天还没亮透,草原上的晨雾像一层薄纱,笼罩着第七研究室外的测试场。高空测试台上,一台外形与“鲲鹏之心”相似但又有明显不同的发动机,已经被安装就位。技术人员正进行点火前的最后检查。
朱琳和黄文瀚乘坐卫士车赶到时,雾还没散尽。车灯在雾气中切开两道锥形的光柱,停在测试场外围。朱琳披着军大衣下车,冷空气让她精神一振。
“这就是你说的第二台发动机?”她走近测试台,仰头打量着。发动机的尺寸略小于“鲲鹏之心”,但螺旋桨系统更加复杂——六片宽弦长的复合材料叶片,在晨雾中泛着暗哑的灰色光泽。
“涡轮螺旋桨发动机,”黄文瀚跟在她身后汇报,“设计输出功率一万两千马力,专门按照您最初规划的运输机平台指标研制的。德国元首访华那段时间,我们完成了核心机装配。”
朱琳点点头,目光扫过发动机的每一个细节。从进气道的气动外形,到涡轮段的外罩曲线,再到尾喷管的收敛-扩散设计——看起来都没问题。
“开始测试吧。”她说。
技术人员迅速清场。黄文瀚的徒弟——一个二十出头的年轻工程师小林,带着两个人完成了最后一遍工具清点,确认测试区域内没有任何遗留物,这才小跑着退到安全线外。
控制室里,朱琳和黄文瀚隔着防弹玻璃看向测试台。
“点火。”
按钮按下。
发动机发出一阵沉闷的轰鸣,点火成功,燃烧室的火焰透过观察孔能看到橙红色的光。螺旋桨开始旋转,从慢到快,搅动着周围的雾气,形成一圈圈旋转的涡流。
但朱琳的眉头很快皱了起来。
仪表盘上,输出功率的指针艰难地爬升,在九千五百马力左右就开始剧烈抖动,再也上不去了。转速表显示螺旋桨转速倒是正常,可发动机整体的振动值却超出了安全范围,控制台的报警灯开始闪烁。
“停下。”朱琳的声音很平静,但透着一股不容置疑的冷硬。
黄文瀚立刻按下紧急停车按钮。发动机的轰鸣声逐渐衰减,螺旋桨慢下来,最后静止。雾气重新聚拢,将测试台包裹得若隐若现。
“去现场。”朱琳转身就走。
一行人快步走到测试台前。发动机的外壳还在微微发热,空气中弥漫着没完全燃烧的航空煤油气味。朱琳绕着发动机走了一圈,然后挥手:“拆开,从头到尾检查。”
工具车推了过来。技术人员熟练地拆卸外壳,露出内部的涡轮、压气机、传动系统。朱琳戴上白手套,亲自检查每一个关键连接点。她用手指摸过齿轮啮合面,用内窥镜看过燃烧室内壁,用超声波探伤仪检测了主要承力结构。
两个小时过去,所有能检查的地方都检查了。
“没有装配错误。”李燕放下内窥镜,语气困惑,“材料、加工精度、装配工艺,全部符合设计要求。理论上……不应该出现功率上不去、振动超标的情况。”
朱琳沉默着,走到发动机前端。她的目光落在那个六叶螺旋桨上。
螺旋桨的叶片设计得很漂亮,气动外形流畅,复合材料表面光滑如镜。但在刚才的测试中,它搅动空气的样子总让人觉得……哪里不对劲。
“单轴扭矩。”朱琳忽然说。
黄文瀚一愣:“什么?”
“单轴的螺旋桨,高速旋转时会产生巨大的陀螺效应和反扭矩。”朱琳语速加快,像是想通了什么,“我们的发动机功率太大,单轴螺旋桨产生的扭矩已经超出了机体结构能平衡的极限。所以功率上不去,因为传动系统在自我保护——再加大功率,要么轴扭断,要么整个发动机会因为扭矩不平衡而撕裂安装架。”
她转身看向技术团队:“取消这个六叶螺旋桨。改成共轴反转。”
现场安静了几秒。
“共轴反转?”黄文瀚重复这个词,大脑飞速运转,“总指挥,您是说……像苏联某些直升机那样的对转旋翼?但那是直升机,而且我们……没有现成的设计,更没有零部件。”
“那就现设计,现造。”朱琳语气果断,“把螺旋桨和主轴拆下来。发动机主体复原,保护好。所有人,带上工具,去一号制造车间。”
卫士车队再次出发,在晨雾中驶向三公里外的总装制造车间。草原上的土路颠簸,但没人抱怨。每个人脑子里都在转着同一个词:共轴反转。
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一号制造车间是第七研究室最大的厂房,五台大型数控机床沿着中轴线排列,天花板上是能吊起三十吨重物的行车系统。车间一角专门划出了设计区,绘图板、计算尺、曲线板一应俱全。
朱琳没有坐下。她走到最大的绘图板前,从一名技术人员手里接过绘图铅笔,撕掉保护纸,直接开始画图。
笔尖在绘图纸上划出流畅的线条。
“这是主轴。”她画出一根实心轴,“它连接高压涡轮的输出端,传递主要扭矩。但它不直接驱动螺旋桨。”
小主,这个章节后面还有哦,请点击下一页继续阅读,后面更精彩!第二根线画出来,是第一根轴的同心圆放大:“这是外轴,空心设计,套在主轴上。外轴通过一套行星齿轮组,连接到低压涡轮的输出端。”
她停下笔,抬头看向围过来的工程师们:“高压涡轮驱动主轴顺时针旋转,低压涡轮驱动外轴逆时针旋转。两个旋转方向相反,扭矩相互抵消。”
有人在草稿纸上开始计算扭矩平衡。
“螺旋桨改为四叶。”朱琳继续画,“两组,每组四片,总共八片叶片。前组安装在外轴前端,后组安装在主轴前端。两组螺旋桨同向安装,但旋转方向相反——这就是共轴反转。”
图纸上,一个复杂的传动系统逐渐成型。主轴和外轴之间需要精密的轴承系统来支撑相对转动;两组螺旋桨之间必须有足够的间隙防止碰撞;齿轮箱要重新设计,功率分配要精确计算……
“最难的是这个。”朱琳在主轴和外轴的连接处画了一个复杂的剖视图,“差速同步器。它要保证两组螺旋桨的转速在任何工况下都保持预设的比例,同时还要能微调,以平衡可能存在的制造误差。”
黄文瀚盯着图纸,眼睛发亮:“理论上……完全可行。但制造精度要求极高,主轴和外轴的同轴度误差不能超过千分之三毫米。轴承必须是特种材料,要能承受高温、高转速和巨大的径向载荷。”
“那就用最好的材料。”朱琳放下铅笔,“从苏联进口的钛合金还有多少库存?”
“还有十二吨。”
“全用了。”朱琳拍板,“不够就从‘鲲鹏’项目的配额里调。李燕,你负责材料处理。秦川家的,你负责热处理工艺。黄文瀚,你带总体设计组,今天之内完成所有零件图纸。”
命令下达,车间瞬间沸腾。
数控机床的操作员开始编程,材料组去仓库调拨特种钢材,热处理车间点亮了高温炉。绘图板前,十几个工程师同时开工,计算尺的滑动声、铅笔的沙沙声、低声讨论的技术术语,在巨大的车间里回响。
午饭和晚饭都是送到工位上的。有人啃着馒头眼睛还盯着图纸,有人一手拿筷子一手按着计算器。车间里的灯一直亮着,窗外从白天到黑夜,又从黑夜到黎明。
第三天凌晨四点。
最后一组齿轮的加工完成。主轴和外轴经过四十八小时的人工时效处理,已经消除了内部应力。差速同步器的三十七个精密零件全部检验合格。
“组装。”黄文瀚的声音沙哑,但透着兴奋。
行车吊起主轴,缓缓放入已经组装好的齿轮箱。外轴从另一端套入,十名技术员同时操作,用激光对中仪调整同轴度。
“千分之二点五……千分之二……千分之一点八……好!锁紧!”
螺栓被扭矩扳手依次拧紧,每一声“咔嗒”都清脆有力。
两组四叶螺旋桨被安装到位。银灰色的复合材料叶片在车间灯光下泛着冷光,前后两组叶片交错排列,间距经过精确计算,既能保证气动效率,又不会在高速旋转中发生干涉。
清晨六点,组装完成。
全新的共轴反转涡轮螺旋桨发动机,静静地躺在装配架上。它比原来的设计复杂了一倍,重量增加了15%,但每个人都知道,这个代价是值得的。
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第四天,高空测试台。
改进后的发动机被重新安装。技术人员进行了更加细致的检查——两组螺旋桨的动平衡做了三次,轴承的润滑系统测试了五遍,差速同步器的电子控制单元反复校核。
朱琳站在控制室里,看着窗外的测试台。晨光从东方地平线升起,给发动机镀上一层金色。
“总指挥,可以开始了。”黄文瀚说。
“点火。”
按钮按下。
这一次,发动机的启动声听起来都不一样——更加沉稳,更加有力。两组螺旋桨开始旋转,前组顺时针,后组逆时针,在空气中搅出两股方向相反的涡流。
仪表盘上,功率指针平稳上升:八千、一万、一万一千……
振动值始终保持在绿色区间。
“一万两千马力!达到设计值!”监测员的声音带着激动。
“继续加力。”朱琳说。
燃油流量增加。发动机的轰鸣声增大,但依然平稳。螺旋桨的转速继续提升,测试台周围的气流变得狂暴,地面上的尘土被卷起,形成一个旋转的尘环。
“一万三千马力!”
“一万三千五百!”
指针最终停在一万三千八百马力的刻度上。发动机稳定运行,所有参数正常。差速同步器的数据显示,前后螺旋桨的转速比例始终保持在预设的1:1.02,扭矩平衡误差不超过3%。
黄文瀚长长地吐出一口气,转头看向朱琳:“总指挥……成了。”
朱琳没有立刻回答。她盯着测试台上那台咆哮的机器,看着两组反向旋转的螺旋桨在空气中切出完美的气流通道。她的眼神很深,像是在看这台发动机,又像是在看更远的东西。
这章没有结束,请点击下一页继续阅读!“这才是它该有的样子。”她终于说。
测试持续了八个小时。发动机经历了从慢车到最大功率的十五次循环,模拟了高空低温、高原低气压、热带高温高湿等各种极端环境。差速同步器完美地工作着,始终保持着两组螺旋桨的扭矩平衡。
当测试结束,发动机停车后,技术团队冲上测试台。他们摸着还温热的发动机外壳,检查着每一个传感器记录的数据,脸上的笑容怎么也藏不住。
“振动值比单轴设计降低了65%。”
“功率提升了15%,实际输出达到一万三千八百马力。”
“燃油消耗率降低了8%——共轴反转的气动效率果然更高。”
黄文瀚拿着最终报告走向朱琳:“总指挥,这台发动机……该叫什么名字?”
朱琳想了想:“叫‘平衡之力’吧。它平衡了扭矩,平衡了功率,也平衡了我们技术路线上的一个短板。”
她看向东方。太阳已经完全升起,金色的阳光洒满草原。
“通知西北厂和包头厂。”她说,“‘鲲鹏’运输机的动力系统,最后确定用‘鲲鹏之心’涡桨发动机和‘平衡之力’涡轮螺旋桨发动机两种配置。前者用于战略型,后者用于战役型。图纸修改今天就要完成,明天发到两个厂。”
“明白!”
黄文瀚转身去安排。朱琳独自留在控制室里,透过窗户看着那台刚刚创造历史的发动机。
在她的记忆中,来自未来的知识告诉她:共轴反转技术要在很多年后才会成熟应用。而现在,在这个1946年的早晨,中国人已经把它变成了现实。
卫士车在测试场外等着。司机看到朱琳出来,连忙打开车门。
“回住处?”司机问。
“不。”朱琳坐进车里,“去西北厂。我要看看,‘鲲鹏’的机身造得怎么样了。”
车子发动,驶上草原公路。后视镜里,测试场越来越远,但那台发动机的咆哮声,仿佛还在耳边回响。
那是铁翼之心跳动的声音。
是力量,是平衡,是向前飞行的渴望。
公路笔直地伸向地平线。前方,西北兵工厂的轮廓已经在晨雾中显现。那里,一架巨大的飞机正在成型。
它的翅膀,即将装上这颗刚刚诞生的、强有力的心脏。
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