第205章 防冰系统设计 上
核心机又叫燃气发生器，是航空发动机中最难研制的部分，只要核心机研制完成，就意味着整台航发的研发进度就完成了50%。剩下的50%就是在核心机的基础上研发完整的涡轮风扇发动机了。 不要以为剩下的工作有多轻松，告诉你，他依然充满了高风险。不说别的，光是航发的防冰系统，就让整个研发团队绞尽了脑汁。 DG-200采用了全新的结构，导致原先用在PW-600上的防冰系统就不能再使用了，因此，DG-200的防冰系统就要重新设计。 如果让保罗.威尔森亲自来设计，这种防冰系统对他来说没有丝毫的难度，但为了让那些菜鸟设计师能尽快的成长起来，于是保罗.威尔森经过李怡炫的批准后，决定让那些菜鸟设计师独自去完成这项任务，而保罗.威尔森只负责把关。 于是这帮菜鸟悲剧了，你完全可以想象，这半年里保罗.威尔森把他们折腾的有多惨。 先生防冰系统的总体结构设计，任何一个地方没有考虑到，都得推到重来，不但如此，相关的环境仿真实验还一个都不能少。 好不容易把基本结构设计搞完了，接下来就要填充各个细节了，菜鸟们更是被折腾的够呛。 虽然是有苦有累，但这帮菜鸟硬是没有一个选择放弃，他们知道DG-200是香港第一台，更是全中国第一台航空涡扇发动机，北方虽然在50年代就做出了航空发动机，可那只是涡喷的，而且还是仿制的涡喷。涡扇，更是连个影子都没看见。最后还要花重金引进英国的斯贝技术呢。 而DG-200就不同了，虽然推力小的可怜，可从头到尾都是我们自己设计，自己制造的，是完全由中国人自己掌握核心技术的涡扇航发。 这种从上到下的宣传，让每一个新晋的菜鸟设计师和工程师的心中，有一股强烈的使命感，这种使命感又让所有基层员工更是深受感染，使得公司的凝聚力变得空前强大。 没有一个人叫累，没有一个人叫苦，严谨细致的去解决所有的问题，不少人还搬来了简易床，吃住都在公司里。 来到航发设计所，看到那些年轻设计师脸上洋溢的笑容，以及所有员工那种积极向上的精神，让程霞是感慨不已。 眼前的场景实在是太相似了，这简直是当年的大会战嘛，不知有多少年没有看到这种场面了，好像有十年了吧，自从那场运动一来，自己就再也没有见过类似的场景，取而代之的是各种批判和各种大字报，无数的科学家变成了“臭老九”被关进的牛棚。 如今，曾经的一幕又出现在她的眼前，程霞的双眼湿润了。 核心机的研制顺利完成，DG-200的研制也就进入了后半段，目前核心机在做最后的收尾，整机的工程研发也将开始，尽管所有人都忙得脚不沾地，可相关的工作都被安排的井井有条。 为了保证首台涡扇航发研制任务的顺利完成，今天保罗.威尔森决定给这帮菜鸟系统的讲解下航发防冰系统的总体设计思路。 嗨，香港太小了，航空人才是一个都没有，因此一切都要从头培养。 虽然大家都非常的努力，但以他们目前的水平，也就勉强能独立的进行航发的防冰系统的设计。其他的，是想都不要想，离开了这些来自31世纪的机器人工程师和设计师，任何一个项目他们都玩不转。 “要设计航发的防冰系统，首先就要了解这些冰是怎么生成的。那么航发上的冰是怎么形成的呢？”，航发中心的大型会议室，变成了临时讲堂，此时的保罗.威尔森犹如一名大学教授，在台上给学生们授课，“当飞机飞越较高湿度和接近结冰点温度的大气时，积聚在飞机表面的水汽就会形成冰，这就是冰的由来。 那么，涡扇发动机那些地方最容易积冰呢？”保罗.威尔森手中的教鞭往墙上的图纸上一指，说道：“在涡轮风扇发动机的进气道，有两处最容易产生表面积冰的地方，就是进气道的唇口和风扇的转子。 在风扇转子上，风扇叶片和整流罩表面上都容易形成冰。结在进气道或发动机部件上的冰会阻碍气流的并形成漩涡。在压气机入口前，这些漩涡会导致压气机的不稳定运行，进而导致失速和喘振。此外，风扇叶片上的冰还会导致不平衡，造成振动。 此外，进气道脱落的冰碎片还会撞击风扇转子和风扇后的部件，造成发动机外物引入损伤的危险。” 这时，下面一名年轻人举起了手，保罗.威尔森示意了一下，这位年轻人站了起来，“老师，我们该如何设计涡扇发动机的防冰系统呢？我和我的团队总共设计了三十多种方案，可没有一件获得了你的认可，我们到底应该怎么做才对？” 保罗.威尔森微微一笑，示意这么年轻人先坐下，“这就是我今天要给你们讲的。其实，要设计涡扇发动机的防冰系统，没有你们想象中那么复杂，我之所以没有通过你们的设计，是因为你们把简单的事情搞复杂了，特别是想DG-200这种结构特别的简单的涡扇发动机，防冰系统的设计就更加的简单了。” 保罗.威尔森的话音刚落，下面的人全都轰动了起来，“什么，防冰系统的设计很简单，我们把他搞复杂了！摆脱，我们可是参照英国RB199涡扇发动机上的防冰系统设计的好不好。” 看着下面喧闹的人群，保罗.威尔森的教鞭在演讲台使劲的拍了几下，等大家安静下来之后，耐心的讲道：“你们刚才的议论我在上面都听到了，可我要提醒你们的是，英国的RB199可是三转子军用小涵道中推涡扇发动机，是欧洲狂风战机的动力核心。它的防冰系统很复杂是理所当然的。可大家别忘了，我们正在研制的DG-200推力只有4KN，干重还不到40KG，用得着这么复杂的防冰系统吗？” 说完，保罗.威尔森拿起笔，在墙上的涡扇发动机结构图上画了一根线，这根线从高压机处起始，一直画到进气道的唇口。 画完后，指着这根线，说道：“积冰是在进气道唇口滞止点附近开始形成的。为了防止这一过程，我们只需加热进气道唇口就足够了。” …… 看到大家还在蒙圈，保罗.威尔森进一步解释道：“目前，对进气道唇口加热，国际主流的做法是用电加热方式，而我在这里采用的是热空气来实现，上面的那条线就是热空气输送导管，它的热原就来自于高压机。” 这下，哪怕是个傻子都能看明白那根的线的代表的含义了，大家又轰动了。 “我的天，居然还有这样的设计，我当初怎么就没有想到呢？” “是啊，是啊，这也太简单了，万万没有想到防止涡扇发动机积冰的方法居然会这么简单。” “怪不得这么多设计，老师都没有通过，我们的确把它复杂化了。” 坐在暗角里的李怡炫的嘴角微微憋了一下，心道，“你们要是能想到就真是见了鬼了，这是罗罗公司在21世纪，瑞达700三转子涡扇发动机上的设计好不好。” 在瑞达700以前，涡扇发动机的防冰系统的设计都很复杂，随着发动机越做越大，技术越来越高端，和人们对涡扇发动机越来越苛刻的性能要求，以及要求发动机有更好的易维护性，原来那种复杂的防冰系统，已经越发不适应未来发展了，因此，如何简化涡扇发动机的防冰系统，而又不降低防冰效果，就成了航空发动机制造公司的必修课。 罗罗公司经过三十多年的刻苦钻研，终于突破了这层窗户纸。放弃结构复杂的电加热方式，选择从高压机上引来热空气，通过导引管道对进气道唇口进行加热。 这个方法非常的简单，它就是一层窗户纸，捅破了就没有什么好稀奇的，属于典型的难者不会，会者不难。 方法虽然简单，但有一项关键技术需要突破，那就是为了减少发动机的能量输出，以及防止进气道唇口过热，在热空气的输送导管的上游必须安装关断阀。而这个关断阀则是热空气加热的最大技术难点。 别小看这个关断阀，空气经过高压机的压缩后，压力有多大，你就明白它的难点是在哪里了。是的，关断阀必须要能够承受超高压，功率越大的涡扇发动机，对关断阀的承压要求就越发的苛刻。 通用的公司的GE90系列发动机大家不陌生吧，这款发动机是波音777的标配动力，推力最小的GE90，推力达到了460KN以上，推力最高的都超过了520KN。 如此大的推力，那它的压气机产生的空气压力又该是多大？每秒1360.8~1482.8千克，这还是GE90的基本型的数据。 而关断阀就要承受如此之高的压力，想想要做到这一点有多么的艰难。 难道就没有减压的方法吗？当然有了，那就是热空气的导热口千万不要按在高压机的最后一级，哪里的压力实在是太高了。 至于要按在那一级，必须根据压气机的级数和进气道唇口防冰的需求量，以及每级压气机参数的气压参数，由设计者根据实际情况来选定，既不能过高，也不能过低，尽可能的恰当好处。 这样一来，就能够相对的降低关断阀的设计和制造难度了。