第156章 拯救大兵運8
更新時間:2024-01-18 作者:十月廿二
學霸的軍工科研系統 第156章 拯救大兵運8
隨后的一段時間里，在常浩南的幫助和指導下，對運8主翼和尾翼表面積冰形貌的預測結果很快就被拿了出來。 11月末初冬的寒風中，182廠的總裝車間內，一群人正圍著那架被拖出來當做研究對象的運8F。 在距離飛機不遠的地方，擺著兩張繪圖板，上面分別繪制著運8主翼和水平尾翼的三視圖。 如果放近距離細看的話，還會發現，在機翼邊緣周圍，還有幾道用不同顏色勾勒出來的不規則線條。 由于機翼結冰問題涉及飛行安全，因此這段時間以來整個182廠的工作都放慢了下來，尤其是運8J的試飛工作更是因為上次的二等事故而直接停滯。 按照時間表，從英國購買的前兩套搜水2000MS雷達馬上就要啟運回國。 盡管在過去幾年的前期準備中，雷達部分已經用等重量的配重模型進行模擬，驗證了飛機的飛行性能不會因為加裝雷達而出現過于嚴重的下降，但要把真正的電子設備安裝到飛機上，還要考慮能耗、震動、工作環境、電磁兼容等一系列問題。 這些都是必須要上了天才能測試出來的。 因此，如果等到雷達運回國的時候還不能重新開始進行試飛科目的話，對于裝備形成戰斗力的時間都會造成非常不利的影響。 甚至一度有人覺得要不就先按照一開始的計劃搞一套簡單的多級電加熱裝置，等到下個型號再慢慢考慮更加完善的除冰系統。 最后還是梁紹修抗住了壓力，全力支持常浩南幾個人的基礎研究科目，這才在今天見到了實際的成果。 “同志們，經過將近半個月的工作，我和林國范、祝蘭兩位教授已經完成了對于運8飛機機翼積冰生長情況的模擬和預測，并且還確定了相應的加熱除冰系統負荷。” 常浩南的第一句話就在偌大的總裝車間中引起了一陣掌聲。 不管站在這里的人之前對這個研究抱著什么樣的態度，但既然現在才過了半個月就已經研究出結果，那也沒什么好爭的了。 如果不是擔心項目進度趕不上時間節點的話，誰會不想要一個效果更好還能提高飛行性能的系統呢？ “這兩張圖里面的紅色、橙色、藍色和綠色四條線，分別對應了不同惡劣程度的氣候條件下，飛機在通過積冰區域120秒之后，機翼截面上的積冰生長情況。” 182廠的條件實在有限，并沒有在京城或者盛京那邊已經數字式投影儀，如果用幻燈片的話，一方面清晰度比較低，另一方面也沒辦法投影這么大的圖紙，所以只好放在繪圖板上面，讓大家圍在一起看了。 “所以在氣候條件最惡劣的情況下，積冰竟然是主要分布在機翼下表面的？” 馬上就有人看出了其中的端倪。 90年代中期這會，因為結冰探測器性能不足等客觀原因，不要說華夏，全世界對于飛行過程中冰害問題的研究都還處在一個蠻荒時代。 別的不說，就連后世已經非常普及，甚至成為民機適航認定工作標準程序之一的自然結冰試驗，都還沒有一個特別統一和科學的標準。 美國人基本是仗著五大湖區的氣溫夠低水汽夠豐富，找個差不多的云團進去飛一圈。 至于別的國家就更是各顯神通了。 好在大多數噴氣式飛機的飛行工況本來就處在結冰區的邊緣，因此民航領域和積冰有關的空難數量也還在可接受范圍內，而且多數都是些ATR72這種支線客機乃塞斯納172之類更小的通航飛機，造成的影響也比較有限。 所以這個模擬出來的結果對于絕大多數人來說確實有些反直覺。 “運8飛機的飛行速度，在螺旋槳飛機中已經算是比較快的，根據我們的研究，在來流速度超過75m/s的情況下，過冷水滴在撞擊到機翼表面之后會有更大的概率出現撞擊回退，而不是正常的鋪展粘滯現象，所以氣流速度更快的機翼上表面反而相對干凈。” “并且，就算機翼上表面發生結冰，由于更快的來流速度也對應著更小的來流角度，其冰形也主要為沒有溢流過程的霜冰，附著能力很差并且冰面形狀與機翼形狀十分接近，危害相比前緣和下表面的命冰要弱的多。” “如果這是一架飛行速度比較慢的飛機，比如運5，那么重點關注的積冰區域就會變成機翼前緣和上表面。” 常浩南的解釋條理清晰，很快就讓圍在四周的工程師們聽明白了： “所以咱們，或者說過去的幾乎所有大型螺旋槳飛機按照經驗搞的除冰裝置，其實都沒有抓住重點？” “是的，有很大一部分的能量都被白白浪費掉了。” 常浩南點了點頭，然后重新拿起筆指向水平尾翼的部分： “另外還有一點，就是飛機的積冰程度會隨著機翼弦長的增加而減弱，也就是越靠近機翼外部，越不容易發生積冰，這也可以解釋為什么水平尾翼的積冰情況往往比主翼更加嚴重。” “而根據我們的研究，相當一部分情況下，機翼結冰不僅不會導致升力下降，反而還因為積冰背部區域形成的強烈渦流而提供了額外的正壓區域，對于一架正常布局的飛機而言，就會出現強烈的低頭力矩，之前的那架運8J，也就是因此而發生了事故。” 在常浩南之后，是介紹氣象學因素對于積冰問題影響的林國范，以及機翼表面微結構設計的祝蘭。 這場開在總裝車間里面的小規模研討會一直持續到了當天夜里，就連晚飯都是食堂派人送過來的。 隨著三個人的講解不斷進行，一套嶄新的積冰理論逐漸鋪陳在了所有參會人員的面前…… “那么，只要我們根據不同的積冰情況，在機翼的不同區域給出不同的除冰設計，就可以大大提高防冰能力，并且改善能量消耗水平。” “根據我們的計算，在積冰情況最嚴重的機翼前緣應用祝蘭教授設計的柱狀表面微結構之后，這四條線所對應的工況下，每米機翼所需要的電加熱除冰系統功率需求分別為160W、465W、992W和1430W，而氣熱除冰系統的換算熱功率分別為128W、402W、817W和1265W。” “即便考慮留出50的安全裕度，也比之前蘇聯人的設計節約65的電能和85的熱能。” “尤其是后者，在熱氣除冰裝置打開的時候，可以直接提升大約8的發動機輸出功率！” 常浩南說到這里，把手中的鉛筆丟在了面前的桌子上： “所以，同志們，接下來我們的工作就是，根據計算結果，把對應的兩套除冰裝置給設計出來，并且跟機翼內部結構進行匹配，讓運8這個老兵煥發新生！” 注：本章中關于機翼上下表面流速的問題采用了中學課本上出現過的伯努利原理（高流速帶來低壓力）進行解釋。但嚴格來說，人們至今仍然并不完全清楚“飛機為什么能飛起來”這個問題，關于機翼升力的具體來源，也分為幾種不同的流派 (本章完) 學霸的軍工科研系統 第156章 拯救大兵運8
隨后的一段時間里，在常浩南的幫助和指導下，對運8主翼和尾翼表面積冰形貌的預測結果很快就被拿了出來。 11月末初冬的寒風中，182廠的總裝車間內，一群人正圍著那架被拖出來當做研究對象的運8F。 在距離飛機不遠的地方，擺著兩張繪圖板，上面分別繪制著運8主翼和水平尾翼的三視圖。 如果放近距離細看的話，還會發現，在機翼邊緣周圍，還有幾道用不同顏色勾勒出來的不規則線條。 由于機翼結冰問題涉及飛行安全，因此這段時間以來整個182廠的工作都放慢了下來，尤其是運8J的試飛工作更是因為上次的二等事故而直接停滯。 按照時間表，從英國購買的前兩套搜水2000MS雷達馬上就要啟運回國。 盡管在過去幾年的前期準備中，雷達部分已經用等重量的配重模型進行模擬，驗證了飛機的飛行性能不會因為加裝雷達而出現過于嚴重的下降，但要把真正的電子設備安裝到飛機上，還要考慮能耗、震動、工作環境、電磁兼容等一系列問題。 這些都是必須要上了天才能測試出來的。 因此，如果等到雷達運回國的時候還不能重新開始進行試飛科目的話，對于裝備形成戰斗力的時間都會造成非常不利的影響。 甚至一度有人覺得要不就先按照一開始的計劃搞一套簡單的多級電加熱裝置，等到下個型號再慢慢考慮更加完善的除冰系統。 最后還是梁紹修抗住了壓力，全力支持常浩南幾個人的基礎研究科目，這才在今天見到了實際的成果。 “同志們，經過將近半個月的工作，我和林國范、祝蘭兩位教授已經完成了對于運8飛機機翼積冰生長情況的模擬和預測，并且還確定了相應的加熱除冰系統負荷。” 常浩南的第一句話就在偌大的總裝車間中引起了一陣掌聲。 不管站在這里的人之前對這個研究抱著什么樣的態度，但既然現在才過了半個月就已經研究出結果，那也沒什么好爭的了。 如果不是擔心項目進度趕不上時間節點的話，誰會不想要一個效果更好還能提高飛行性能的系統呢？ “這兩張圖里面的紅色、橙色、藍色和綠色四條線，分別對應了不同惡劣程度的氣候條件下，飛機在通過積冰區域120秒之后，機翼截面上的積冰生長情況。” 182廠的條件實在有限，并沒有在京城或者盛京那邊已經數字式投影儀，如果用幻燈片的話，一方面清晰度比較低，另一方面也沒辦法投影這么大的圖紙，所以只好放在繪圖板上面，讓大家圍在一起看了。 “所以在氣候條件最惡劣的情況下，積冰竟然是主要分布在機翼下表面的？” 馬上就有人看出了其中的端倪。 90年代中期這會，因為結冰探測器性能不足等客觀原因，不要說華夏，全世界對于飛行過程中冰害問題的研究都還處在一個蠻荒時代。 別的不說，就連后世已經非常普及，甚至成為民機適航認定工作標準程序之一的自然結冰試驗，都還沒有一個特別統一和科學的標準。 美國人基本是仗著五大湖區的氣溫夠低水汽夠豐富，找個差不多的云團進去飛一圈。 至于別的國家就更是各顯神通了。 好在大多數噴氣式飛機的飛行工況本來就處在結冰區的邊緣，因此民航領域和積冰有關的空難數量也還在可接受范圍內，而且多數都是些ATR72這種支線客機乃塞斯納172之類更小的通航飛機，造成的影響也比較有限。 所以這個模擬出來的結果對于絕大多數人來說確實有些反直覺。 “運8飛機的飛行速度，在螺旋槳飛機中已經算是比較快的，根據我們的研究，在來流速度超過75m/s的情況下，過冷水滴在撞擊到機翼表面之后會有更大的概率出現撞擊回退，而不是正常的鋪展粘滯現象，所以氣流速度更快的機翼上表面反而相對干凈。” “并且，就算機翼上表面發生結冰，由于更快的來流速度也對應著更小的來流角度，其冰形也主要為沒有溢流過程的霜冰，附著能力很差并且冰面形狀與機翼形狀十分接近，危害相比前緣和下表面的命冰要弱的多。” “如果這是一架飛行速度比較慢的飛機，比如運5，那么重點關注的積冰區域就會變成機翼前緣和上表面。” 常浩南的解釋條理清晰，很快就讓圍在四周的工程師們聽明白了： “所以咱們，或者說過去的幾乎所有大型螺旋槳飛機按照經驗搞的除冰裝置，其實都沒有抓住重點？” “是的，有很大一部分的能量都被白白浪費掉了。” 常浩南點了點頭，然后重新拿起筆指向水平尾翼的部分： “另外還有一點，就是飛機的積冰程度會隨著機翼弦長的增加而減弱，也就是越靠近機翼外部，越不容易發生積冰，這也可以解釋為什么水平尾翼的積冰情況往往比主翼更加嚴重。” “而根據我們的研究，相當一部分情況下，機翼結冰不僅不會導致升力下降，反而還因為積冰背部區域形成的強烈渦流而提供了額外的正壓區域，對于一架正常布局的飛機而言，就會出現強烈的低頭力矩，之前的那架運8J，也就是因此而發生了事故。” 在常浩南之后，是介紹氣象學因素對于積冰問題影響的林國范，以及機翼表面微結構設計的祝蘭。 這場開在總裝車間里面的小規模研討會一直持續到了當天夜里，就連晚飯都是食堂派人送過來的。 隨著三個人的講解不斷進行，一套嶄新的積冰理論逐漸鋪陳在了所有參會人員的面前…… “那么，只要我們根據不同的積冰情況，在機翼的不同區域給出不同的除冰設計，就可以大大提高防冰能力，并且改善能量消耗水平。” “根據我們的計算，在積冰情況最嚴重的機翼前緣應用祝蘭教授設計的柱狀表面微結構之后，這四條線所對應的工況下，每米機翼所需要的電加熱除冰系統功率需求分別為160W、465W、992W和1430W，而氣熱除冰系統的換算熱功率分別為128W、402W、817W和1265W。” “即便考慮留出50的安全裕度，也比之前蘇聯人的設計節約65的電能和85的熱能。” “尤其是后者，在熱氣除冰裝置打開的時候，可以直接提升大約8的發動機輸出功率！” 常浩南說到這里，把手中的鉛筆丟在了面前的桌子上： “所以，同志們，接下來我們的工作就是，根據計算結果，把對應的兩套除冰裝置給設計出來，并且跟機翼內部結構進行匹配，讓運8這個老兵煥發新生！” 注：本章中關于機翼上下表面流速的問題采用了中學課本上出現過的伯努利原理（高流速帶來低壓力）進行解釋。但嚴格來說，人們至今仍然并不完全清楚“飛機為什么能飛起來”這個問題，關于機翼升力的具體來源，也分為幾種不同的流派 (本章完) 學霸的軍工科研系統 第156章 拯救大兵運8
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