470 渦輪螺旋槳
到藍(lán)天重工幫忙的是院士拉瓦的團(tuán)隊(duì),就是卡洛琳-拉瓦公式的次要院士。
拉瓦沒有卡洛琳那么好的創(chuàng)造力天賦,不過只論數(shù)學(xué),他同樣是研究院數(shù)一數(shù)二的院士。
藍(lán)天重工是新興重點(diǎn)企業(yè),浮島起飛后正承擔(dān)著越來越重的任務(wù),卡洛琳在院里做基礎(chǔ)研究,拉瓦則被院長從被窩里拉出來塞到這里幫忙。
藍(lán)天雖然屬于南鎮(zhèn),面積卻比南鎮(zhèn)整個(gè)都大,還有自己的神樹,它和南鎮(zhèn)的神樹就是木頭人系列飛機(jī)的機(jī)體原料。神樹本身也是一棟辦公樓,最近的是兩個(gè)機(jī)體組裝車間,旁邊有幾個(gè)提供零部件的機(jī)床車間,中間有飛機(jī)跑道,對(duì)面是拉瓦所在的發(fā)動(dòng)機(jī)部和發(fā)電廠……是的,這是一家自帶發(fā)電廠的企業(yè),它主要用來保障發(fā)動(dòng)機(jī)部旁邊的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)場(chǎng)。
這么大的廠子,一萬人都沒有,有點(diǎn)體虛。
拉瓦不管那些,來藍(lán)天重工進(jìn)了發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)項(xiàng)目組后,就被激起了興趣。
他們正在弄李想殿下上空氣動(dòng)力課提過的渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。
這東西的本體實(shí)際是一臺(tái)渦輪噴氣機(jī),只是和螺旋槳相比,這臺(tái)噴氣渦輪的動(dòng)力只能占小頭。
研制的難點(diǎn)在于材料和電力。
蒸氣渦輪、燃?xì)鉁u輪、噴氣渦輪,三者對(duì)應(yīng)的工作溫度分別是400度,800到1200度,和1200到1500度。
燃?xì)鉁u輪被跳過了,因?yàn)檫@東西的熱效率不如蒸氣渦輪,發(fā)電廠不愿意,其他地方又用不著,造船的話王國又不靠海。
沒有了中間級(jí)的技術(shù)積累,噴氣渦輪的研發(fā)過程就全靠藍(lán)天重工自身,雖然有其他廠家配合,但效果有限。
惡劣的工況對(duì)材料提出了極高的要求,原則上需要鈮鎢合金才能滿足頂級(jí)的高溫燃燒室長時(shí)間工作的要求。
顯然,沒有鈮量產(chǎn),即使有煉金工作室能微量提供一點(diǎn),也不足以支撐鋼廠做新品研發(fā)。
沒有好材料,所以請(qǐng)來院士團(tuán)隊(duì)幫忙給出控溫解決方案,同時(shí)藍(lán)天重工的團(tuán)隊(duì),也試圖把燃燒室溫度降下去一些。
里面存在許多矛盾,溫度越高,等量氣體提供的氣壓越大,就越能帶來強(qiáng)大動(dòng)力,降溫與動(dòng)力目標(biāo)有些背道而馳了。
所以壓力給到了拉瓦團(tuán)隊(duì),最好的解決方案是在不降溫的情況下,用有限的魔力維持住材料強(qiáng)度。如果實(shí)在做不到,就用魔術(shù)陣來做水冷的工作。
還是溫度太高,功率太大,真的上水冷隨時(shí)爆炸,魔法可以做非接觸降溫,就能比較好的保護(hù)功能部安全。
電力的部分主要是指啟動(dòng)段。
噴氣渦輪要求先啟動(dòng)渦輪,渦輪吸氣給燃燒室增壓,達(dá)到一定的氣壓再加燃料點(diǎn)火,直接點(diǎn)火沒有足夠的氧氣動(dòng)不起來的。
拉瓦團(tuán)隊(duì)的工作比較順利,因?yàn)槟Хɡ锎_實(shí)有不少用來防高溫的手段,經(jīng)過計(jì)算能耗比和噴氣渦輪結(jié)構(gòu),決定使用“盾”型。
它的本質(zhì)類似于魔法盾,在體表附著一個(gè)冷空氣層,用來阻隔火焰直接燒身。
放在噴氣渦輪里也一樣,只要在主燃燒室往后的部分,維持一個(gè)緊貼金屬壁的、不流動(dòng)的固態(tài)空氣附面層,利用外涵道氣體給金屬壁來帶的降溫效果,就能維持熱平衡。
具體一點(diǎn),例如把一厘米厚的空氣分作三層。
最內(nèi)側(cè)受燃燒室溫度影響,會(huì)達(dá)到1400度以上。中間層同時(shí)受內(nèi)外影響,溫度就只有1200度。外層則主要受到金屬壁影響,而金屬壁會(huì)一直被外涵道風(fēng)力降溫,能保證溫度更低。
總之就是利用空氣極差的導(dǎo)熱性,來實(shí)現(xiàn)保護(hù)燃燒室外壁的目的。
具體做起來,要維持多厚的空氣層、空氣層對(duì)燃燒室效果的影響、燃燒室需不需要改變形狀等等等等,都屬于細(xì)節(jié)工作,一點(diǎn)點(diǎn)驗(yàn)算,及時(shí)和其他團(tuán)隊(duì)保持溝通推進(jìn)就行。
院士的團(tuán)隊(duì)除了院士本人,還有幾個(gè)小院士和新進(jìn)研究員,拉瓦團(tuán)隊(duì)總計(jì)八個(gè)人,只要方向定下,很多工作并不需要拉瓦親自做。
他還抽空研究了一下噴氣渦輪的純魔法方案。
渦輪螺旋槳,是由渦輪帶動(dòng)前方螺旋槳運(yùn)動(dòng),氣動(dòng)力仍然傾向于螺旋槳?jiǎng)恿Γ嚷菪龢w機(jī)走,渦輪尾氣再提供一定的額外推力。
暫時(shí)不考慮螺旋槳部分,噴氣渦輪的本質(zhì),是氣體減速增壓-加熱膨脹-燃料轉(zhuǎn)化出額外氣體-混合外涵道冷流噴出的過程,其中熱量只是一個(gè)給氣體增壓的因素,并不是工作原理。
用魔法直接把水氣化,混合來流能不能達(dá)到同樣的效果呢?
只要經(jīng)過簡單計(jì)算就知道,答案是——可以!
魔法在穩(wěn)定機(jī)械能方面的效率有限,卻很善于制造“變化”,甚至不需要把水變成水蒸氣,直接給它分離成氫氣和氧氣,能耗也高不了多少,將其點(diǎn)燃又能獲得額外的熱力增壓效果,防止水氣在尾流段凝露帶來減壓。
但在做具體計(jì)算時(shí),拉瓦發(fā)現(xiàn)還是有難點(diǎn),還很奇葩。
后方氣壓過大,溫度過高,現(xiàn)有渦輪根本頂不住。
如果改用魔法來凝結(jié)氣態(tài)渦輪漿液,整個(gè)魔術(shù)系統(tǒng)又會(huì)過于復(fù)雜,幾乎沒有量產(chǎn)可能。這種復(fù)雜度的魔術(shù)陣一般只用在重工需要的生產(chǎn)設(shè)備端,以達(dá)到最大程度利用,單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)再厲害,能比得上一臺(tái)重型機(jī)床嗎?
當(dāng)然,如果陛下需要一臺(tái)出行用的專機(jī),可以考慮考慮。
做了一大堆工作,去看組員進(jìn)度的路上,看到發(fā)動(dòng)機(jī)廠墻上的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展順序宣傳圖,突然意識(shí)到,還是把問題想復(fù)雜了。
如果用水來做純魔法噴氣機(jī),根本沒有必要用渦輪啊!
渦輪的作用只有一個(gè),整流。
高速來流變成中速高壓,再到尾流的高速高壓,那是涵道形狀和燃燒帶來的效果,和渦輪本身沒什么干系。
不整流帶來的結(jié)果就是燃料混合比差,燃燒不夠充分,推流變形。
只要燃料質(zhì)量推力比不降低,有沒有渦輪其實(shí)不會(huì)影響使用,對(duì)吧,而且噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更簡單,維護(hù)保養(yǎng)難度也低得多。
一臺(tái)水動(dòng)力噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),應(yīng)該有應(yīng)用前景吧。
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