第1601章 气动增稳，这下总算是用上了

作者:十月廿二 | TXT小说下载 | 返回目录:1704章/1771章 | 上一节 | 下一节

    “常院士！刑总！”数据分析中心的负责人尹开宪从主控台前站起身，快步迎了上来，“我正准备联系你们呢，没想到你们来的比我电话都快！”
      
          常浩南只是点了点头，目光直接投向主控台前方那块巨大的显示屏：
      
          “结果怎么样？”
      
          实际上，他当年在涪城用这套风洞的时候，尹开宪甚至还没入职航空工业集团。
      
          虽然这些年已经逐渐脱离了普通航空器的研发工作，但对于哪台风洞在什么任务下需要多长时间，还是基本可以做到心中有数。
      
          “刚处理完！”尹开宪一边引着两人走向主控台，一边忍不住赞叹“常院士，刑总，这‘驺虞’的设计，真是……出神入化！”
      
          他指着屏幕上定格的模型三维图：
      
          “在这么紧凑的体积内，实现了从亚音速到高超音速如此宽广速域的低阻力设计，同时还兼顾了内部必要的空间容量……”
      
          “……”
      
          成套的溢美之词脱口而出，听得出有几分恭维的意思，好在也确实言之有物。
      
          “尹主任好话还是留着庆功宴上说。”常浩南抬手，温和但直接地打断了对方，“我们这次是来找问题的，所以……直接看最重点的三个部分吧。”
      
          作为一种高超音速飞行器，“驺虞”并不需要像常规飞行器那样在中低速段闪转腾挪。
      
          所以只需要关注起降、跨音速和最高速（约Ma=1.8）三个关键部分就行。
      
          这些区间能顺利过关，其它速度段就更不会出问题。
      
          “明白！”尹开宪立刻收住话头，神色一肃。
      
          他不再多言，迅速操作控制台。
      
          很快，面前的三块屏幕上，并列显示出三组气动数据曲线和相应的流场云图。
      
          “请看。”尹开宪指着屏幕，“这是‘驺虞’在三个最典型、也最考验设计的飞行状态下的核心气动数据：起飞/降落状态（Ma1.7）。”
      
          常浩南和刑牧春同时向前踏出一步，俯身凑近屏幕前。
      
          尹开宪当然不可能干等着让俩人自己慢慢看，赶紧介绍道：
      
          “正如刚才所说，乘波体构型在偏离其最优设计点时，流场波系的匹配度会下降，气动效率不可避免出现衰减。这是物理规律。”
      
          “但得益于极其卓越的升力匹配设计，以及前体、进气道、动力舱高度融合的一体化布局，总体升力和关键速度段的升阻比，完全满足自主起飞、平飞加速直至达到临界速度的要求！”
      
          “而且，”他补充道，指向一组推力数据，“配合那台改进型的涡喷14，动力储备也还算充裕，单纯完成起飞、加速到Ma1.7这个过程没有问题，还能留出大约7-8%左右的冗余。”
      
          个位数百分比动力冗余对于一般飞机而言当然完全不能被接受。
      
          但高超声速飞机因为带着两套动力装置，因此在全速域范围内的理论冗余度一般都只有3%-5%。
      
          7-8个点，已经是常浩南努力挤出来的结果了。
      
          常浩南点点头，然后把目光移向了中间那组跨音速状态的数据，尤其是其中一条标记为“横向净稳定导数”的曲线。
      
          神色紧跟着就变得凝重起来。
      
          “最大的风险点，反而出现在跨音速区段。”
      
          尹开宪也适时补充道：
      
          “为了追求高超音速性能，‘驺虞’采用了小展弦比的气动部件设计，这当然是必要的，但也带来了一个副作用，就是横航向安定面的设计裕度被压缩得很小。”
      
          尹开宪将那条代表横向净稳定导数的曲线局部放大。
      
          在Ma=1附近，曲线陡然下探，跌入一个深谷。
      
          “您看这里，”他的激光笔在那个刺眼的低谷处画了个圈，“在这个速度点附近，横向净稳定导数骤降，说明飞行器自身的横向稳定性变得非常脆弱。”
      
          他的语气带着担忧：
      
          “‘驺虞’不可能像传统飞机那样安装庞大的尾翼或腹鳍提供强大的恢复力矩，在这个状态下，任何微小的扰动——一阵突风，一点点操纵输入的不协调——都可能引发滚转方向的震荡。”
      
          “一旦震荡发散，就很可能直接进入不可控的滚转状态，后果不堪设想。”
      
          刑牧春的眉头紧紧锁了起来。
      
          他早年搞火箭出身，后来又直接跳到了高超，对于大气层内、尤其是跨音速这段“不上不下”的空气动力学，反而有点盲区。
      
          “尹主任，”刑牧春语气带着询问和一丝不易察觉的焦虑，“有没有什么改进的办法？比如在乘波体后缘加装一些小的气动控制面？”
      
          这是之前研究全无尾飞行器时选出的方案之一。
      
          尹开宪摇头：“刑总，我们尝试过在模型后缘设置扰流片或者小型可动舵面。”
      
          他调出另一组对比数据图：
      
          “但在进入乘波状态之前，高超音速飞行器的气动焦点位置变化非常大，这些小型气动面无法做到足够的适配范围，出于强度和阻力考虑，又不可能增加太多数量。”
      
          分析室内一时间陷入了沉默。
      
          隔壁车间里，风洞试运行所产生的尖啸声隐约传来。
      
          屏幕上那根刺眼的下探曲线，像一根冰冷的针。
      
          常浩南一直安静地听着，目光紧紧锁定在那条代表横向稳定性的曲线上，脸上看不出太多表情。
      
          就在这沉默几乎要凝结成实质的时候，他开口了，声音沉稳依旧：
      
          “尹主任，把跨音速区段内，横航向净稳定导数的详细数据，单独调出来。我要看原始数据，不要处理过的。”
      
          尹开宪愣了一下。
      
          但还是立刻执行：
      
          “好的，您稍等。”
      
          很快，一条带着更多细微波动的原始曲线取代了之前平滑的版本，出现在屏幕中央。
      
          这次能够看出，凹字形最低点出现在在Ma=1.03附近，达到了-0.003左右的水平。
      
          对于一个没有多少气动控制面的飞行器而言，这个水平已经比较危险了。
      
          常浩南走近几步，几乎贴着屏幕，仔细审视着那低谷的形状和深度。
      
          “嗯……”他沉吟片刻，指着曲线，下达了一个让尹开宪更加困惑的指令：“现在，在这条曲线上，迭加一个额外的稳定增项函数。数值……先按我们初步估算的来。”
      
          尹开宪听到指示之后下意识摸上键盘，但旋即露出惊愕：
      
          “迭加稳定增项函数？”
      
          “可……这是风洞实测的原始数据？”
      
          刑牧春也投来不解的目光。
      
          常浩南转过身，目光落在屏幕上“驺虞”模型背部那个显眼的进气道设计上。
      
          “尹主任，”他没有直接回答，反而抛出一个问题，“你知道，为什么我们一定要把涡喷-14的进气道设计在背部吗？”
      
          尹开宪又是一愣，下意识地回答：“不是为了……保证乘波体下表面升力面的完整性和光滑度吗？避免在关键区域开孔影响高超音速流场？”
      
          这是最直观、最符合常规思维的解释，也是之前他们内部讨论时的主流看法。
      
          “有一定道理，但不是主要原因”常浩南轻轻摇了摇头，解释道：“涡喷14的进气道在高超音速飞行状态下会完全闭合，本身并不会破坏乘波体下表面的完整性。”
      
          他顿了顿，目光扫过比刚才更加迷糊的尹开宪，缓缓揭开了谜底：
      
          “它最关键的作用，其实是在亚/跨音速阶段，提供额外的气动增稳效应。”
      
          “气动增稳……”尹开宪喃喃重复，随后有些回过味来，“意思是在发动机工作时，通过高速气流产生引射效应？”
      
          “正是如此。”常浩南肯定了刑牧春的补充，“这个设计，能在横航向稳定性最薄弱的跨音速区段，提供一个额外的、动态的稳定性增项。”
      
          他指向屏幕上那条令人揪心的低谷曲线。
      
          尹开宪这会儿倒是不发懵了，但还是有点不放心
      
          “可目前的风洞测试都只能模拟静态或准静态的气流，对于这种带有局部主动效应（发动机工作）参与的部分，尤其是其动态响应特性，风洞模拟的精度是不够的，或者说，成本高到难以承受……”
      
          “没错。”常浩南点头，“所以只是估算，但总比对着这条裸曲线干瞪眼强……这算是我们在设计阶段就预留的后手之一，先试试看吧。”
      
          尹开宪重新坐回主控台前，双手在键盘上飞快地敲击起来。
      
          他调出“驺虞”背部进气道结构的三维模型和涡喷-14在跨音速状态下的预估流量、流速数据，结合空气动力学公式，开始构建一个数学模型，用于模拟这个“活动背鳍”在特定飞行状态下的增稳力矩。
      
          随后，下令工程师们准备新一轮风洞测试——
      
          所谓“迭加一个额外的稳定增项函数”当然不是直接修改成品数据。
      
          而是通过改变增项重新进行一组。
      
          在尹开宪的指挥下，风洞中心重新忙碌起来。
      
          常浩南和刑牧春则分别站在他身后两侧，目光紧盯着屏幕。
      
          时间一分一秒过去。
      
          一个多小时后，尹开宪长舒一口气，按下回车键：“好了！模型构建完成，增稳函数加载完毕！现在重新计算迭加后的净稳定导数曲线！”
      
          与此同时，风洞车间也传来汇报，表示已经完成了设备检查和模型固定。
      
          测试，重新开始！