第880章 信號傳輸層面的麻煩
更新時間:2024-06-29 作者:十月廿二
學霸的軍工科研系統 第880章 信號傳輸層面的麻煩
雖說此時的運9已經跟任何其它型號都沒有血緣上的關系，但軍用運輸機這種東西，在總體設計上其實搞不出太多樣。 尤其是，現在上級單位和用戶層面已經給定了非常清晰的技術指標要求。 不說別的，光是“貨艙橫截面積不小于伊爾76的85”加上“渦扇動力”這兩條，就沒給設計層面留出太多操作空間。 渦槳動力的運輸機由于飛行速度較慢，所以還能夠容許一些稀奇古怪的設計。 但對于巡航速度普遍在600km/h以上的噴氣式運輸機來說，其總體氣動特征已經高度同質化了。 全金屬半硬殼結構、帶后掠角的懸臂式上單翼和t型尾翼、吊掛式發動機…… 大體上就是一架在高度降低、長度縮短，但寬度大體保持不變的伊爾76。 或者說是全方位縮小的c17。 靠巧思來投機取巧的空間很小。 基本就是拼硬功夫。 型號成敗的關鍵在于結構層面的設計，以及一些細節的補充完善。 像是激進的吹氣增升技術，對于一架戰術用途的雙發飛機來說風險過大，屬于得不償失的設計。 而翼梢小翼，華夏在過去的型號中已經有了比較豐富的經驗，所以值得一試。 另外就是，戰術運輸機有在非鋪裝跑道上起降的需求，所以需要在發動機防異物和起落架結構的設計上進行特別關照，好在連更大的伊爾76都具備這方面的能力，倒也不至于兩眼一抹黑…… 總之，幾乎是在從京城返回南鄭的路上，梁紹修就已經粗略構思出了這個方案的整體樣貌。 之前丁高恒說的已經非常明白了。 “以秦飛集團牽頭”。 就是說還能得到航空工業系統內其它兄弟單位的支援。 其實這也正常。 8090噸體量的飛機說起來不大，但對于華夏航空工業來說，卻還算是個空白。 肯定要集中力量搞攻關的。 不過，那都是正式立項以后的事情。 當務之急，還是把運9從一個需求變成一個正式的項目。 因此，下了飛機之后，梁紹修所做的第一件事就是集中秦飛集團的主要研發力量，開始部署預研工作…… 而另外一邊，常浩南此時還不知道丁高恒已經把運9的研發工作給安排下去了。 他正在為了盡快完善超短激光加工技術而頭大…… 還是航空動力集團的那間會議室里。 又一場氣氛熱烈的項目研討會正在進行。 之所以說“又”，是因為自打上個月項目正式立項開始，幾乎每隔幾天就要在這里上演類似的劇情。 先是常浩南例行展示一下理論層面的進展，然后就是幾名負責硬件研發的帶頭人開始爭論。 而今天的情況…… 也差不多。 首先發言的照例仍然是常浩南： “上一周，侯院士的團隊已經利用飛秒級脈沖激光器驗證了我之前提出的燒蝕閾值模型。” “而且，得益于飛秒激光器可以使用更小步長的脈寬進行試驗，我們還注意到了一些此前單靠計算沒有得到的結論。” 西安光機所在90年代中期就研發出過飛秒（千分之一皮秒）級激光器，只不過峰值功率不能達到工業化生產的需求，因此沒有被常浩南選為光源。 不過只是進行材料學研究的話，還是足夠了。 “根據燒蝕閾值模型，當激光照射在金屬材料表面時，由于金屬內電子的比熱容較小和劇烈的逆韌致輻射，電子在極短的時間內吸收了大量激光能量，電子活躍性瞬間升高，并且通過電子之間相互碰撞，出現費米狄拉克分布。” “此時，由于自由電子所具有的溫度遠高于晶格所具有的溫度，通過和熱電子碰撞獲取熱量的方式晶格的溫度逐漸上升，最終達到熱平衡狀態。達到熱平衡狀態所需要的具體碰撞時間主要由電子聲子碰撞馳豫時間決定，但對于絕大多數金屬材料，都是在10皮秒量級附近。” “但現在我們發現，在10皮秒以下，還能進一步分為三個更加細致的作用過程。” 理論和實驗，永遠是相輔相成的。 在常浩南提出燒蝕閾值模型之前，這臺飛秒激光器在誕生的最初幾年里并未表現出特別可觀的科研價值。 而如果沒有這臺激光器進行試驗，那燒蝕閾值模型的完善速度也會大大減慢。 稍微停頓了一下之后，常浩南切換了一頁ppt，然后繼續道： “在高能激光照射到金屬材料表面上之后10飛秒，就會引發電子受激電離，而繼續延長照射時間到100飛秒，才會開始發生電子聲子耦合，不過這個時候還不會表現出可見的熱效應。” “再繼續延長，到1皮秒，則會開始電子晶格熱平衡過程，此時的熱效應已經逐步開始顯現，只是受影響的分子數量遠低于直接轉化為等離子狀態的分子數量，基本可以忽略不計……” “得益于這項發現，我再次對燒蝕閾值模型進行了修正，添加了兩個與非熱熔過程相關的變量參數，通過隱式方法求解后的差分表達形式是……” 在常浩南介紹新進展的時候，會議室里的氣氛總體上還是平靜的。 除了侯院士會經常進行主動交流以外，就只是偶爾會有一兩個人舉手提問。 一來，這些亞皮秒級的研究更多是考慮到戰未來的需求，對眼下這個皮秒級項目的影響并不是很大。 二來，也是更重要的…… 能完全聽懂的人確實是不太多。 不過，接下來的部分，就沒有這么和諧了…… 短暫的茶歇之后，負責控制信號傳輸和負責光源控制的兩個技術團隊就掐了起來。 主要是這個設備，實在是太別扭了。 光源控制團隊的負責人韓志高首先表態： “常總，上次會議結束之后，我們搭了一個簡易的原理樣機進行測試，到目前為止已經發現了至少8項對激光加工存在影響的主要因素。” “除了光束質量、脈沖寬度這些我們之前就想到的以外，還有光通量密度、偏振狀態和離焦量，這里是指離焦量本身，也就是說，即便最終作用在材料表面的能量相同，不同的離焦量也會產生不同的加工效果……” 一番話的大體意思就是一個： 這套加工方式的控制需求極其精細，信號傳輸過程必須滿足低延遲、低噪聲、高帶寬和高穩定性，另外由于設備本身高度復雜，因此還要把向外輻射的電磁信號控制在極低的水平。 而信號傳輸團隊的負責霍鵬華則表示你怕不是在做夢，單是光信號和電信號之間的兩次低損耗轉化就已經夠讓人頭疼的了，哪有那么好的事情能滿足你這么多要求，尤其是那個低電磁輻射的要求，本身就和高帶寬沖突，除非增加一層厚度和重量極其離譜的屏蔽層，否則根本不可能實現。 更麻煩的是，為了對獲取端和控制端進行信號延時補償，還需要引入一種叫做“真實時間延遲線”的技術，而這東西的補償能力和物理長度有關，動輒就是幾十上百米，又會對傳輸延遲和損耗帶來不利影響…… 常浩南看向侯院士，后者則表示二人說的問題都客觀存在，確實很難同時滿足。 于是，局面就這么僵持了下來。 (本章完) 學霸的軍工科研系統 第880章 信號傳輸層面的麻煩
雖說此時的運9已經跟任何其它型號都沒有血緣上的關系，但軍用運輸機這種東西，在總體設計上其實搞不出太多樣。 尤其是，現在上級單位和用戶層面已經給定了非常清晰的技術指標要求。 不說別的，光是“貨艙橫截面積不小于伊爾76的85”加上“渦扇動力”這兩條，就沒給設計層面留出太多操作空間。 渦槳動力的運輸機由于飛行速度較慢，所以還能夠容許一些稀奇古怪的設計。 但對于巡航速度普遍在600km/h以上的噴氣式運輸機來說，其總體氣動特征已經高度同質化了。 全金屬半硬殼結構、帶后掠角的懸臂式上單翼和t型尾翼、吊掛式發動機…… 大體上就是一架在高度降低、長度縮短，但寬度大體保持不變的伊爾76。 或者說是全方位縮小的c17。 靠巧思來投機取巧的空間很小。 基本就是拼硬功夫。 型號成敗的關鍵在于結構層面的設計，以及一些細節的補充完善。 像是激進的吹氣增升技術，對于一架戰術用途的雙發飛機來說風險過大，屬于得不償失的設計。 而翼梢小翼，華夏在過去的型號中已經有了比較豐富的經驗，所以值得一試。 另外就是，戰術運輸機有在非鋪裝跑道上起降的需求，所以需要在發動機防異物和起落架結構的設計上進行特別關照，好在連更大的伊爾76都具備這方面的能力，倒也不至于兩眼一抹黑…… 總之，幾乎是在從京城返回南鄭的路上，梁紹修就已經粗略構思出了這個方案的整體樣貌。 之前丁高恒說的已經非常明白了。 “以秦飛集團牽頭”。 就是說還能得到航空工業系統內其它兄弟單位的支援。 其實這也正常。 8090噸體量的飛機說起來不大，但對于華夏航空工業來說，卻還算是個空白。 肯定要集中力量搞攻關的。 不過，那都是正式立項以后的事情。 當務之急，還是把運9從一個需求變成一個正式的項目。 因此，下了飛機之后，梁紹修所做的第一件事就是集中秦飛集團的主要研發力量，開始部署預研工作…… 而另外一邊，常浩南此時還不知道丁高恒已經把運9的研發工作給安排下去了。 他正在為了盡快完善超短激光加工技術而頭大…… 還是航空動力集團的那間會議室里。 又一場氣氛熱烈的項目研討會正在進行。 之所以說“又”，是因為自打上個月項目正式立項開始，幾乎每隔幾天就要在這里上演類似的劇情。 先是常浩南例行展示一下理論層面的進展，然后就是幾名負責硬件研發的帶頭人開始爭論。 而今天的情況…… 也差不多。 首先發言的照例仍然是常浩南： “上一周，侯院士的團隊已經利用飛秒級脈沖激光器驗證了我之前提出的燒蝕閾值模型。” “而且，得益于飛秒激光器可以使用更小步長的脈寬進行試驗，我們還注意到了一些此前單靠計算沒有得到的結論。” 西安光機所在90年代中期就研發出過飛秒（千分之一皮秒）級激光器，只不過峰值功率不能達到工業化生產的需求，因此沒有被常浩南選為光源。 不過只是進行材料學研究的話，還是足夠了。 “根據燒蝕閾值模型，當激光照射在金屬材料表面時，由于金屬內電子的比熱容較小和劇烈的逆韌致輻射，電子在極短的時間內吸收了大量激光能量，電子活躍性瞬間升高，并且通過電子之間相互碰撞，出現費米狄拉克分布。” “此時，由于自由電子所具有的溫度遠高于晶格所具有的溫度，通過和熱電子碰撞獲取熱量的方式晶格的溫度逐漸上升，最終達到熱平衡狀態。達到熱平衡狀態所需要的具體碰撞時間主要由電子聲子碰撞馳豫時間決定，但對于絕大多數金屬材料，都是在10皮秒量級附近。” “但現在我們發現，在10皮秒以下，還能進一步分為三個更加細致的作用過程。” 理論和實驗，永遠是相輔相成的。 在常浩南提出燒蝕閾值模型之前，這臺飛秒激光器在誕生的最初幾年里并未表現出特別可觀的科研價值。 而如果沒有這臺激光器進行試驗，那燒蝕閾值模型的完善速度也會大大減慢。 稍微停頓了一下之后，常浩南切換了一頁ppt，然后繼續道： “在高能激光照射到金屬材料表面上之后10飛秒，就會引發電子受激電離，而繼續延長照射時間到100飛秒，才會開始發生電子聲子耦合，不過這個時候還不會表現出可見的熱效應。” “再繼續延長，到1皮秒，則會開始電子晶格熱平衡過程，此時的熱效應已經逐步開始顯現，只是受影響的分子數量遠低于直接轉化為等離子狀態的分子數量，基本可以忽略不計……” “得益于這項發現，我再次對燒蝕閾值模型進行了修正，添加了兩個與非熱熔過程相關的變量參數，通過隱式方法求解后的差分表達形式是……” 在常浩南介紹新進展的時候，會議室里的氣氛總體上還是平靜的。 除了侯院士會經常進行主動交流以外，就只是偶爾會有一兩個人舉手提問。 一來，這些亞皮秒級的研究更多是考慮到戰未來的需求，對眼下這個皮秒級項目的影響并不是很大。 二來，也是更重要的…… 能完全聽懂的人確實是不太多。 不過，接下來的部分，就沒有這么和諧了…… 短暫的茶歇之后，負責控制信號傳輸和負責光源控制的兩個技術團隊就掐了起來。 主要是這個設備，實在是太別扭了。 光源控制團隊的負責人韓志高首先表態： “常總，上次會議結束之后，我們搭了一個簡易的原理樣機進行測試，到目前為止已經發現了至少8項對激光加工存在影響的主要因素。” “除了光束質量、脈沖寬度這些我們之前就想到的以外，還有光通量密度、偏振狀態和離焦量，這里是指離焦量本身，也就是說，即便最終作用在材料表面的能量相同，不同的離焦量也會產生不同的加工效果……” 一番話的大體意思就是一個： 這套加工方式的控制需求極其精細，信號傳輸過程必須滿足低延遲、低噪聲、高帶寬和高穩定性，另外由于設備本身高度復雜，因此還要把向外輻射的電磁信號控制在極低的水平。 而信號傳輸團隊的負責霍鵬華則表示你怕不是在做夢，單是光信號和電信號之間的兩次低損耗轉化就已經夠讓人頭疼的了，哪有那么好的事情能滿足你這么多要求，尤其是那個低電磁輻射的要求，本身就和高帶寬沖突，除非增加一層厚度和重量極其離譜的屏蔽層，否則根本不可能實現。 更麻煩的是，為了對獲取端和控制端進行信號延時補償，還需要引入一種叫做“真實時間延遲線”的技術，而這東西的補償能力和物理長度有關，動輒就是幾十上百米，又會對傳輸延遲和損耗帶來不利影響…… 常浩南看向侯院士，后者則表示二人說的問題都客觀存在，確實很難同時滿足。 于是，局面就這么僵持了下來。 (本章完) 學霸的軍工科研系統 第880章 信號傳輸層面的麻煩
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