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超级兵工帝国-第22部分
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梅塞施密特听得感慨道:“没想到这种喷气发动机看起来比活塞发动机结构还要简单,但是设计起来却要复杂得多,没有全面的理论知识根本不可能完成一台喷气发动机的设计呀!”
菲利普连声应和道:“是呀!为了保证总体指标达标,涡轮效率低了,压气机就要高。进气道一家霸道了,后面的部件都要倒霉——这时候,争吵就不可避免了,地主家也没有余粮啊,凭啥分给它的指标这么低?我们专业也难啊!在这种压跷跷板的过程中,总体方案的设计师们必须学会带着镣铐跳舞,学会在钢丝上找平衡。”
顿了顿,菲利普继续道:“其实,战战兢兢走钢丝的情形未必全部发生在指标分配环节,后续的设计过程也难以避免。比如部件设计完成后进行的整机加减速控制规律设计,那就是典型的左右打脸型工作。油加猛了,用力过度,加速工作线直接奔着喘振区或者超温超转区去了,很可能造成涡轮超温,或者直接把压气机搞喘了。油缓缓地加,发动机倒挺安全,加速时间太长,复飞时飞机都要坠地了你推力还没升上去呢,更要命!同样的,减速时收油太快,工作线一头扎进贫油区,燃烧室直接熄火罢工了。减慢点呢,飞行员又不干了,跑道就那么长,我刹车都用上了,你推力一直这么大是什么意思?!”
比利一脸的苦笑:“那咱们以后的道路还真是漫长而曲折呀!”
菲利普点点头道:“没错!别看我说来头头是道。但是我只是理论上比你们要知道得多一点儿。最后真正要靠的,还是你们这些工程师呀。当然,成功总是曲折的。很可能部件设计后个别指标确实达不到,那就要拿来进行整机性能匹配评估,如果评估后发现飞机的要求还是能达到的,那局部的不达标也只能捏着鼻子认了,所以做总体方案时会留点裕度了!评估后不满足飞机要求?呵呵,走好不送!这台发动机也就只能送到废物仓库或是航空博物馆去了。”
梅塞施密特拍了拍菲利普的肩膀道:“菲利普,你真是给我们上了一堂生动的课啊!我想今天在场的各位,包括我,收获都是巨大的。听你这么一说,我决定这个喷气发动机再难,我们也要搞出来!不但要搞出来,我们还要抢在英国人前面,最近我得到消息,咱们德国政府要成立航空部,听说还要定期举办航空竞赛,我想咱们的飞机要是能在这个竞赛上面取得冠军,名气就会越来越大,将来的发展也就会更快更好。”
菲利普惊讶地道:“要成立航空部?这么快呀!我想有了涡轮增压器和变矩螺旋桨,咱们的M20运输机也能在竞赛上大放光彩吧?”
梅塞施密特点点头道:“对,我想咱们受到的限制可能会慢慢放开,所以将来研制战斗机也不是不可能了!”
菲利普心里暗道:德国航空部不是1933年才成立的吗?现在不过是1931年秋,难道说这个时空的历史改变了?不会是因为自己穿越过来,引起了蝴蝶效应吧?那么,二次世界大战会不会发生呢?还有希特勒又会不会是原来那个希特勒呢?
第七十四章研制经费
菲利普思索了片刻道:“那咱们应该研制一种战斗机来参加竞赛才是!虽然M20运输机性能处于同类运输机的顶端,但毕竟是一款轻型运输机,利润空间不是太大。将来只有战斗机和轰炸机才会是各国竞相装备的主流飞机,既然限制逐步放宽,那咱们正好研制世界上第一架喷气式战斗机,并且第一种喷气式发动机应该要与装机对象匹配。这样来看,咱们要研制的喷气式战斗机还得采用两台喷气发动机。”
梅塞施密特连连点头道:“不错!这款喷气式发动机,还要派生出涡轮螺旋桨发动机,用来装配M40运输机。所以两种型号都有了装机对象,这样一来想必可以节约不少研制经费吧!”
菲利普皱了皱眉头,有些担心地道:“梅塞施密特先生说到点子上了。咱们光顾着憧憬美好的未来,还没有来得及考虑研制经费的问题。要知道研制涡轮喷气发动机不但有极大的技术风险,而且由于它是一种极度复杂精密的设备,所以研制费用是非常高的,没有强大的财力作为支撑,只怕是搞不出来。这样吧,我们回办公室合计一下,研制经费的问题,然后我再做一个总体设计方案出来。”
众人听得又是一愣,没想到研制喷气发动机还与活塞发动机不一样呢!也不知道研制费用到底需要多少,如果太高的话梅塞施密特公司和龙魂飞机制造公司肯定承受不起。
一行人又跟着梅塞施密特和菲利普两人回到了梅塞施密特的办公室,好在办公室够大,否则还容纳不了十几个人。
菲利普拿起纸笔坐到了办公桌旁边,然后看了众人一眼,大声道:“我先说说研制经费估算的程序吧,咱们首先要估算一下试制一台喷气发动机需要的各种材料价格和大致消耗数量,第二步要估算一下发动机试制的工时,第三步是发动机试制第0批工装和非标准设备数量及单价,第四步是估算发动机零部件各项试验的小时费用,最后要确定试制批发动机台数,考虑到要完成定型前的全部发动机试验,比如标准台、飞行台、各种特种试车、定型试车与寿命试车,以及发动机性能试飞等,至少需要10台原型机。”
比利作为发动机领域的专家,想了想便发言道:“菲利普先生考虑得很全面,咱们以往都还没有这样详细地估算过研制经费。不过,有很多材料和零部件应该都是新技术,所以价格方面还真不好估计,所以这个研制经费怎么也得留个30%的不可预见费用吧!”
菲利普听了大赞,伸出大拇指道:“比利先生不愧是发动机专家,真说到点子上去了。其实咱们研制喷气式发动机,可算得上是在全世界首次,尽管已有人在搞,不过却没有进入实际研制阶段。所以我们正好借助研制第一种喷气发动机以及喷气式飞机,把研制程序和标准化都搞出来,将来研制新的喷气发动机和飞机也就有了参照标准,从而能够大幅度缩短研制周期和减少不必要的经费。”
比利有些不好意思地道:“菲利普先生过奖了。我想咱们这款喷气发动机,总重量在700公斤以下,所需要的材料大部分应该都是合金,价格还是非常高的。而且所有的工装包括试验台和试验设备,几乎都是全新的,我都快不敢想象到底需要多少研制经费了!”
尽管很多项目的费用不好确认,但还是根据现有的技术条件和材料价格、人工价格进行了估算,好在十几个人都是航空工业界的资深工程师,对于当前的材料价格、工时定额、工装设计制造都有比较深入的研究,最后经过两个多小时的反复推定和计算,总算是把这款喷气发动机的研制经费给估算了出来。
当菲利普把几十个项目的数字累加计算出来,在场的人无不倒抽一口冷气!1550万马克,约合500万美元!这是个什么概念,M20运输机售价也只有一万多美元一架,相当于300多架M20运输机的总价值。要知道目前M20运输机的订单也不过200多架,哪里来这么多钱呢?
办公室里顿时陷入了沉静之中。在这个经济危机还没有过去的时代,500万美元对任何一家公司来说都是一笔巨大的数额,恐怕还没有多少公司可以随便就拿出500万美元出来,除非是政府支持。
比利小声道:“梅塞施密特先生,咱们是不是可以向政府申请经费支持呢?我相信航空部那些人也会非常感兴趣的。”
梅塞施密特眼前一亮,大声道:“对啊!航空部那帮人一定需要用政绩来证明他们存在的价值,如果我们把喷气发动机研制计划报上去,他们一定会帮助咱们向财政部申请经费,这个问题也就解决了。”
菲利普沉思了一会儿,这时听到梅塞施密特也赞同申请政府经费,便沉声道:“各位,我认为申请政府经费没有问题,咱们必须得到政府相关部门支持,不过那只能作为补充,主要的费用还是应该咱们想办法出。如果说政府的经费占了大头,咱们肯定要和政府签订合同,比如说将来这款发动机研制出来,要受到限制什么的,这样一来我们完全丧失了自主权。我想咱们还是可以联合博福斯公司,三家公司一起合资来研制这款喷气发动机,一方面是因为博福斯目前业绩红火,有这个资金,二来博福斯在金属特别是合金技术方面有非常雄厚的实力,咱们还需要依赖它的材料。”
梅塞施密特想了想,点头道:“菲利普,你说得有道理。我想如果能够联合博福斯,一方面可以分担研制风险,另一方面又解决了资金的问题,算得上一举两得。至于政府经费,如果咱们能解决不就必申请了,当然还是要争取得到航空部的支持,毕竟这帮人可是咱们的主管部门,千万得罪不得。”
说完,梅塞施密特又看了看众人,大声道:“大家觉得怎么样?有没有什么看法,现在可以提出来。”
众工程师对于资本市场的了解也不多,因此都没有说话,梅塞施密特见大家都没有意见,便沉声道:“好!就这样定了,我们马上准备资金筹集的事情,另外菲利普你要辛苦一些,尽快把喷气发动机的总体设计方案做出来,最好能够再把涡轮螺旋桨发动机方案以及喷气式战斗机总体性能方案也做出来,咱们的喷气机研制计划就叫做风雷计划吧。”
第七十五章风雷系列喷气发动机
菲利普激动地道:“风雷计划,好名字!喷气发动机工作时的声音不就像风雷一样么!”
梅塞施密特点头道:“不错,大家都回去好好的准备一下,很快我们就要进入实质性研制阶段,任务会很繁重,并且又要和M40运输机研制计划重叠。在这里,我拜托大家了,BFW公司和风雷计划的成功与否都要靠在场的众位了!”
说完,梅塞施密特就要向众人鞠躬,菲利普连忙用大手托住了他的双臂,众人也你一言我一语地说了起来。
“梅塞施密特先生,您就放心吧。我们一定会投入百分之百的精力来干这事儿!”
“对啊!这么伟大的计划别人想参加还没有机会呢!”
“梅塞施密特先生不必如此,我们保证完成任务!”
菲利普也被大家的热情感动,挥动着双手大声道:“各位,请安静!我有话要说!未来的飞机要求更长的航程、更强的任务灵活性,更高的巡航速度和更大的承载能力,军用战斗机还特别需要机动性和敏捷性。为满足飞机性能的发展要求,目前的活塞发动机性能提升非常有限,我们的喷气发动机发展目标是更高的推重比、更低的油耗、更高的可靠性和更低的全寿命成本。发展喷气发动机要综合考虑气动热力、结构力学、传热学、燃烧学、控制和材料等学科对推进系统的影响。所以前途是光明的,但是道路却异常曲折!”
比利激动地道:“大家都有信心,是不是?”
众人也跟着激动地喊道:“没错!”
菲利普满意地点头道:“新发动机试制中既带有批生产的性质,又有单件生产的特点,伴随整机试车和零部件试验的进行,发动机设计中存在的问题就会不断出现,要即刻修改设计,为了保证试验能不断进行及时提供试验机,试验机要采取分批生产的办法,把一些重大的设计修改贯彻到每批发动机中,而对每台发动机只进行小调整和修改,某些零部件甚至要经过四五次修改才能定型,为满足频繁的更改,新机试制时要采用柔性生产,当结构变化影响到生产工艺或流程时,能迅速更改工装夹具,调整生产设备,进行新结构零件生产。我们要推行同步设计的方法,在发动机设计过程中打破专业分工方法,比如气动、强度、结构、制造专业分工法,而按照零件分成小组,小组中包含各种专业人员。从设计开始,设计工程师、制造工程师、应用工程师就在一起,共同研究设计目标和要求,确定技术条件和工艺方法等,这样就能缩短研制进度。大家能理解吗?”
众人都异口同声地道:“明白!”
菲利普看了看梅塞施密特,只见这位大师级的设计师也被震惊了,这才笑呵呵地对众人道:“大家回去准备吧!我也要回去写总体方案,等方案出来大家再一起讨论。”
见到梅塞施密特也点头示意,众人这才兴奋地离开了办公室。
梅塞施密特叫住了正要离开的菲利普,淡然笑道:“菲利普,不如就在我这里写总体方案,我也好学习一下,你看如何?”
菲利普又坐回办公桌旁,微笑道:“好!那我就跟威利博士一起来做这个总体方案吧!”
梅塞施密特平静地道:“我们现在确定这款喷气发动机的推力是1500公斤左右对吗?”
菲利普点点头道:“没错!我们要设计为一种轴流式喷气发动机。9级轴流式压气机,环管式燃烧室,2级轴流式涡轮,总增压比5左右,推重比3左右,发动机净重控制在550公斤左右。咱们一个一个来吧!”
说完,菲利普就开始在纸上沙沙地写了起来。
标题是:风雷计划1500公斤级无加力涡轮喷气发动机总体设计方案。
紧接着就是通过初步计算出来的技术数据。
最大起飞推力:1650公斤(转速10500转每分钟)
额定推力:1500公斤(转速9800转每分钟)
涡轮前温度:750摄氏度
空气流量:27。5公斤每秒
总增压比:5。2
推重比:3
重量:550公斤
长度:2960毫米
直径:950毫米
最大耗油率:1。15公斤/公斤/小时
压气机:9级轴流式。由转子和静子组成,中机匣,即对开式机匣,左右分半,前后分段,前段材料采用硬铝合金,后段采用钢,在第5级和第6级之间开设放气窗口,由离心活门控制,防止压气机在低转速时出现不稳定工作。
燃烧室:采用环管式燃烧室,由整体式机匣、隔热屏、9个火焰筒、点火器组成。机匣和隔热屏组成环形气流通道,9个火焰筒均布在气流通道中。
涡轮:采用2级轴流式。由转子和静子组成,第9级压气机后的二股气流冷却,叶身不冷却,采用实心叶片。外缘板与涡轮外环之间通过一定的冷却空气,形成双层外环结构。
燃油和控制系统:采用电气液压机械联合控制,协调控制燃油供应与喷嘴面积。燃油增压泵采用柱塞式主燃油泵,出口最大油压80公斤每平方厘米。
滑油系统:采用闭式循环,由滑油箱、滑油散热器、滑油增压泵、滑油回油泵组成,工作压力5-35公斤每平方厘米,滑油消耗量不大于0。5公斤每小时。
起动和点火系统:包括起动燃油部分、电气和操纵部分,由起动发电机、起动输油圈、起动电磁活门、起动喷油点火器和装在飞机上的起动控制箱组成。1个起动点火线圈和4个汽油起动点火器,主燃烧室间接点火。
冷却和防冰系统:直接引压气机第9级后空气冷却主燃烧室和涡轮部分,第9级压气机后引空气进气锥和前机匣支板前缘防冰。
安装节:主机上设3个支撑点,左右支撑点和下支撑点,用来承受发动机的推力和大部分负荷。
试验:地面试车500小时以上,装机试飞200小时以上。
寿命:大修寿命100小时,总寿命200小时。
看着菲利普一边计算,一边把总体方案写出来,梅塞施密特也面露钦佩的神色,等到菲利普一口气把喷气发动机总体方案写完,梅塞施密特一把拿起厚厚的十几页纸,颤抖着双手道:“菲利普,这真是一个了不起了设计方案呀!”
菲利普伸了伸懒腰,缓解了一下疲劳,然后平静地道:“那就请威利博士为这台发动机取个名字吧!”
梅塞施密特想了想道:“对了,研制代号就叫ME15吧,至于名字,我想风雷系列喷气发动机,如何?”
第七十六章喷气战斗机蓝图
菲利普点了点头道:“很适合它的特点。当喷气发动机启动的时候,不正像风雷来临的声音吗?”
梅塞施密特激动地道:“对了,菲利普,你说咱们应该搞一种多大的喷气飞机呢?我想它的速度必须要达到500公里每小时以上才够吧?”
菲利普思索了片刻,然后淡然道:“目前最快的飞机,速度是多少呢?咱们的喷气机至少要超过它吧。”
梅塞施密特道:“目前的飞机最快不超过300公里每小时,所以500公里已经完全足够。”
菲利普看了看发动机总体方案,然后道:“威利博士,既然是这样,咱们就先设计一架单发喷气飞机,为在明年举办的航空博览会上夺冠做准备。到时候一定可以震惊整个世界!”
菲利普已经想到了一个设计方案,那就是设计一架喷气式教练攻击机,在后世有一种非常著名的教练机,那就是K8教练机,它是中国外销数量最多的飞机之一,装一台TFE731-2A涡轮风扇喷气发动机,推力16。01千牛。这台TFE731-2A涡轮风扇喷气发动机推力和ME15涡轮喷气发动机推力相当,当然推重比和油耗方面没办法比,毕竟那是领先了不知道多少年的涡轮风扇发动机,而这个时候喷气发动机都没影呢,又要受到材料和工艺的限制。
要知道TFE731-2A涡轮风扇喷气发动机重量只有350公斤,而ME15重量550公斤,相差接近一倍。K8教练机由上世纪九十年代与巴基斯坦合作研制的一型初级教练机。其名称中的K来自中巴边境上的喀拉昆仑山脉。
以K8飞机为模板进行设计,倒是一个不错的选择,即使是这样,这世界上第一架喷气飞机也算是个大块头了。K8飞机的机长达到了11。60米,机高是4。21米,机翼面积为17。02平方米,空重达到了2687千克,最大机内燃油重量为780千克,最大外挂戴荷达到950千克,最大起飞重量超过4吨,最大平飞速度更是达到800千米/小时,最大爬升率达到了300米/秒,实用升限:13000米,起飞滑跑距离为410米,着陆滑跑距离为512米,航程达到1400千米,续航时间为4小时25分。
菲利普心中那架喷气式飞机蓝图已经绘制完成,便笑呵呵地对梅塞施密特道:“威利博士,我大致估算了一下。咱们这架喷气飞机,可以设计为教练机,同时具备一定的格斗和对地攻击性能,其实可算是教练攻击机,这样一来也不会违反凡尔赛和约的限制。即使安装一台ME15发动机,它也将比现在的战斗机重很多。”
梅塞施密特满脸喜色,激动地道:“好,菲利普,你快把你想象中的喷气飞机描绘一番,我也想看看它到底有多强!”
菲利普笑眯眯地开始在纸上画了起来,要知道菲利普本来就是做兵工设计专家,画个飞机图对于他来说简直就是小菜一碟,甚至手工绘制3D视图也不在话下。
在梅塞施密特的注视下,菲利普只用了不到十分钟就把一架外型和K8飞机很相像的喷气式教练攻击机画了出来,并且在机翼下画上了两枚炸弹。
梅塞施密特越看越是心惊,这架飞机的外形完全超乎他的想象,要知道这个时候的飞机,几乎都是后三点式起落架、倒海鸥式的机翼,像这种椭圆的机头,水泡式座舱,并且座舱位于机头的布局他还是头一次见。
看着梅塞施密特惊讶的样子,菲利普也笑了:“威利博士,这的确有点前卫,甚至有点另类,不过实用的设计才是最重要的。这架喷气式教练机,采用平直式下单翼,机身两侧进气,前三点式可收放起落架,串列式水泡座舱,使得两名乘员的视野都非常好。初步估算飞机空重3000公斤左右,最大起飞重量4500公斤左右。机长约为11米,机高4。2米左右,翼展9。5米左右,机翼面积20平方米,机内燃油重量1200公斤,最大外挂重量500公斤,发动机推力以1500公斤计算,推重比约为0。3左右,大约可以让这架飞机的最大平飞速度达到700公里每小时以上,续航时间2个小时左右,航程1200公里。”
梅塞施密特听到这些数据,几乎都不敢相信自己的耳朵,惊讶地道:“真的吗?菲利普,这真是太好了!这些数据已经甩开当前最好的飞机不知多少条街了,我想这架飞机要真的造出来,一定可以让BFW公司和龙魂飞机制造公司成为世界上最顶尖的飞机制造商!”
菲利普心里暗道,梅塞施密特也许还不知道,这架喷气式教练机一出,原来令梅塞施密特公司声名大振的BF109战斗机也许就不会出现在这个世界上了。这也许是一个遗憾吧,不过有了喷气发动机,相信会有更多比BF109优秀的飞机在梅塞施密特公司和龙魂飞机制造公司诞生。在历史上,BF109开始设计也就是一两年后的事情,不过菲利普的出现,肯定会改变梅塞施密特公司的发展。
从数据上看,BF109的确是一款螺旋桨战斗机的代表,把螺旋桨飞机的性能发挥到了极致,性能最好的BF109G装配一台DaimlerBenzDB605D发动机,功率1850马力。其翼展9。92米,机长9。07米,机高2。5米。空重2630千克。最大速度686千米/时,升限10000米,航程700千米。装备一门MG10830毫米机炮,两挺MG13113毫米机枪。
从数据上看,BF109和菲利普设计的喷气教练机相差无机,两者的尺寸和重量非常接近,在最大速度和升限方面也接近。但是菲利普设计的喷气教�
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