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第205章 防冰系统设计 上

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    核心机又叫燃气发生器,是航空发动机中最难研制的部分,只要核心机研制完成,就意味着整台航发的研发进度就完成了50%。剩下的50%就是在核心机的基础上研发完整的涡轮风扇发动机了。

    不要以为剩下的工作有多轻松,告诉你,他依然充满了高风险。不说别的,光是航发的防冰系统,就让整个研发团队绞尽了脑汁。

    DG-200采用了全新的结构,导致原先用在PW-600上的防冰系统就不能再使用了,因此,DG-200的防冰系统就要重新设计。

    如果让保罗.威尔森亲自来设计,这种防冰系统对他来说没有丝毫的难度,但为了让那些菜鸟设计师能尽快的成长起来,于是保罗.威尔森经过李怡炫的批准后,决定让那些菜鸟设计师独自去完成这项任务,而保罗.威尔森只负责把关。

    于是这帮菜鸟悲剧了,你完全可以想象,这半年里保罗.威尔森把他们折腾的有多惨。

    先生防冰系统的总体结构设计,任何一个地方没有考虑到,都得推到重来,不但如此,相关的环境仿真实验还一个都不能少。

    好不容易把基本结构设计搞完了,接下来就要填充各个细节了,菜鸟们更是被折腾的够呛。

    虽然是有苦有累,但这帮菜鸟硬是没有一个选择放弃,他们知道DG-200是香港第一台,更是全中国第一台航空涡扇发动机,北方虽然在50年代就做出了航空发动机,可那只是涡喷的,而且还是仿制的涡喷。涡扇,更是连个影子都没看见。最后还要花重金引进英国的斯贝技术呢。

    而DG-200就不同了,虽然推力小的可怜,可从头到尾都是我们自己设计,自己制造的,是完全由中国人自己掌握核心技术的涡扇航发。

    这种从上到下的宣传,让每一个新晋的菜鸟设计师和工程师的心中,有一股强烈的使命感,这种使命感又让所有基层员工更是深受感染,使得公司的凝聚力变得空前强大。

    没有一个人叫累,没有一个人叫苦,严谨细致的去解决所有的问题,不少人还搬来了简易床,吃住都在公司里。

    来到航发设计所,看到那些年轻设计师脸上洋溢的笑容,以及所有员工那种积极向上的精神,让程霞是感慨不已。

    眼前的场景实在是太相似了,这简直是当年的大会战嘛,不知有多少年没有看到这种场面了,好像有十年了吧,自从那场运动一来,自己就再也没有见过类似的场景,取而代之的是各种批判和各种大字报,无数的科学家变成了“臭老九”被关进的牛棚。

    如今,曾经的一幕又出现在她的眼前,程霞的双眼湿润了。

    核心机的研制顺利完成,DG-200的研制也就进入了后半段,目前核心机在做最后的收尾,整机的工程研发也将开始,尽管所有人都忙得脚不沾地,可相关的工作都被安排的井井有条。

    为了保证首台涡扇航发研制任务的顺利完成,今天保罗.威尔森决定给这帮菜鸟系统的讲解下航发防冰系统的总体设计思路。

    嗨,香港太小了,航空人才是一个都没有,因此一切都要从头培养。

    虽然大家都非常的努力,但以他们目前的水平,也就勉强能独立的进行航发的防冰系统的设计。其他的,是想都不要想,离开了这些来自31世纪的机器人工程师和设计师,任何一个项目他们都玩不转。

    “要设计航发的防冰系统,首先就要了解这些冰是怎么生成的。那么航发上的冰是怎么形成的呢?”,航发中心的大型会议室,变成了临时讲堂,此时的保罗.威尔森犹如一名大学教授,在台上给学生们授课,“当飞机飞越较高湿度和接近结冰点温度的大气时,积聚在飞机表面的水汽就会形成冰,这就是冰的由来。

    那么,涡扇发动机那些地方最容易积冰呢?”保罗.威尔森手中的教鞭往墙上的图纸上一指,说道:“在涡轮风扇发动机的进气道,有两处最容易产生表面积冰的地方,就是进气道的唇口和风扇的转子。

    在风扇转子上,风扇叶片和整流罩表面上都容易形成冰。结在进气道或发动机部件上的冰会阻碍气流的并形成漩涡。在压气机入口前,这些漩涡会导致压气机的不稳定运行,进而导致失速和喘振。此外,风扇叶片上的冰还会导致不平衡,造成振动。

    此外,进气道脱落的冰碎片还会撞击风扇转子和风扇后的部件,造成发动机外物引入损伤的危险。”

    这时,下面一名年轻人举起了手,保罗.威尔森示意了一下,这位年轻人站了起来,“老师,我们该如何设计涡扇发动机的防冰系统呢?我和我的团队总共设计了三十多种方案,可没有一件获得了你的认可,我们到底应该怎么做才对?”

    保罗.威尔森微微一笑,示意这么年轻人先坐下,“这就是我今天要给你们讲的。其实,要设计涡扇发动机的防冰系统,没有你们想象中那么复杂,我之所以没有通过你们的设计,是因为你们把简单的事情搞复杂了,特别是想DG-200这种结构特别的简单的涡扇发动机,防冰系统的设计就更加的简单了。”

    保罗.威尔森的话音刚落,下面的人全都轰动了起来,“什么,防冰系统的设计很简单,我们把他搞复杂了!摆脱,我们可是参照英国RB199涡扇发动机上的防冰系统设计的好不好。”

    看着下面喧闹的人群,保罗.威尔森的教鞭在演讲台使劲的拍了几下,等大家安静下来之后,耐心的讲道:“你们刚才的议论我在上面都听到了,可我要提醒你们的是,英国的RB199可是三转子军用小涵道中推涡扇发动机,是欧洲狂风战机的动力核心。它的防冰系统很复杂是理所当然的。可大家别忘了,我们正在研制的DG-200推力只有4KN,干重还不到40KG,用得着这么复杂的防冰系统吗?”

    说完,保罗.威尔森拿起笔,在墙上的涡扇发动机结构图上画了一根线,这根线从高压机处起始,一直画到进气道的唇口。

    画完后,指着这根线,说道:“积冰是在进气道唇口滞止点附近开始形成的。为了防止这一过程,我们只需加热进气道唇口就足够了。”

    ……

    看到大家还在蒙圈,保罗.威尔森进一步解释道:“目前,对进气道唇口加热,国际主流的做法是用电加热方式,而我在这里采用的是热空气来实现,上面的那条线就是热空气输送导管,它的热原就来自于高压机。”

    这下,哪怕是个傻子都能看明白那根的线的代表的含义了,大家又轰动了。

    “我的天,居然还有这样的设计,我当初怎么就没有想到呢?”

    “是啊,是啊,这也太简单了,万万没有想到防止涡扇发动机积冰的方法居然会这么简单。”

    “怪不得这么多设计,老师都没有通过,我们的确把它复杂化了。”

    坐在暗角里的李怡炫的嘴角微微憋了一下,心道,“你们要是能想到就真是见了鬼了,这是罗罗公司在21世纪,瑞达700三转子涡扇发动机上的设计好不好。”

    在瑞达700以前,涡扇发动机的防冰系统的设计都很复杂,随着发动机越做越大,技术越来越高端,和人们对涡扇发动机越来越苛刻的性能要求,以及要求发动机有更好的易维护性,原来那种复杂的防冰系统,已经越发不适应未来发展了,因此,如何简化涡扇发动机的防冰系统,而又不降低防冰效果,就成了航空发动机制造公司的必修课。

    罗罗公司经过三十多年的刻苦钻研,终于突破了这层窗户纸。放弃结构复杂的电加热方式,选择从高压机上引来热空气,通过导引管道对进气道唇口进行加热。

    这个方法非常的简单,它就是一层窗户纸,捅破了就没有什么好稀奇的,属于典型的难者不会,会者不难。

    方法虽然简单,但有一项关键技术需要突破,那就是为了减少发动机的能量输出,以及防止进气道唇口过热,在热空气的输送导管的上游必须安装关断阀。而这个关断阀则是热空气加热的最大技术难点。

    别小看这个关断阀,空气经过高压机的压缩后,压力有多大,你就明白它的难点是在哪里了。是的,关断阀必须要能够承受超高压,功率越大的涡扇发动机,对关断阀的承压要求就越发的苛刻。

    通用的公司的GE90系列发动机大家不陌生吧,这款发动机是波音777的标配动力,推力最小的GE90,推力达到了460KN以上,推力最高的都超过了520KN。

    如此大的推力,那它的压气机产生的空气压力又该是多大?每秒1360.8~1482.8千克,这还是GE90的基本型的数据。

    而关断阀就要承受如此之高的压力,想想要做到这一点有多么的艰难。

    难道就没有减压的方法吗?当然有了,那就是热空气的导热口千万不要按在高压机的最后一级,哪里的压力实在是太高了。

    至于要按在那一级,必须根据压气机的级数和进气道唇口防冰的需求量,以及每级压气机参数的气压参数,由设计者根据实际情况来选定,既不能过高,也不能过低,尽可能的恰当好处。

    这样一来,就能够相对的降低关断阀的设计和制造难度了。