第两百三十九章 震撼!
秦怀民推开十号工程项目部的大门,侧身让高育材先进。
门后是一条不长的走廊,两侧墙上挂着几块巨大的进度板,上面密密麻麻地标注着各种数据和图表。
高育材扫了一眼,看见“飞行小时数”,“故障统计”,“改进项完成率”之类的标题,下面是一串串他看不太懂的数字。
走廊尽头又是一道门,门上贴着红色的警示标志,写着“授权人员专用”。
秦怀民掏出工作牌在门禁上刷了一下,“嘀”的一声,门锁弹开。
“老高,跟紧了,这里面岔路多,第一次来容易迷路。”秦怀民推开那道门,一股空调的凉气扑面而来。
里面是一个很大的开放式办公区,几十张办公桌整齐地排列着,但只有七八个人在座位上。
大部分桌子空着,电脑显示器黑着屏,椅子上搭着外套或文件夹,桌角堆着泡面桶和喝空了的咖啡罐。
秦怀民一边走一边介绍:“十号工程现在进入第二阶段大规模测试,大部分人都去了试飞场那边。”
“昨天试飞员打电话回来说,高空高速包线拓展到1.8马赫了,震动比预想的小,发动机那边总算松了口气。”
高育材点点头,目光扫过那些空着的座位,其中一张桌子上摊着一本翻开的笔记本,上面密密麻麻写满了公式,旁边还压着一盒没吃完的胃药。
“这边只留了一些骨干,处理数据,协调进度,准备下一阶段的测试方案。”
秦怀民说着,忽然想起什么,“对了,昨天下午飞控那边出了个事,有个参数超差,零点二的偏量,老陈他们熬了一宿,凌晨三点才找到原因,是个传感器标定问题。”
高育材听着,心里泛起一阵复杂的情绪。
两人穿过办公区,来到一个用玻璃隔出来的独立区域前。
玻璃门上贴着三个字,“发动机组”。
门开着,里面传来翻动纸张和低声交谈的声音。秦怀民敲了敲门,探进头去:“老张,在呢?”
一个四十来岁的中年人抬起头,他看见秦怀民,连忙站起身。
“秦老!您怎么来了?”张利绕过办公桌,快步走出来,目光落在高育材身上,微微一怔,“这位是……”
秦怀民笑着介绍:“这位是高育材,咱们林所长的岳父,新来的研究员,我今天带他熟悉熟悉环境,认认门。”
张利眼睛一亮,连忙伸出手,态度恭敬得很:“高老师!您好您好!我是张利,发动机组的负责人。久仰久仰!林所长经常提起您,说您是搞了一辈子机械的老前辈。”
高育材握住他的手,笑着说:“张工,别客气,我就是个新来的,以后多关照。什么老前辈,就是多吃了几年饭。”
张利连连摆手:“高老师您这话说的,您是长辈,又是林所长的岳父,咱们应该多关照您才是。快请进,请坐!”
他把两人让进办公室,又忙活着倒水。高育材打量着这间办公室,不大,十来平米,靠墙是一排铁皮文件柜,里面塞满了深蓝色的文件夹,脊背上贴着标签“涡扇-10试车数据”“高温合金试验记录”“叶片疲劳测试”。
办公桌上堆着厚厚的图纸和资料,一台老式电脑显示器亮着,屏幕上是一张复杂的发动机剖面图,旁边开着几个数据窗口,跳动着高育材看不懂的数字。
张利端了两杯水过来,放在茶几上,然后在旁边的椅子上坐下,搓了搓手,有些不好意思地说:“高老师,条件简陋,别见怪。”
高育材端起杯子喝了一口,水温刚好,不烫不凉。
秦怀民开口:“老张,你给老高讲讲咱们的涡扇-10?”
“他年轻时候搞了一辈子机械,虽然没搞过航空,但对这些东西感兴趣。”
张利点点头,脸上浮起一丝笑容。那是一种搞技术的人谈到自己东西时特有的表情——带着骄傲,又带着几分谨慎。
“高老师,咱们这个涡扇-10,是咱们国家第一款自主研制的大推力涡扇发动机。”
他开口说道,声音不大,但每一个字都很清晰,“它的推力,最大状态75千牛,加力状态125千牛。这个数据,和毛子的AL-31F比,加力推力少个两三吨,但咱们的推重比基本追平了。”
他顿了顿,见高育材听得很认真,便继续说:“它的风扇直径880毫米,三级风扇,九级高压压气机,一级高压涡轮,两级低压涡轮。涡轮前温度,这是衡量发动机水平的关键指标,咱们能做到1500度左右,用的是定向凝固高温合金叶片。”
高育材微微眯起眼,在心里换算着这些数字。
他虽然没搞过航空,但搞了一辈子机械,对温度、压力、转速这些概念有直觉的判断。
“1500度,”他缓缓说,“那快赶上钢铁熔点的一半多了吧?”
张利眼睛一亮:“高老师懂行!钢铁熔点大概1500到1600,咱们这叶片,工作温度已经接近熔点的一大半了。”
“这还不是最难的,最难的是,它要承受十几吨的离心力,每分钟转一万多转。打个比方,把一块铁放在火里烧到发红,然后拿锤子使劲砸,它不变形,这就是叶片要干的活。”
高育材点点头,问:“张主任,这个水平,和国外的比怎么样?”
张利笑了。刚刚说了这么多,就是为了铺垫这个。
他笑容里带着一丝得意,但又不张扬:“和莫斯科的AL-31F比,推力略小一点,但推重比差不多。和M国的F-100-PW-229比,还有差距,推力差个十几千牛,涡轮前温度差七八十度。但是这个差距在快速缩小。”
他伸出手,比了个手势:“在没有来红星厂的时候,咱们刚起步,人家玩剩下的咱们都摸不着门。”
“来到红星厂之后,咱们能照猫画虎做出来了。”
“现在,咱们有自己的材料、自己的工艺、自己的设计体系。最关键的是,这是咱们自己搞出来的,全部的自主设计,自主生产。”
他说着,站起身,走到文件柜前,蹲下来打开最下面一层柜门。
那柜门有些紧,他使劲拽了一下才拉开,从里面小心翼翼地捧出一个木盒子。盒子不大,巴掌见方,上面盖着一块红绒布。
他把盒子放在茶几上,揭开绒布。
“高老师,您看看这个。”
那是一块巴掌大小的金属件,形状复杂。
一头是叶片形状,另一头是安装座,表面泛着暗银色的光泽,在灯光下有一种细密的纹理。
高育材拿起来,翻来覆去地看着,入手很沉,比想象中的重。
“这是高压涡轮叶片。”张利的声音里透着骄傲,那种骄傲不是炫耀,而是对自己付出的东西的珍视。
“别看它小,它是整个发动机里工作环境最恶劣的零件。前面是燃烧室喷出来的火,后面是高速气流,它夹在中间,要扛1500度的高温,要扛十几吨的离心力,还要扛高温燃气的冲刷腐蚀。”
高育材端详着那片叶片,用手指轻轻摸了摸叶片的边缘,那里薄得像刀片。
“这个加工精度,”他问,“公差多少?”
张利说:“叶型轮廓公差正负0.05毫米,表面光洁度要求Ra0.4以内。咱们用了定向凝固技术,就是把金属融化,然后控制它凝固的方向,让晶粒沿着受力方向生长,这样高温强度能提高一大截。这个技术,全国就咱们几家掌握。”
高育材把叶片翻过来,看着叶背那些复杂的曲面,心里涌起一股敬意。
他知道,这样一个小小的零件背后,是多少人数年的心血。
材料配方、铸造工艺、机械加工、表面处理,无损检测……哪一道不是难关?
他抬起头,看着张利,问:“张主任,下一步呢?三代机之后,还有四代机吧?发动机怎么办?”
张利眼睛一亮,脸上那种骄傲更浓了。他往前探了探身子,声音压低了半分,但语气里的兴奋藏不住:“高老师问到点子上了!按照林默所长的话来说,三代机只是开始,四代机才是咱们的目标。”
他伸出手,在空中比划了一下,缓缓打开话匣子:“四代机要求超音速巡航,就是不开加力,光靠发动机本身的推力,就能飞到1.5马赫以上,飞几个小时。”
“这就要求发动机推力更大,油耗更低,咱们已经在预研了——新一代发动机,代号‘太行’改进型,目标是推力达到140千牛以上,推重比做到8到9。涡轮前温度要提高到1700度以上。”
他说着,握了握拳,语气里满是豪情:“1700度,定向凝固的叶片就不够用了,得用单晶叶片,整个叶片只有一个晶粒,没有晶界,没有弱点,性能还能再上一个台阶。”
“这个技术,现在全世界就M国、英国,毛子掌握。”
“咱们,也要搞出来!”
高育材看着他,看着那双因为熬夜而布满血丝但依然明亮的眼睛,心里忽然很感动。
这就是搞科研的人啊。不管条件多难,不管差距多大,眼睛里永远有光,心里永远有火。
他点点头,认真地说:“张主任,你们了不起。”
张利有些不好意思地笑了,挠了挠头:“高老师过奖了。咱们就是干这个的,应该的,再说,光靠我们也不行,得整个系统一起转。”
“材料所的配方,铸造厂的工艺,测试中心的设备,哪一环缺了都不行。林所长经常说,发动机是‘工业皇冠上的明珠’,咱们这是给皇冠镶珠子呢。”
又聊了几句,秦怀民看了看手表,站起身说:“行了,老张,你忙吧。我带老高再去别处转转,今天把咱们军用研发部都逛一遍。”
张利连忙站起身,送他们出门。走到门口,他又握住高育材的手,诚恳地说:“
高老师,以后有什么需要,随时来找我。发动机组的大门,永远为您敞开。您要是有空,随时来坐坐,咱们聊聊机械,聊聊材料,都行。”
高育材笑着点点头,拍了拍他的手背。
走出发动机组,秦怀民带着高育材继续往前走。
一路上,又经过了航电系统、飞控系统、武器系统……但这些项目组的负责人都不在,都去了试飞场。
接待他们的是副手或者骨干,态度都很客气,讲解得也很认真。
在航电系统,一个三十来岁的工程师给他们演示了座舱模拟器。
这是一个半包围结构的座舱,座椅是弹射座椅的样子,前面是三块大尺寸液晶显示屏,高育材坐进去,看着面前那些跳动的数字和图形。
“高老师,”工程师在旁边讲解,“这就是咱们的玻璃座舱,以前的老飞机,像歼七、歼八,飞行员要看几十个仪表。”
“高度表,速度表,航向仪,姿态仪,雷达显示器、武器控制面板……光扫描一遍就要好几秒。现在这些信息都集成在屏幕上,一眼就能看到关键数据。”
他指着屏幕上的几个区域:“左边是飞行参数,高度、速度、航向、垂直速度,中间是雷达画面,显示空情;右边是武器状态和告警信息。”
“而且可以根据任务需要切换显示模式,空战时雷达画面放大,对地攻击时显示火控信息,巡航时看导航和燃油。”
高育材看着那些跳动的数字,问:“这些数据,都是实时更新的?”
工程师点点头:“对。飞控计算机每秒处理几百次数据,所有信息都是实时显示。”
“飞行员反应的时间,从以前的几秒,缩短到零点几秒。”
高育材笑了,这比喻挺形象。
在飞控系统,一个年轻的工程师给他们看了飞控软件的模拟运行。
屏幕上,一架飞机的模型在不停地做着各种机动。
翻滚、盘旋、俯冲、爬升,姿态变化极快,但始终稳定,像有一只无形的手在托着它。
“高老师,咱们这个是电传操纵。”工程师解释,“以前的飞机,是钢索操纵飞行员拉杆,钢索拉动舵面,那个反应慢,而且飞行员手感重,飞久了胳膊酸。”
“电传操纵,是飞行员发指令,电脑计算后控制舵面。反应快,精度高,还能自动保持飞机稳定。”
他指着屏幕上的一个参数:“比如这个大攻角机动时,飞机容易失控,气流分离,翼尖失速,搞不好就进入尾旋。”
“飞控系统会自动调整舵面,每秒干预几十次,让飞机始终保持在可控范围内。”
高育材看着屏幕上那个不断翻滚的飞机模型,问:“这个……可靠吗?万一电脑出故障呢?”
工程师笑了,好像早就等着这个问题:“高老师问得对。咱们设计了三重冗余,三台电脑同时工作,互相校验。一台出故障,另外两台接管,两台出故障,最后一台也能保证安全返回。”
“这还不算完,还有备份的机械操纵系统,万一电脑全坏了,还能靠钢索飞回来。就是手感重一点,但总比回不来强。”
高育材点点头,心里踏实了一些。
走出飞控系统,秦怀民看着他,问:“老高,感觉怎么样?想不想来十号工程?”
高育材沉默了几秒,然后摇摇头。
秦怀民有些意外:“怎么?看不上?”
高育材笑了:“不是看不上。老秦,十号工程确实了不起,这个我承认,但是……我不太适合。”
他看着远处那些紧闭的门,缓缓说:“我是搞机械出身的,不是搞航空的。战斗机这东西,太大了,太复杂了。”
“气动设计我不懂,航电系统我不懂,飞控软件我更不懂。”
“我来这儿,能干什么?最多帮他们画画零件图,做点边角料的活。人家都是专家,我一个老头子掺和进去,说不上话,插不上手。”
秦怀民张了张嘴,想说什么,但高育材摆摆手,继续说:“老秦,我不是谦虚,我知道自己能干什么,不能干什么。”
“十号工程这种大项目,需要的是真正的专家,我一个搞机械的老头子,掺和进去,帮不上什么忙,反而可能添乱。”
“再说了,你们这儿年轻人多,让他们放手干,我一个老头子坐旁边指指点点,人家心里也不自在。”
秦怀民看着他,沉默了几秒,然后点点头:“行,那咱们继续逛。还有几个项目组,去看看。”
两人继续往前走。
接下来的几个小时,秦怀民带着高育材,把军用研发部逛了个遍。
他们去了火箭弹项目组。负责人给他们看了“风暴”系列火箭弹的样品,讲解了激光制导的原理,半主动激光寻的,导引头灵敏度以及抗干扰能力。
高育材看着那些粗壮的弹体,听着那些复杂的术语,点点头,但没有特别感兴趣。
他们去了微光夜视仪项目组。
负责人给他们看了最新的“启明星-3”样机,让他们在暗室里体验了一下,戴上夜视仪,原本漆黑一片的房间,立刻变得清晰可见,连墙角堆的纸箱子轮廓都看得一清二楚。
高育材摘下夜视仪,感慨了一句“真是好东西”,然后继续往前走。
他们去了防空导弹项目组。
负责人给他们看了“利剑”单兵防空导弹的样机,讲解了红外制导和激光制导的区别,红外是被动寻的,打了不用管,但容易受干扰。
激光是半主动,精度高,但需要持续照射。
高育材听着,偶尔问一两个问题,并没有表现出特别吸引。
秦怀民越走越纳闷。
他了解老高,这人一辈子搞研究,虽然专业是机械,但对各种新技术都感兴趣。
当年在京华大学,他什么讲座都去听,什么新东西都愿意了解,有一次还跑去听生物系的课,回来念叨了好几天“DNA双螺旋”。
按理说,这些项目都是国内顶尖的,他应该很感兴趣才对。
可一路逛下来,老高的反应都是“挺好”,“不错”,“厉害”,但没有那种“眼前一亮”的感觉。
难道这些项目都太高精尖了,老高觉得自己插不上手?
秦怀民心里嘀咕着,但没有说出来。他看了看手表,下午四点多了,还剩最后一个项目组。
“老高,再去最后一个地方。”他说,“金盾项目部。”
高育材点点头,跟着他往前走。
金盾项目部在军用研发部的最深处,走廊尽头,一扇普通的木门。门上贴着标签,白底红字,印着“金盾项目”四个字,下面还有一行小字“自动防卫炮系统”。
秦怀民推开门,里面传来激烈的讨论声。
“不行!这个方案后坐力太大了,陆基版根本扛不住!”一个声音喊道,嗓门挺大,带着点东北口音。
“那你说怎么办?炮管不能缩,弹药不能减,后坐力就那么大,物理规律决定的!”另一个声音反驳,语气急躁,带着点南方口音。
“物理规律是物理规律,但机械设计可以优化!咱们想想办法,把后坐力分散开,或者用缓冲机构吸收一部分……”
“老李,你说得轻巧。你画个图我看看?我算过,按现在的方案,峰值后坐力超过80千牛,底盘悬挂根本受不了。”
“除非你把炮塔减重,但减重了强度又不够,这不是死循环吗?”
“不行不行,绝对不行!”
“那也不能就这么认了啊!昨天林所长还问进度,我说还在优化……”
高育材和秦怀民走进去,看见两个人正站在一块黑板前,你一句我一句地争论着。
一个四十来岁,戴着厚厚的眼镜,穿着一件洗得发白的工作服,袖子上蹭了一块油渍,手里拿着一支粉笔,正在黑板上画着什么。
另一个年纪相仿,瘦高个,眉头紧锁,手里捧着一沓图纸,满脸愁容。
黑板上的图画得很潦草,但能看出是一门火炮的轮廓,七根炮管并排,炮塔方方正正,底盘是履带式的,还有一些复杂的线条标注着尺寸和角度。
秦怀民咳嗽了一声。
两人猛地回过头,看见秦怀民,都是一愣。
那个戴眼镜的中年人连忙放下粉笔,迎上来,脸上带着意外:“秦老!您怎么来了?”
秦怀民笑着介绍:“康研究员,这位是高育材,新来的研究员,我带他熟悉熟悉环境。”
“你们在讨论什么?大老远就听见你们嚷嚷。”
康辉连忙伸出手,和高育材握了握:“高老师好!我是康辉,金盾项目负责人。这位是我的搭档,老李,李保良,机械设计组的组长。”
高育材点点头,目光却被黑板上那幅草图吸引住了。
康辉顺着他的目光看去,有些不好意思地笑了:“高老师,我们在讨论一个技术问题,金盾项目,您听说过吗?”
高育材摇摇头:“没有。今天头一次听说。”
康辉便简单介绍起来:“金盾项目,是咱们厂今年新立项的自动防卫炮系统。”
“分两款,一款海基,给舰艇用,叫‘金盾-2000A’,一款陆基,给陆军用,叫‘金盾-2000B’。”
“海基版的,空间大,重量限制松,好办一些。陆基版的,要和履带式底盘结合,伴随装甲部队机动,重量、尺寸都卡得很死。”
他指了指黑板上的草图:“我们现在卡在陆基版的外形设计上,要满足火力要求,后坐力太大,底盘扛不住。要减小后坐力,就得加缓冲机构,但加了缓冲,重量就超标。”
“而且还要考虑运输方便,铁路运输限宽3.2米,公路运输限高3.5米,不能太高,不能太宽,不能太重……难啊。”
高育材听着,目光却一直停留在黑板上。
那幅草图画得很潦草,但基本的结构都标出来了,七根炮管,口径看着不小,炮塔,底座,还有几根线条标注着尺寸。
他走近几步,仔细看着那些数字。
“七管?”他忽然开口。
康辉一愣,点点头:“对,七管30毫米,咱们参考了海军的730近防炮,那个就是七管的。”
高育材眯着眼,盯着那几根炮管的位置,问:“射速呢?”
康辉说:“设计指标是5000发每分钟,最低不低于4500发。海基版可以做到5000,陆基版因为后坐力和供弹的限制,目前只能做到4500左右。”
高育材点点头,又问:“拦截距离?”
“2000到3000米。”康辉说,“对导弹目标,有效拦截距离2000米左右;对飞机和直升机,可以打到3000米。再远弹丸散布太大,精度不够。”
高育材沉默了几秒,然后指着黑板上的一处标注:“这里,后坐力计算,你们用的公式是F=ma?”
李保良一愣,点点头:“对,牛顿第二定律,后坐力等于弹丸质量乘以加速度,我们按单管算,每发弹丸质量0.55公斤,初速1050米每秒,加速时间按炮管长度除以平均速度估算,算下来单管后坐力……”
高育材摆摆手,打断他:“那是简化公式,实际的后坐力,还要考虑火药燃气的动量。”
他走上前,拿起粉笔,在黑板上画起来:“你们看,发射时,弹丸向前飞,火药燃气也从炮口喷出。”
“燃气也有质量,也有速度,喷出来的时候会给炮管一个向前的推力,这个力叫‘燃气反冲力’,方向和后坐力相反,能抵消一部分后坐力。”
他在黑板上写下几个字母,一边写一边说:
“实际后坐力公式应该是F=(m_e* v_e+ m_g* v_g)/ t,其中m_e是弹丸质量,v_e是初速,m_g是燃气质量,v_g是燃气平均喷出速度,t是弹丸在炮管内的加速时间。”
他转过身,看着李保良:“你们算的时候,把这个m_g* v_g忽略了吗?”
李保良张了张嘴,说不出话来。他低头看了看手里的图纸,又抬头看了看黑板上的公式,脸上慢慢露出一种“我怎么没想到”的表情。
康辉在旁边反应快,连忙问:“高老师,您的意思是……我们算大了?”
高育材点点头,自顾自地说着:“不排除有这个可能,但是具体大多少,要看炮管长度,装药量,弹丸初速,你们把参数给我,我帮你们算算。”
康辉连忙从桌上翻出一份文件,递给高育材。
那是一份技术规格书,封面印着“金盾-2000B”的字样,右上角标注着“内部资料注意保管”。
高育材接过来,翻开,看了看上面的数据。
口径:30毫米
管长:70倍径(即2100毫米)
弹丸质量:0.55公斤
初速:1050米/秒
装药量:0.25公斤
发射药类型:双基扁球药
峰值膛压:350兆帕
他眯着眼,心算起来。
嘴里念念有词:“弹丸动能0.55乘以1050平方除以2,约303千焦,装药能量0.25公斤,火药能量按每公斤4兆焦算,总能量1兆焦。”
“燃气质量,装药的60%变成燃气,约0.15公斤,燃气平均速度……按弹丸速度的1.5倍估算……约1575米每秒……”
听着高育才嘴里念念有词,康辉和李保良面面相觑,不敢打扰。
秦怀民站在旁边,看着老高这副模样,嘴角浮起一丝笑意。
他知道,老高这是来劲了。
当年在大学,老高给人讲题的时候就是这副模样。
眯着眼,嘴里念念有词,完全沉浸在自己的世界里。
高育材算了一会儿,抬起头,说:“你们原来的后坐力,算的是多少?”
李保良连忙说:“单管65千牛,七管齐射的话,峰值后坐力按线性叠加算,大概455千牛。”
高育材摇摇头:“大了,算上燃气动量,实际单管后坐力应该在58千牛左右,小了10%以上,七管齐射的话,因为有相位差,实际峰值不会到7倍,按6倍估算,大概350千牛左右。”
李保良瞪大了眼睛:“350千牛?高老师,您……您就这么心算出来了?不用计算器?”
高育材笑了笑:“搞了一辈子机械,这些东西心里有数,你拿计算器验算一遍,应该差不了多少。”
李保良连忙从桌上抓起一个计算器,噼里啪啦按起来。
按了一会儿,他抬起头,脸上带着难以置信的表情:“高老师,您算得对……58.3千牛……您怎么做到的?”
高育材没接这个话,而是指着黑板上另一处:“还有这里,缓冲机构的设计,你们用的还是老思路,液压缓冲,弹簧复位。这种结构简单可靠,但效率低,体积大,用在空间紧张的陆基版上不合适。”
康辉连忙问:“那高老师有什么好办法?”
高育材想了想,说:“可以考虑用多级缓冲。”
他拿起粉笔,在黑板上画起来:“第一级,炮管后坐时,先通过一个长行程液压缸吸收大部分能量,液压缸行程可以做到200毫米左右,工作压力20兆帕,能吸收60%以上的后坐能量。”
他一边画一边说:“第二级,液压缸压缩到一定程度后,再通过一个弹簧组进一步吸收能量。”
“弹簧组可以用碟形弹簧,体积小,吸能大,第三级,弹簧组压缩到底后,还有一个橡胶缓冲垫做最后一道防线。这样,后坐力能分散到更长的时间上,峰值会低很多。”
李保良盯着黑板上的图,眼睛慢慢亮起来:“高老师,这个思路好!三级缓冲,逐级吸收,峰值能降多少?”
高育材估算了一下:“按你们原来的65千牛算,改完之后,峰值能降到45千牛左右,降幅30%以上。”
他顿了顿,又说:“还有一个思路,是在炮口加装制退器,制退器可以改变燃气喷出的方向,产生一个向前的推力,抵消一部分后坐力。”
“好的制退器,能减少30%以上的后坐力。两个措施加起来,后坐力能降到原来的50%以下。”
李保良听得眼睛发亮,连忙拿起笔,在黑板上画起来。
高育材就在旁边指点着:“这里,制退器的挡板角度,要按燃气流速计算,一般取45度到60度之间。”
“太大效率低,燃气憋在里头出不去,太小结构强度不够,容易打坏,还有,制退器的排气孔要开在侧面,不能让燃气喷到地上,不然会扬尘,暴露阵地。”
李保良一边画一边点头,嘴里念叨着:“对对对……45度……侧向排气……”
画了一会儿,他忽然停下笔,盯着黑板上的图,沉默了足足五秒钟。
然后他猛地一拍桌子,声音大得把康辉吓了一跳。
“对对对!就是这样!就是这样!”
李保良几乎是喊出来的,脸上满是兴奋,“高老师,您这么一改,后坐力至少能降20%,加上制退器,降到40%都有可能!而且制退器本身不增加多少重量,不影响运输!太好了!太好了!”
他转过身,一把抓住高育材的手,用力晃着:“高老师,谢谢您!您这简单的一番话,减少了我们不亚于两三个月的时间啊!”
“我们卡在这个问题上快两周了,怎么算都过不去,您一来就给点透了!真是太感谢了!”
高育材被他晃得有些吃不消,笑着说:“别客气别客气,我就是随口一说。”
康辉在旁边看着,也反应过来,连忙上前,握住高育材的另一只手:
“高老师,太感谢了!您这一来,就帮我们解决了大问题!您不知道,林所长昨天还问进度,我说还在优化,他那个眼神……唉,压力大啊。”
高育材摆摆手,笑着说:“不算什么大问题,搞机械的,这些是基本功。你们年轻人肯钻研,多想想也能想出来。”
他顿了顿,目光又落回黑板上,问:“这个项目,是做什么用的?为什么要搞这么大口径的自动炮?七管30毫米,5000发每分钟,这个火力密度可不小。”
康辉连忙说:“高老师,您坐下,我给您详细汇报。”
他招呼两人坐下,又倒了茶,然后开始讲起来。
“金盾项目,全称是‘金盾-2000型自动防卫炮系统’。”
康辉开口了,声音里带着一股热情,“立项背景,是这两年咱们海军和陆军提出的需求。”
他喝了口茶,继续说:“海军那边,这几年压力很大。反舰导弹发展太快,速度快,机动性强,末端突防速度能到2马赫以上。”
“现有的舰炮,比如76式37毫米炮,人工操炮,反应慢,根本打不了。一旦被导弹盯上,基本就是等死。所以他们急需一种自动化的近防炮,作为舰艇的最后一道防线。”
“陆军那边,情况也类似,野战防空,以前靠的是牵引式高炮,需要人工操炮,反应慢,精度差。”
“现在敌人都是武装直升机,无人机,空地导弹,你炮还没架好,人家的导弹就过来了。”
“所以他们也需要一种能伴随装甲部队机动的自行高炮,反应快,火力猛,能跟得上坦克的节奏。”
康辉又喝了口茶,继续说:“所以咱们这个项目,就定了两个方向,一个是海基型,给舰艇用,可以做得大一些,重一些,性能指标尽可能拉高。”
“设计指标是7管30毫米,射速5000发/分钟,反应时间8秒以内,有效拦截距离2000到3000米,对导弹目标2000米,对飞机3000米。”
“另一个是陆基型,要和履带式底盘结合,伴随装甲部队机动,这个就难了。”
“要轻,战斗全重不能超过25吨;要小,高度不能超过3.5米,宽度不能超过3.2米,但火力不能弱,也要30毫米口径,射速不能低于4500发/分钟,反应时间还不能超过10秒。”
“而且陆基版要考虑越野机动,悬挂系统本来就吃重,再加上后坐力……”
他叹了口气,指了指黑板:“今天正在讨论的就是这个,怎么在保证火力的前提下,把后坐力降下来,把精度提上去。”
高育材点点头,沉默了几秒,然后说:“我刚才说的那些,能解决一部分问题,但还不够。”
“高老师,您的意思是还有方法?”李保良眼前一亮。
他站起身,走到黑板前,拿起粉笔,开始画起来。
“你们看,这是炮塔,这是底盘。后坐力的问题,除了缓冲和制退,还有一个思路,把炮塔和底盘的连接方式改一下。”
他一边画一边说:“传统的炮塔,是直接固定在底盘上的,开炮时,后坐力直接传到底盘上,整个车都会晃。精度能好吗?”
康辉和李保良对视一眼,都摇摇头。
高育材继续说:“能不能把炮塔做成‘浮动式’?
通俗一点来说,就是炮塔和底盘之间加一层浮动机构,开炮时,炮塔可以在一定范围内前后滑动,用滑动来吸收后坐力。
“这样,传到底盘上的力就小多了。”
他在黑板上画出一个示意图,炮塔下面有几根滑轨,滑轨上有弹簧和液压缓冲器,炮塔坐在滑轨上,像坐在轨道上的火车。
李保良看着那张图,马上反应过来:
“高老师,这个思路好!这样后坐力就能被浮动机构吸收,不会直接传到车体上!而且浮动机构本身不占太多空间,可以塞在炮塔底座里!”
高育材点点头,又画起来:“还有,火炮的精度问题,你们用的是七管,射击时后坐力是单管的七倍,但七管的振动会互相干扰,有的往上跳,有的往下压,有的左右摆,互相影响,影响精度。这个怎么解决?”
康辉说:“我们考虑过,把七管的发射时间错开,交替射击,比如按顺序1-3-5-7-2-4-6这样打,这样瞬间后坐力能小一些,但射速就下来了,达不到4500发的指标。”
高育材摇摇头:“射速不能降。降了射速,火力密度就不够,打不了导弹。反舰导弹末端速度2马赫,一秒飞600多米,你射速不够,弹幕就织不密。”
他想了想,说:“可以在炮管上加稳定装置,比如在七管之间加一个同步机构,让它们振动的时候保持同步。”
“同步了,干扰就变成叠加,反而能提高精度。这个原理和发动机平衡轴类似。”
李保良一拍大腿:“对!这个思路对!七管同步振动,振幅叠加,但相位一致,对射击方向的影响反而可以抵消一部分!高老师,您这个想法太妙了!”
高育材点点头,又在黑板上画起来。他画得很快,线条流畅,尺寸标注清晰,一看就是老机械师的功底。
一边画一边说:“还有,供弹机构。你们现在用的是弹链供弹,这个可靠,但卡弹的几率还是存在,尤其是高射速下,弹链容易被拉断。”
“可以考虑改成无链供弹,弹药用弹箱装好,直接推进输弹机,没有弹链,就不会卡链。”
他画出一个弹箱的示意图:“弹箱容量,海基型空间大,可以做10000发以上,陆基型空间小,5000发也够了。”
“打完了,直接换弹箱,比换弹链快得多,换弹链要重新穿链,至少几分钟,换弹箱,两个人抬上去,一分钟搞定。”
他继续画:“供弹路线也要优化,从弹箱到输弹机,路径要短,弯头要少,避免卡弹。输弹机可以用链轮式,每分钟输弹5000发,可靠性要高。”
画完供弹机构,他又指着炮塔顶部:“还有火控系统,你们刚才说,火控是大闭环雷达修正?”
康辉点点头:“对。这个是借鉴了国外‘密集阵’的技术思路,搜索雷达发现目标,跟踪雷达锁定目标,同时雷达也在跟踪自己打出去的炮弹。”
“观测炮弹的飞行轨迹,和目标轨迹比对,算出偏差,实时修正下一发的瞄准点。”
高育材问:“这个原理我懂,具体怎么实现?”
康辉说:“咱们用的是Ku波段跟踪雷达,波束窄,精度高。雷达既能跟踪目标,也能跟踪炮弹,炮弹打出去后,雷达回波里能分辨出炮弹的信号,通过多普勒测速和测角,算出炮弹的实时位置。火控计算机把炮弹轨迹和目标轨迹放在一起算,得出脱靶量,然后修正火炮指向。”
他顿了顿,继续说:“这个闭环修正的频率很高,每秒几十次。所以只要雷达跟得上,火炮的精度就能一直保持。资料说,‘密集阵’的闭环火控能把系统偏差从5毫弧降到1毫弧以下。”
高育材眯着眼,在心里换算着:“1毫弧……1000米距离上,弹着点偏差1米?”
康辉点点头:“对。2000米距离上,偏差2米,30毫米炮弹的杀伤半径大概1.5米左右,加上破片,2米偏差还能覆盖。所以咱们的拦截距离定在2000到3000米——2000米以内命中率高,3000米是上限,再远就不好说了。”
高育材若有所思地点点头,又问:“雷达抗干扰能力呢?如果敌人释放电子干扰,或者用诱饵弹,怎么办?”
康辉说:“咱们配了光电跟踪系统作为备份,电视摄像机和红外热像仪。雷达受干扰时,自动切换到光电跟踪。光电跟踪精度比雷达低一点,但抗干扰能力强。而且咱们的火控系统可以雷达和光电双模工作,互相校验。”
高育材听完,沉默了几秒,然后说:“这个火控思路是对的,但是有一个问题,雷达跟踪炮弹,炮弹那么小,怎么能够精确确认呢?”
康辉眼睛一亮,知道问到点子上了:“高老师懂行!这个问题我们确实遇到过,解决方法是用专用炮弹,弹底装一个小的雷达反射器,增强回波。”
“咱们现在用的30毫米脱壳穿甲弹,弹托分离后,弹芯尾部有一个凹腔,正好当反射器用,能提高信噪比3到5分贝。”
高育材点点头,明白过来。
他画完最后一笔,放下粉笔,看着黑板上的图,满意地点点头:“大概就这些,你们再细化细化,计算一下具体参数,应该能行。”
黑板上,一幅完整的金盾-2000B自动防卫炮结构图呈现在眼前。
七根炮管并排,炮塔方方正正,底部是浮动机构,四根滑轨,两个液压缓冲器,一组碟形弹簧。炮口装着制退器,侧面开孔。
炮塔侧面是无链供弹箱,标注着“5000发”,炮塔顶部是雷达天线,
康辉和李保良站在黑板前,看着那张图,半天说不出话来。
李保良看得入了迷,嘴里喃喃着:“对对对……浮动机构……同步装置……无链供弹……高老师,您这个设计,太妙了!我们想了好几个月的方案,您半天就画出来了!”
康辉转过头,看着高育材,眼神里满是敬佩:“高老师,您……您以前搞过火炮?”
高育材摇摇头:“没搞过,但搞了一辈子机械,原理是相通的,火炮也是机械,无非是运动、受力、材料、结构这些东西。”
“你们刚才讲的那些问题,换个角度想,就是机械设计的基本问题,怎么减振,怎么缓冲,怎么提高精度。这些我懂。”
康辉深吸一口气,忽然转过身,对秦怀民说:“秦老,我有个不情之请,这位高老师,能留在我们金盾项目部吗?”
秦怀民愣了一下。
康辉继续说:“您看,高老师刚来,不到一个小时,就帮我们解决了大问题,后坐力计算、多级缓冲、炮口制退器,浮动炮塔、同步装置、无链供弹……这些我们卡了好几个月的问题,他一来全给点透了。”
“这要是留下来,咱们这个项目,进度能快一大截!”
李保良也在旁边连连点头:“对对对!高老师,您一定要留下来!咱们这个项目,太需要您这样的人才了!”
“我们年轻,经验不够,有些问题想不明白。您是老前辈,见多识广,有您把关,咱们心里踏实!”
高育材站在一旁,看着他们那副急切的样子,忍不住笑了。
他看向秦怀民,说:“老秦,既然如此,那就这个了。”
秦怀民一愣:“什么?”
高育材指了指黑板上的图,又指了指康辉和李保良,笑着说:“我说,就这个项目了,我要来金盾项目部。”
秦怀民张了张嘴,好半天才说出话来:“老高,你……你确定?咱们逛了一天,从十号工程到火箭弹,从夜视仪到防空导弹,你都没动心。最后一个项目,你就要定了?”
高育材点点头,脸上满是笑意:“确定,逛了一天,就这个项目,让我觉得……有意思。”
他看着黑板上那张图,眼睛里有一种光。
“你看,”高育材指着图上的浮动机构,“这个设计,是在机械原理上做文章,我一辈子搞机械,这些东西,我懂,我能帮上忙。”
他又指着同步装置:“还有这个,振动同步的问题,我以前搞过动平衡,有经验,七根炮管一起振,怎么让它们同步,怎么减小对精度的影响,我能想出办法。”
他又看向康辉和李保良:“而且这两位同志,搞得很认真,很有热情。刚才争论的时候,那个嗓门是真的想把事情做好。和他们一起干,我觉得带劲。”
康辉和李保良听了,脸上都笑开了花。
康辉连忙说:“高老师,您能来,是我们金盾项目组的福气!您放心,来了之后,您想做什么就做什么,想怎么搞就怎么搞,我们都听您的!”
李保良也连连点头:“对对对!高老师,您以后就是我们组的顾问了!有什么问题,我们第一时间向您请教!”
高育材摆摆手,笑着说:“别别别,我就是个普通研究员。大家一起干,一起商量。”
“你们别把我当什么顾问,就当个老同事,有什么问题,咱们一起琢磨。”
秦怀民站在旁边,看着这一幕,有些哭笑不得。
他带着老高逛了一天,从十号工程逛到火箭弹,从微光夜视仪逛到防空导弹,老高都没动心。
结果在最后一个项目组,看到一张草图,听了几句讨论,就拍板了。
他摇摇头,笑了。
“老高,”他说,“你这是……命中注定啊。兜兜转转,最后还是找到自己想干的事了。”
高育材转过头,看着他,也笑了。
“麻烦你陪我逛一天了。”
秦怀民摆摆手,没说话。
他心里知道,老高找到自己的位置了。
窗外的阳光开始西斜,金色的光透过玻璃洒进来,照在那块黑板上,照在那些潦草的线条和数字上。
康辉和李保良还在兴奋地讨论着,指着图上的每一处细节,你一句我一句地商量着怎么细化。
“老李,你看这个浮动机构的行程,200毫米够不够?要不要加到250?”
“我觉得200够了,再大空间不够。但缓冲器的阻尼系数要算准,不能太硬也不能太软。”
“制退器的角度,按高老师说的45度,咱们再验算一下燃气流量……”
“还有供弹箱,5000发的话,弹箱尺寸大概多大?炮塔里塞得下吗?”
高育材站在他们旁边,时不时插一句嘴,或者用粉笔在图上再添一笔。
“浮动机构的行程,200毫米够了。缓冲器可以用可调阻尼的,调试的时候根据实际后坐力调整。”
“制退器的角度,45度是经验值,你们可以做个仿真,优化一下。40到50度之间试试,看哪个效率最高。”
“供弹箱的尺寸,30毫米炮弹,一发大概0.2公斤,5000发就是1000公斤。加上弹箱自重,大概1100公斤。体积的话,0.6米见方差不多。”
秦怀民站在门口,看着这一幕,心里忽然涌起一股暖意。
他想,这大概就是传承吧。
老一辈的,中一辈的,年轻的,一代一代,就这么传下去。
金盾项目,有戏了!
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