超级兵工帝国 第七十三章 航发总体设计（下）

(); 菲利普笑道：“有了压力P、体积V、温度T，气体的状态也就基本确定了，航空发动机的总体性能方案设计，也就是千方百计利用这三个量之间的关系，诱使空气分子们多干活、少吃饭。但在具体讨论总体性能方案之前，还有两个最基本的问题需要解决，那就是如何吸气、如何喷气。对于吸气，你空气分子不愿意主动进来，那就拉你一把。”

一名工程师问道：“咱们是通过压气机吸入空气吧？”

菲利普点点头道：“没错！压气机的多级风扇，就是个诱拐空气分子的帮凶，洞悉分子们喜欢大房子的特点，简简单单就把人骗进来了。少年，你想拥有自己的房子吗？你想鸽子笼变行宫吗？那就进来看看吧！通过风扇的高速旋转，大量的空气被甩向后方，造成风扇附近的空气分子越来越少，也就是空房无人入住！于是远处的分子们纷纷前来改善住房条件，没想到刚跑过来就被扔进后面的黑工厂当牛做马。就这样，吸气问题简简单单搞定。”

另一名工程师又好奇地问道：“可是喷气是怎么一回事呢？”

菲利普继续道：“喷气问题的解决有些麻烦。喷气发动机必须喷出高速气体才能产生推力，但这必须依赖较高的压比条件，内部压力与外界压力的比值越大，喷气的速度就越高。然而，内部压力是不会凭空升高的，必须要有一个费力压缩的过程。为使发动机内部压力增大，必须使用压气机。在大蒲扇一样的压气机叶片强力扇动下，空气分子们被迫往后走。而压气机流道又被设计成前高后低的样子，叶片也一级比一级短，于是越往后走越拥挤，最终达到增压的目的。其实从这一角度来说，最前面的风扇也是一个压气机。只不过从用途来说，风扇的主业是把空气分子们诱拐进来，主要的压缩过程是由后面的增压级和高压压气机实现的。”

比利想了想又问道：“那么咱们的总体设计到底是从哪里开始呢？”

菲利普认真道：“喷气发动机的工作过程是一个不停吸气－压缩－燃烧－膨胀－喷气的循环。空气分子们从大气中来，又最终混入大气，真是尘归尘，土归土，因果循环。也因此这一点，发动机各部件、流道各截面的压力、温度、流量等循环参数选取就是喷气发动机的整体方案设计开始的。比如根据现有技术水平，最终设计出的压气机效率很可能比较低，那么没办法，把高压涡轮的效率指标向上抬一抬，或者温度再提高个十度二十度的。经过各种取舍和平衡，就得到了整个工作循环的关键参数，涵道比、总压比、推力、耗油率、高低压轴转速，以及各部件的性能参数，如流量、温度、效率、压比等。根据这些参数，还可以继续计算出发动机整个流道的大概尺寸框架，即初步流道。有了初步流道，有了各部件需要达到的性能指标，终于可以发给各专业进行具体设计了呢。”

梅塞施密特听得感慨道：“没想到这种喷气发动机看起来比活塞发动机结构还要简单，但是设计起来却要复杂得多，没有全面的理论知识根本不可能完成一台喷气发动机的设计呀！”

菲利普连声应和道：“是呀！为了保证总体指标达标，涡轮效率低了，压气机就要高。进气道一家霸道了，后面的部件都要倒霉——这时候，争吵就不可避免了，地主家也没有余粮啊，凭啥分给它的指标这么低？我们专业也难啊！在这种压跷跷板的过程中，总体方案的设计师们必须学会带着镣铐跳舞，学会在钢丝上找平衡。”

顿了顿，菲利普继续道：“其实，战战兢兢走钢丝的情形未必全部发生在指标分配环节，后续的设计过程也难以避免。比如部件设计完成后进行的整机加减速控制规律设计，那就是典型的左右打脸型工作。油加猛了，用力过度，加速工作线直接奔着喘振区或者超温超转区去了，很可能造成涡轮超温，或者直接把压气机搞喘了。油缓缓地加，发动机倒挺安全，加速时间太长，复飞时飞机都要坠地了你推力还没升上去呢，更要命！同样的，减速时收油太快，工作线一头扎进贫油区，燃烧室直接熄火罢工了。减慢点呢，飞行员又不干了，跑道就那么长，我刹车都用上了，你推力一直这么大是什么意思？！”

比利一脸的苦笑：“那咱们以后的道路还真是漫长而曲折呀！”

菲利普点点头道：“没错！别看我说来头头是道。但是我只是理论上比你们要知道得多一点儿。最后真正要靠的，还是你们这些工程师呀。当然，成功总是曲折的。很可能部件设计后个别指标确实达不到，那就要拿来进行整机性能匹配评估，如果评估后发现飞机的要求还是能达到的，那局部的不达标也只能捏着鼻子认了，所以做总体方案时会留点裕度了！评估后不满足飞机要求？呵呵，走好不送！这台发动机也就只能送到废物仓库或是航空博物馆去了。”

梅塞施密特拍了拍菲利普的肩膀道：“菲利普，你真是给我们上了一堂生动的课啊！我想今天在场的各位，包括我，收获都是巨大的。听你这么一说，我决定这个喷气发动机再难，我们也要搞出来！不但要搞出来，我们还要抢在英国人前面，最近我得到消息，咱们德国政府要成立航空部，听说还要定期举办航空竞赛，我想咱们的飞机要是能在这个竞赛上面取得冠军，名气就会越来越大，将来的发展也就会更快更好。”

菲利普惊讶地道：“要成立航空部？这么快呀！我想有了涡轮增压器和变矩螺旋桨，咱们的M20运输机也能在竞赛上大放光彩吧？”

梅塞施密特点点头道：“对，我想咱们受到的限制可能会慢慢放开，所以将来研制战斗机也不是不可能了！”

菲利普心里暗道：德国航空部不是1933年才成立的吗？现在不过是1931年秋，难道说这个时空的历史改变了？不会是因为自己穿越过来，引起了蝴蝶效应吧？那么，二次世界大战会不会发生呢？还有希特勒又会不会是原来那个希特勒呢？