三点准时进行第二轮测试！”

　　风洞的操作过程完全自动化，并没有什么体力活，但长时间集中注意力仍然不是一件容易的事情。

　　不过，在下完刚刚那条指令后，姜宗霖自己却并没有去休息。