第443章 飞鸟
开展实验的地方是他们搭建的那条全长一点二公里的高速实验线,线路上,一台全尺寸的超导磁浮悬浮架测试车已经准备就绪了。
在车体的下方搭载着他们最新一代的超导磁体阵列,管道内壁则密布着传感器和主动阻尼器。
这些精密的传感器会实时将测试车从静止一路加速到六百公里时速的悬浮间隙的波动曲线和振动频谱传到监测平台上,成功与否,全在这毫厘之间。
在以往几百次测试中,这组曲线只要越过那个该死的临界速度,就会毫无例外地出现低频大振幅的横向振荡,几秒钟之内振动幅值就能从微米级蹿升到厘米级,直接触发安全制动。
而这个画面,在过去的两年时间里已经出现过不知道多少次了,多到每个人都能在闭眼的时候背出那条曲线失控的轨迹。
监控室里一片安静,所有人都瞪大了眼睛,直直的盯着监控屏。
列车启动。
到一百公里的时候,悬浮间隙的波动曲线平稳得像一条直线一样。
到两百公里的时候依然平稳。
三百公里,四百公里,五百公里。
颜霆的搭在监控台上的手已经不由自主的收紧了。
马上就要到了。
屏幕上,数值线一路攀升,时速也接近六百公里了。
到了以往振动开始发散的临界速度的时候,频谱图上的尖峰还是出现了,但是和以往不同的是,尖峰的根部刚一冒头,就被一组从主动阻尼器阵列中精确释放的反对称控制力稳稳地压了回去!
尖峰没有消失,而是像被一把隐形的剪刀给剪断了一样,振动能量还没来得及放大就被和乐控制力转移到了相邻的叶面上,在那里被自然地耗散掉了。
到六百公里的时候,振动谱还是稳得像一潭死水一样。
直到列车安全减速停下,颜霆这才缓缓松开了搭在监控台边缘的手,一捏,发现手心全是汗。
申鹤庆站在他旁边,两个人谁都没说话,只是看着屏幕上那条全程平直的悬浮间隙波动曲线。
过去两年里,这条线从来没有像现在这么平和过。
“肖教授,”申鹤庆满脸笑意的转过身来,语气比昨天更郑重了几分,“这个框架的应用范围,恐怕不止我们这一条实验线吧。”
肖宿点头,理所当然的说:“流固耦合振动的和乐结构是普适的。
管道内壁的几何形状不同,对应的和乐群构造也会有差异,但是框架本身是不变的。
你们后续在做其他管线或者不同管道截面的时候,只需要重新标定边界条件就行了,核心算法不用动。”
听到这话,付凌宇在旁边忍不住插了一句:
“那控制力的实际施加方式呢?我们现在的主动阻尼器是电控液压的,响应频率上限大概在四百赫兹左右,如果要适配您这套框架的实时调控需求,响应频率至少得往上再提一个量级吧。”
颜霆皱着眉头想了想,接过了话头,说到:“这个直线电机完全可以做到,但是直线电机的散热和电流响应时间又是个问题。
我们现在用的铜绕组在高频工况下温升太快,如果要做毫秒级的实时调控,光散热就得重新设计一套液冷循环了。”
“说到底,搞交通就是戴着镣铐跳舞。”
付凌宇叹了口气,把安全帽摘下来搁在桌上,用手背抹了一把额头上的汗,“理论再漂亮,落到硬件上每一步都得掉层皮。
咱们这条线从立项到现在,光是悬浮架的迭代就换了十几版了,每次都觉得这次总该行了,结果每次都在同一个地方再摔一跤。
有时候想想,真不知道那些搞航天的人是怎么熬过来的。”
听到付凌宇的感慨,肖宿回头看了他一眼,思绪也不由自主的转到了其他地方。
航天器之所以速度那么快,那是因为它是在真空里飞,相比于地面交通的复杂性,它没有空气阻力,也没有地面摩擦,轨道的约束方程是干净的开普勒轨道,控制变量相对有限。
而地面交通就不一样了,它是在稠密的大气底层运行的,而气流是难以预测,难以规范的,地面效应只会让这个边界条件变得又黏又滑,轨道本身的几何约束又给系统加了一层硬性的限制,这样就导致地面交通的研发难上加难。
天上和地下的差距,不只是技术上的差距,还在于物理条件上不可逾越的鸿沟。
那有什么办法能让地面的交通系统摆脱所有这些约束呢?
肖宿低下头,左手托腮,脑子快速动了起来。
事实已经证明了,想要让地面交通实现和航天一样的速度,靠管道、铁轨、公路是不可能的。
他们需要换一种方法,而这个方法要面对的最大阻碍就是空气阻力和地面摩擦。
肖宿眨了眨眼睛,眉头微微皱起。
既然这个阻力躲不掉,那是不是可以利用它呢?
有什么东西可以在稠密大气底层自由穿行,同时又不需要硬性的轨道约束呢?
忽然,肖宿的眼睛一亮,紧皱的眉头也松开了。
他想到了,是飞鸟。
或者更准确地说,是飞鸟贴近水面飞行时的姿态。
海鸥在暴风雨来临前都会贴着海面飞行,这是因为这样它们翅膀下方的气流动压会增大,形成一层天然的气垫,而这种效应能大幅降低飞行的阻力。
在空气动力学里,大家把这叫地面效应。
基于这个理论,一些学者开始尝试研制一种纯粹利用地面效应的飞行器,而这种地效飞行器的升阻比理论上是远高于普通飞机的,因为它利用地面效应把机翼下方的气流压缩成了高压区,相当于在飞机和地面之间塞了一只看不见的手,托着飞机向上。
但是这个概念从提出到现在快一个世纪了,始终没有真正进入民用交通领域。
原因也很简单,那就是地效飞行器在复杂气象和地形条件下是极其不稳定的。
当飞越高低不平的地面或者遇到侧风的时候,气动中心会发生剧烈的漂移,进而造成翼尖失速,结果就是整架飞行器会像一块被高速转盘抛出去的砝码一样,狠狠的砸到地面。
这种事故一旦发生,生还率几乎为零,而且残骸分布范围会比同等高度的飞机坠毁更集中、冲击能量也会更加致命。
肖宿之前在帮航天航工修改方案的时候看到过一些这方面的内容,地效飞行器实验大量出现是在上个世纪的六七十年代,因为国际形势,各国军方都投入了大量的物资和精锐研究地效飞行器。
可是,无论是苏联的“里海怪物”还是美国的波音“鹈鹕”,全都没能跨过这道坎,最终折戟沉沙。
不过,这些失败在肖宿看来,更多的应该是飞行器设计的问题,起码在他看来,这个方向完全是正确的。
既然方向正确,最终没能走到终点,那只能是中间实验设计出现了偏差。
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