第151章 這不比天氣預報牛逼?
更新時間:2024-01-18 作者:十月廿二
學霸的軍工科研系統 第151章 這不比天氣預報牛逼?
“氣象學專家？” 梁紹修對于常浩南的這個要求有些意外。 廠區飛行保障部門會有一些負責氣象預報的崗位，但他們最多只能算是技術人員，并不需要相關的專業背景，經過短期培訓之后即可上崗，肯定不符合“專家”二字所代表的要求。 “整個南鄭或許都找不出符合你要求的人，但我們可以找金城大學那邊幫忙，他們經常會在氣象預報方面對我們進行指導。” “這樣最好。”常浩南點了點頭。 此時二人已經進入了旁邊的資料室。 “跟運8相關的所有資料，都保存在這里了。”梁紹修看著面前一排排的檔案柜說道。 作為一款七十年代就開始仿制的運輸機，相關的各種設計資料自然完全是紙質，甚至有很多都是俄文原裝。 盡管在常浩南的推動下，611所、601所和112廠已經先后開始嘗試對新型號進行數字化設計和生產，但是相關經驗和技術畢竟還沒有在整個航空工業范圍內進行推廣。 再加上182廠相對偏僻、剛換新帥，本就人手不足還要同時應付運8F和運8J兩個改進型號的設計和制造，更是無力主動跟蹤這些兄弟單位的先進經驗。 這不只是182廠自己的問題，也是很多三線建設單位都在面臨的現狀。 除了極少數自己特別爭氣的，以及一部分運氣較好得以離開三線遷回大城市的以外，大部分三線廠在八九十年代的日子都很不好過。 像是182廠這樣能夠維持到90年代的，都已經算得上是鳳毛麟角了。 梁紹修熟練地和幾名工程師一起，從其中一個架子上取下來了一厚摞被裝在袋子里的資料。 隨后是第二摞、第三摞…… 由于這次需要修改的并不是，或者說不僅僅是氣動外形，還涉及到機體內部的結構變動，因此盡管需要處理的只有主翼和水平尾翼兩個部分，但仍然是常浩南經手過的圖紙數量最多的一次。 “其實，從開始仿制安12的時候開始，我們對于機上那套充滿蘇式特色的除冰裝置就存在一些顧慮。” 因為連續搬運而有些氣喘吁吁的梁紹修一邊飛速拆開檔案袋，一邊對常浩南說道： “但當時咱們這邊的條件實在太差了，哪怕有技術資料和原型機，搞測繪仿制都十分勉強，還要考慮到航空制造方面的差距，根本來不及對這些部分進行大改。” 雖然運8是安12的仿制型，但實際上這兩架飛機甚至連尺寸都不一樣——前者的機身比后者長了大概1米左右，就是為了給生產裝配過程降低一些難度。 “那后面呢？畢竟運8也出了這么多改進型號，尤其運8C還是氣密貨艙，難道就沒在這方面做一些補救措施？” 常浩南雖然知道運8除冰裝置的問題在哪里，但那已經是在后世被稱為運9的大改平臺上獲得的經驗了。 至于從運8基本型到運8三類平臺這中間都發生了什么，他并沒有什么了解。 “當然有。”梁紹修總算從圖紙堆中找到了關于機翼除冰裝置的部分，鋪在了二人面前的繪圖板上 “原來的安12上面，結冰告警裝置只在機頭左側和發動機進氣道上方安裝了總共五個，我們后來在水平尾翼前面設置了兩個攝像頭，讓機械師能通過一臺顯示器實時監測平尾的情況，一旦發現結冰，就迅速打開電加熱裝置并收起襟翼中止降落程序，等到除冰完成之后再重新降落。” 平尾結冰不僅意味著俯仰穩定性變差，而且降落階段主翼放大角度襟翼時，氣流還會對平尾產生下洗作用，導致機頭急劇下壓，這在低空往往意味著俯沖墜機。 “但是這個改動需要讓數據線纜從底部穿透機艙，所以只有運8基礎型和運8B這些使用非氣密貨艙的型號才能安裝……” “呃……” 常浩南有些無奈地扶了一下額頭。 聽上去就非常綠皮的解決方式。 用處么，肯定是有的。 畢竟那批最老的運8確實沒聽說過因為機翼結冰問題出過事故。 但肯定不能一直這么將就下去。 而且運8J，以及未來的相當一部分運8平臺特種機的主要用戶都會是海軍航空兵，他們執行任務的環境相比空軍還要更糟糕一些。 海航飛機，哪怕是陸基的海航飛機，往往都是要重新設計的。 “好吧，確實有點簡陋。” 介紹完情況的梁紹修也覺得有些不好意思，有些尷尬地撓了撓頭： “所以在目前正在設計的運8F400上面，我們的初步想法是給水平尾翼設計三套功率不同的電加熱系統，到時候根據具體情況由飛行員決定開啟哪套設備……” “不過，因為這次事故，我們的改進必須要提前完成，才能不耽誤運8J的項目進度和未來幾架飛機的訂單交付，所以……只能麻煩杜院士和您了。” 聽完對方的敘述之后，常浩南略微思索了一會，然后從桌上拿起一支削好的紅藍鉛筆，來到繪圖板前面。 旁邊的一名工程師很有眼力見地往上面鋪了一張白紙—— 這個房間里并沒有黑板和粉筆，所以只能這樣了。 “你們的思路倒是沒什么問題，但我覺得有點過于中規中矩了。” 常浩南用最快的速度在面前的紙上畫了一個機翼截面的示意圖，然后轉過身，看著面前182廠的一眾工程師們： “我有一個更加激進一些的辦法，不僅可以從根源上徹底解除機翼結冰的隱患，還能很大程度上提高運8的起降和低速飛行性能。” “也就是通過對飛機使用環境、總體設計以及飛行過程中的流場結構，對機翼表面的結冰情況進行計算和分析，再根據分析結果，有針對性地調整除冰熱源的分布。” “在較容易結冰的地方配置更強的電加熱裝置或者燃氣出口，而在不太容易結冰的地方則做出相反的改變，把好鋼用在刀刃上，這樣既可以減少高溫燃氣和電能的損耗，又能夠提高除冰的實際效果，飛行員也不用擔心提前打開加熱裝置會導致飛機損壞，一舉多得！” 常浩南一邊講一邊在剛剛畫出來的示意圖上補充內容。 雖然他顯然沒有什么繪畫天賦，但結合語言描述，還是讓大家聽懂了自己的思路。 站在對面的十幾個人都沒有說話，但是看向常浩南的眼神多少都發生了一些變化—— 如果面前這個人的想法真能實現，那么就相當于一次解決了現有型號最大的兩個短板。 要知道，雖然安12和C130看上去是同一級別的飛機，但前者的性能，尤其是重載條件下的起降性能要遠遠弱于對手。 而運8受制于國產渦槳6發動機的水平，比安12甚至還要差上一些。 這就導致在國際市場上很難與美國的C130和法德聯合研制的C160競爭。 但是這一切簡直美好得不像是真的。 尤其是其中的關鍵步驟，預測機翼表面的結冰情況，聽上去簡直就是天方夜譚。 開玩笑，這年頭連一個城市的天氣預報都不怎么靠譜，準頭跟直接占卜差不多。 你竟然開口就說要在一片機翼的尺度范圍內，去模擬復雜到極點的結冰過程？ 資料室里的氣氛沉默了幾秒鐘，最后還是梁紹修率先回過神來： “所以……您之前說要找一個氣象專家，就是為了做這件事？” “沒錯，我需要對飛機在飛行過程中常見的典型氣候條件進行建模和仿真，所以需要一些氣象學方面的知識。” 常浩南點頭回答道。 “這……以我們現在的技術條件，真的可能做出非常精確的預測么？” 很快又有第二個人問出了大家最關心的問題。 畢竟這個思路有點走鋼絲，玩明白了還行，要是玩脫了的話就成了好鋼用在刀背上， 萬一熱源分布跟實際的積冰情況風馬牛不相及，那甚至會不如最早的笨方法。 “這位同志，不要慌。”常浩南笑著抬起手掌，做了個向下壓的動作： “我后面就要講我的具體思路，伱們最好準備紙筆記一下，因為有很多工作需要諸位參與其中。” 他自信的姿態和語氣顯然也影響到了其它人，一陣短暫的嘈雜過后，十幾名工程師已經拿好自己的小本本，抬起頭重新看向了繪圖板。 “機翼結冰，可以分成兩個相互獨立的過程。” 見到大家都已經準備好，常浩南當即直入主題： “一是空氣中的過冷液滴或者冰晶附著在機翼表面發生流動，這是一個流體力學問題。” “二是被壁面捕獲的液滴發生相變，在機翼表面形成成片的積冰，這是一個熱力學問題。” “雖然嚴格來說，這兩個流程綜合考慮的話，會是一個非定常過程，但是在計算模擬過程中，可以采用一種準定常的計算策略。也就是把空氣流場和水滴流場僅進行單向耦合，并且在進行相變計算時，認為這兩種流場都保持不變。” “在這個原則的基礎上，可以把整個計算過程分為下面幾個步驟。” 常浩南在旁邊的白紙上面寫了個大大的（1）。 “首先，在干凈幾何外形或者結冰幾何外形上生成流場求解所需的計算網格。” “其次，利用流動控制方程模擬繞飛機的流動，求解得到速度場、壁面處的空氣切應力、壓力梯度和對流換熱系數等與水滴運動和結冰相關的數據。” “然后，在空氣流場的基礎上求解水滴的運動軌跡，得到水滴的撞擊特性，并在空氣和水滴流場的基礎上，通過結冰傳熱傳質模型求解壁面各控制單元的結冰厚度……” “最后，利用結冰厚度計算新的結冰幾何外形，當然，因為我們只需要考慮除冰問題，所以第四步可以不做。” “在結冰數值模擬的基礎上，防冰數值模擬需要計算在有防冰熱流輸入的情況下的壁面和水膜溫度，同時，根據防冰方式的不同，還需要考慮氣體，液體和固體之間的熱耦合過程……” 隨著講解的進行，越來越多的公式被常浩南寫了出來。 而對面梁紹修等人的眼神，也從一開始的好奇，逐漸變成茫然，最后變成了驚愕和震撼！ 他們聽懂了。 不僅聽懂了，甚至覺得很有道理，并且可行！ (本章完) 學霸的軍工科研系統 第151章 這不比天氣預報牛逼?
“氣象學專家？” 梁紹修對于常浩南的這個要求有些意外。 廠區飛行保障部門會有一些負責氣象預報的崗位，但他們最多只能算是技術人員，并不需要相關的專業背景，經過短期培訓之后即可上崗，肯定不符合“專家”二字所代表的要求。 “整個南鄭或許都找不出符合你要求的人，但我們可以找金城大學那邊幫忙，他們經常會在氣象預報方面對我們進行指導。” “這樣最好。”常浩南點了點頭。 此時二人已經進入了旁邊的資料室。 “跟運8相關的所有資料，都保存在這里了。”梁紹修看著面前一排排的檔案柜說道。 作為一款七十年代就開始仿制的運輸機，相關的各種設計資料自然完全是紙質，甚至有很多都是俄文原裝。 盡管在常浩南的推動下，611所、601所和112廠已經先后開始嘗試對新型號進行數字化設計和生產，但是相關經驗和技術畢竟還沒有在整個航空工業范圍內進行推廣。 再加上182廠相對偏僻、剛換新帥，本就人手不足還要同時應付運8F和運8J兩個改進型號的設計和制造，更是無力主動跟蹤這些兄弟單位的先進經驗。 這不只是182廠自己的問題，也是很多三線建設單位都在面臨的現狀。 除了極少數自己特別爭氣的，以及一部分運氣較好得以離開三線遷回大城市的以外，大部分三線廠在八九十年代的日子都很不好過。 像是182廠這樣能夠維持到90年代的，都已經算得上是鳳毛麟角了。 梁紹修熟練地和幾名工程師一起，從其中一個架子上取下來了一厚摞被裝在袋子里的資料。 隨后是第二摞、第三摞…… 由于這次需要修改的并不是，或者說不僅僅是氣動外形，還涉及到機體內部的結構變動，因此盡管需要處理的只有主翼和水平尾翼兩個部分，但仍然是常浩南經手過的圖紙數量最多的一次。 “其實，從開始仿制安12的時候開始，我們對于機上那套充滿蘇式特色的除冰裝置就存在一些顧慮。” 因為連續搬運而有些氣喘吁吁的梁紹修一邊飛速拆開檔案袋，一邊對常浩南說道： “但當時咱們這邊的條件實在太差了，哪怕有技術資料和原型機，搞測繪仿制都十分勉強，還要考慮到航空制造方面的差距，根本來不及對這些部分進行大改。” 雖然運8是安12的仿制型，但實際上這兩架飛機甚至連尺寸都不一樣——前者的機身比后者長了大概1米左右，就是為了給生產裝配過程降低一些難度。 “那后面呢？畢竟運8也出了這么多改進型號，尤其運8C還是氣密貨艙，難道就沒在這方面做一些補救措施？” 常浩南雖然知道運8除冰裝置的問題在哪里，但那已經是在后世被稱為運9的大改平臺上獲得的經驗了。 至于從運8基本型到運8三類平臺這中間都發生了什么，他并沒有什么了解。 “當然有。”梁紹修總算從圖紙堆中找到了關于機翼除冰裝置的部分，鋪在了二人面前的繪圖板上 “原來的安12上面，結冰告警裝置只在機頭左側和發動機進氣道上方安裝了總共五個，我們后來在水平尾翼前面設置了兩個攝像頭，讓機械師能通過一臺顯示器實時監測平尾的情況，一旦發現結冰，就迅速打開電加熱裝置并收起襟翼中止降落程序，等到除冰完成之后再重新降落。” 平尾結冰不僅意味著俯仰穩定性變差，而且降落階段主翼放大角度襟翼時，氣流還會對平尾產生下洗作用，導致機頭急劇下壓，這在低空往往意味著俯沖墜機。 “但是這個改動需要讓數據線纜從底部穿透機艙，所以只有運8基礎型和運8B這些使用非氣密貨艙的型號才能安裝……” “呃……” 常浩南有些無奈地扶了一下額頭。 聽上去就非常綠皮的解決方式。 用處么，肯定是有的。 畢竟那批最老的運8確實沒聽說過因為機翼結冰問題出過事故。 但肯定不能一直這么將就下去。 而且運8J，以及未來的相當一部分運8平臺特種機的主要用戶都會是海軍航空兵，他們執行任務的環境相比空軍還要更糟糕一些。 海航飛機，哪怕是陸基的海航飛機，往往都是要重新設計的。 “好吧，確實有點簡陋。” 介紹完情況的梁紹修也覺得有些不好意思，有些尷尬地撓了撓頭： “所以在目前正在設計的運8F400上面，我們的初步想法是給水平尾翼設計三套功率不同的電加熱系統，到時候根據具體情況由飛行員決定開啟哪套設備……” “不過，因為這次事故，我們的改進必須要提前完成，才能不耽誤運8J的項目進度和未來幾架飛機的訂單交付，所以……只能麻煩杜院士和您了。” 聽完對方的敘述之后，常浩南略微思索了一會，然后從桌上拿起一支削好的紅藍鉛筆，來到繪圖板前面。 旁邊的一名工程師很有眼力見地往上面鋪了一張白紙—— 這個房間里并沒有黑板和粉筆，所以只能這樣了。 “你們的思路倒是沒什么問題，但我覺得有點過于中規中矩了。” 常浩南用最快的速度在面前的紙上畫了一個機翼截面的示意圖，然后轉過身，看著面前182廠的一眾工程師們： “我有一個更加激進一些的辦法，不僅可以從根源上徹底解除機翼結冰的隱患，還能很大程度上提高運8的起降和低速飛行性能。” “也就是通過對飛機使用環境、總體設計以及飛行過程中的流場結構，對機翼表面的結冰情況進行計算和分析，再根據分析結果，有針對性地調整除冰熱源的分布。” “在較容易結冰的地方配置更強的電加熱裝置或者燃氣出口，而在不太容易結冰的地方則做出相反的改變，把好鋼用在刀刃上，這樣既可以減少高溫燃氣和電能的損耗，又能夠提高除冰的實際效果，飛行員也不用擔心提前打開加熱裝置會導致飛機損壞，一舉多得！” 常浩南一邊講一邊在剛剛畫出來的示意圖上補充內容。 雖然他顯然沒有什么繪畫天賦，但結合語言描述，還是讓大家聽懂了自己的思路。 站在對面的十幾個人都沒有說話，但是看向常浩南的眼神多少都發生了一些變化—— 如果面前這個人的想法真能實現，那么就相當于一次解決了現有型號最大的兩個短板。 要知道，雖然安12和C130看上去是同一級別的飛機，但前者的性能，尤其是重載條件下的起降性能要遠遠弱于對手。 而運8受制于國產渦槳6發動機的水平，比安12甚至還要差上一些。 這就導致在國際市場上很難與美國的C130和法德聯合研制的C160競爭。 但是這一切簡直美好得不像是真的。 尤其是其中的關鍵步驟，預測機翼表面的結冰情況，聽上去簡直就是天方夜譚。 開玩笑，這年頭連一個城市的天氣預報都不怎么靠譜，準頭跟直接占卜差不多。 你竟然開口就說要在一片機翼的尺度范圍內，去模擬復雜到極點的結冰過程？ 資料室里的氣氛沉默了幾秒鐘，最后還是梁紹修率先回過神來： “所以……您之前說要找一個氣象專家，就是為了做這件事？” “沒錯，我需要對飛機在飛行過程中常見的典型氣候條件進行建模和仿真，所以需要一些氣象學方面的知識。” 常浩南點頭回答道。 “這……以我們現在的技術條件，真的可能做出非常精確的預測么？” 很快又有第二個人問出了大家最關心的問題。 畢竟這個思路有點走鋼絲，玩明白了還行，要是玩脫了的話就成了好鋼用在刀背上， 萬一熱源分布跟實際的積冰情況風馬牛不相及，那甚至會不如最早的笨方法。 “這位同志，不要慌。”常浩南笑著抬起手掌，做了個向下壓的動作： “我后面就要講我的具體思路，伱們最好準備紙筆記一下，因為有很多工作需要諸位參與其中。” 他自信的姿態和語氣顯然也影響到了其它人，一陣短暫的嘈雜過后，十幾名工程師已經拿好自己的小本本，抬起頭重新看向了繪圖板。 “機翼結冰，可以分成兩個相互獨立的過程。” 見到大家都已經準備好，常浩南當即直入主題： “一是空氣中的過冷液滴或者冰晶附著在機翼表面發生流動，這是一個流體力學問題。” “二是被壁面捕獲的液滴發生相變，在機翼表面形成成片的積冰，這是一個熱力學問題。” “雖然嚴格來說，這兩個流程綜合考慮的話，會是一個非定常過程，但是在計算模擬過程中，可以采用一種準定常的計算策略。也就是把空氣流場和水滴流場僅進行單向耦合，并且在進行相變計算時，認為這兩種流場都保持不變。” “在這個原則的基礎上，可以把整個計算過程分為下面幾個步驟。” 常浩南在旁邊的白紙上面寫了個大大的（1）。 “首先，在干凈幾何外形或者結冰幾何外形上生成流場求解所需的計算網格。” “其次，利用流動控制方程模擬繞飛機的流動，求解得到速度場、壁面處的空氣切應力、壓力梯度和對流換熱系數等與水滴運動和結冰相關的數據。” “然后，在空氣流場的基礎上求解水滴的運動軌跡，得到水滴的撞擊特性，并在空氣和水滴流場的基礎上，通過結冰傳熱傳質模型求解壁面各控制單元的結冰厚度……” “最后，利用結冰厚度計算新的結冰幾何外形，當然，因為我們只需要考慮除冰問題，所以第四步可以不做。” “在結冰數值模擬的基礎上，防冰數值模擬需要計算在有防冰熱流輸入的情況下的壁面和水膜溫度，同時，根據防冰方式的不同，還需要考慮氣體，液體和固體之間的熱耦合過程……” 隨著講解的進行，越來越多的公式被常浩南寫了出來。 而對面梁紹修等人的眼神，也從一開始的好奇，逐漸變成茫然，最后變成了驚愕和震撼！ 他們聽懂了。 不僅聽懂了，甚至覺得很有道理，并且可行！ (本章完) 學霸的軍工科研系統 第151章 這不比天氣預報牛逼?
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