第444章 其实全都有解决的办法
从目前全球的交通布局来看，受限于空气阻力和轮轨摩擦，轮轨高铁的最高运营速度死死卡在了三百到四百公里，而磁悬浮能推到六百公里，但是这六百公里的时速成本高得吓人，而且还必须密封在真空或低压管道里，普及性远远不及高铁。
国外还有人在尝试超环路，也就是把真空管道和磁悬浮结合在一起。
从理论上来看，这能跑到一千公里以上，但是早在几年前这个项目就因为巨额投资和工程复杂性被无限期搁置了。
所有更快交通的尝试，似乎都必须面临着要成本还是要速度这个艰难的选择。
要想高速，就必须花天文数字去修筑全封闭管道，而且随着速度增加，管道内壁承受的压力和振动控制难度也会呈指数级上升，造价也会跟着飞涨，最终的工程造价单可能长到任何国家都会忍不住打退堂鼓。
如果商空间降维能把百万级原子构型简化成几个拓扑不变量，那能不能用同样的思路去重新定义气动外形设计呢？
一个完美的气动外形，在数学上就是特定边界条件下阻力泛函的全局最小值。
这个最小值的求解过程，本质上就是在所有可能的形状构成的高维空间里，找到一个使阻力取极小值的点，而这不就是他刚在超算上跑过的那种变分问题吗？
如果用逆向设计框架，给定最小阻力和动态稳定性两个目标，让算法反过来算出最优的气动外形，结果会不会是一个所有人都没见过的形状呢？
想到这里，他忽然开口向申鹤庆问道：
“你们之前有没有做过地效飞行器的相关实验？”
申鹤庆被他这个突如其来的问题问得一愣。
他脑子里还在想着刚才那个和乐控制框架怎么推广到其他管线上，不知道肖宿怎么突然跳到了这儿来了，不过他还是很快反应过来，回道：“做过一些。”
他回忆了几秒，继续说道：
“大概五六年前，我们和航空工业集团合作做过一个预研项目，叫低空快速运输系统技术验证。
当时我们课题组尝试过一种基于里海怪物缩小比例的地效验证机，这个验证机的翼展大概是十二米，用的常规气动布局，我们主要是想验证在东部沿海岛屿之间做快速轮渡的可行性。”
“结果呢？”
申鹤庆摇了摇头，嘴角浮现出一丝苦笑，答道：“飞倒是能飞起来，不过，在六级侧风条件下，气动中心的偏移量远远超过了控制面的补偿极限，飞机直接进入了不可恢复的滚转发散。
那次事故之后这个项目就被无限期搁置了。
当时我们的一致结论是，地效飞行器在开放空域的安全裕度太低，除非有一套能实时重构气动外形的主动控制系统，否则根本不可能民用化的。”
他说完又补了一句：
“地效飞行器的制造太难了它面临的技术难点，实验需要的材料全是问题，要不然也不能八十多年来没有任何一个国家把它做成过安全可靠的民用交通工具。
也许到真正的地效飞行器做出来，还需要数十年的发展。”
肖宿听他说完，没有多说什么，只是点了点头。
他脑子里那根已经被点燃的引线正在快速地往深处燃烧。
实时重构气动外形，这个东西他刚刚在磁浮列车的和乐控制框架里已经做过了，完全可以用和乐群锁定不稳定模态，再用反对称控制力把系统扳回到稳定叶面，所以这个根本不算问题。
如果把列车周围的管道壁面换成地效飞行器周围的动态气流，再把主动阻尼器阵列换成机翼表面上的矢量喷口，那么气流的不稳定模态就变成了一个可以被实时控制的涡结构网络。
而现在有了金属材料逆向设计框架，再加上超算上跑出的全局最优解，需要什么材料就能让实验室按配方造出什么材料。
设计、材料、制造，整个链路都被打通了。
也就是说，申鹤庆所说的那些困住了所有学者八十余年的问题，其实全都有解决的办法。
不过肖宿并没有当场把这个想法说出来，或许，等他们看到具体的实施方案了会更直观，
当天深夜，肖宿回到光学实验楼的办公室就开始了工作。
这个列车既然是要作为民用，那么它首先应该保障的应该是舒适性，其次才是高速。
所以肖宿最优先要解决的是稳定性的问题。
而这也是地效飞行器八十多年跨不过民用的门槛的根子所在。
现有的所有地效飞行器都依赖于被动的地面效应，飞行器必须维持一个固定的气动外形不变，靠机翼和地面之间的气流压缩来提供升力。
一旦外界的气流发生了变化，飞行器无法主动调整翼面和气流之间的相互关系的时候，气动中心就会发生漂移。
肖宿思考到这儿的时候，几乎是立马就想到了和乐叶状理论。
既然飞行器无法适应气流，那就给它一个主动适应的工具。
他完全可以利用和乐叶状理论让飞行器主动制造并控制一个可编程的动态涡垫系统。
然后在飞行器的机翼和腹部表面布置多组矢量喷口，每一组喷口都在气流中制造一个受控的微涡结构。
这些微涡会被一个全局的和乐群锁在一起，进而形成一个动态的、可以根据外部条件实时变形的涡垫网络。
当侧风或者地形突变导致气流扰动时，系统会在几毫秒内计算出新的最优涡垫构型，然后精准地调整各喷口的推力和方向，再用和乐群的反对称控制力把扰动能量转移到涡垫的次要叶面上耗散掉。
这样一来，无论外界的气流如何变化，整个列车都能进行实时调节了。
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