作者：十月廿二
當這張配圖放出來，又聽了常浩南短短兩句話的總結之後，楊韋便知道，自己這趟，不會白來。
因爲對方一上來就完全說中了他們現在的方案。
他點了點頭：
“沒錯，這個就是我們準備應用在殲10上面的失穩復原控制系統，當然，目前還需要和提供動力的留裏卡設計局進行合作，以完善飛機的全權限數字電子控制（FADEC）系統，這應該也是目前國外用在三代半戰鬥機上面的，最前沿的穩定性控制技術了。”
“如果對比過去的情況，確實已經非常前沿。”
聽到楊韋的回答之後，常浩南露出了一個笑容：
“但是，還不夠前沿。”
第309章 楊韋大佬的震驚
說到這裏，常浩南直接站起身，來到幕布旁邊，在那張圖上面一邊比劃一邊說道：
“其實我們從這張圖上就能看出來，離失穩邊界越近的區域，壓氣機增壓比越高，越高的增壓比與較高的效率代表着發動機具有越高的性能。然而失穩控制線的存在使得發動機無法工作在失穩邊界與失穩控制線之間的區域，而在大部分時候，發動機都能夠穩定工作在該區域內。可見，失穩控制線的存在實際上使得發動機的性能無法得到充分的發揮。”
“而那套短時增穩系統是開環控制的形式，需要飛行員手動開啓，這意味着飛行習慣相對保守的飛行員可能在發動機實際尚未到達失穩控制線時就啓動這套系統，進一步降低發動機的性能潛力，而飛行習慣激進的飛行員可能直到發動機已經進入氣動失穩狀態後纔會開啓這套系統，往往這個時候發動機的工作狀態已經開始遭到破壞，進入不可恢復性失速，讓飛行安全大打折扣。”
解釋完這套傳統方式的缺點之後，他又坐回座位上，點擊鼠標放出了下一頁PPT：
“所以我在去年進行八三工程的時候，就開始考慮，能否用一種更加精確、對於發動機性能影響更小的方式來進行發動機的穩定性控制，最後在不久之前總結出了兩個新的方法，分別是穩定性尋求控制，和主動喘振控制。”
“前者是將發動機穩定性檢查融入到發動機的控制系統中，通過實時評估發動機穩定性來確定失穩控制線位置，而不是設計時假設的最壞情況，允許控制系統將穩定裕度減至最低，從而提高發動機性能。”
“而後者麼……在介紹主動穩定性控制之前，請容許我先提及一個由我自己命名的全新概念——喘振先兆。”
“喘振先兆……”
楊韋的眼神中彷彿閃過了一道光：
“你是要實時預測喘振？”
只能說大佬就是大佬，儘管面對的是一個全新的概念，但仍然在最短的時間裏反應了過來常浩南準備幹什麼。
跟着楊韋過來的幾個人隨即露出近乎驚駭的表情。
喘振的本質是一個正反饋的自激過程，也就是說，一旦某一個部分開始發生喘振，那麼除非立即空中停車重新啓動，否則喘振會在極短的時間裏被“傳染”到整個發動機內部，並造成不可恢復性的破壞。
也就是說，對於傳統方法而言，當你監測到發動機數據異常的時候，其實已經晚了。
想要準確預測喘振，難度比準確預報天氣還要困難幾個數量級！
實際上，哪怕在喘振已經發生之後，從發動機控制系統記錄的數據中反向找到誘發喘振的工作點，都是一項相當困難的工作。
對此常浩南本人應該也有所體會。
那麼……
這是得需要多麼強的流體力學造詣，纔敢誇下海口說自己能夠實時預測喘振？
“沒錯。”
而面對楊韋的問題，常浩南只是雲淡風輕地點了點頭，同時換上了另外一張圖：
“在針對殲8和殲轟7兩型飛機發生過的一系列喘振故障數據進行分析和彙總之後，我注意到，在喘振發生之前的失速起始過程中，會有一些幅值較小的擾動波從穩定流場中形成，它們本身造成的影響非常微弱，飛行員幾乎不可能直觀感受到，然而如果此時不對發動機的工作狀態施加干涉，這些擾動波就會不斷增強，並在起始過程結束時轉變爲旋轉失速，進而發展成爲喘振，因此我把這些擾動波稱作喘振先兆。”
“因此，我的設想是，通過一系列傳感器和波形處理技術檢測這些喘振先兆，然後通過在流場中附加額外的擾動來抑制失速先兆波的形成或者發展，延緩旋轉失速的發生。”
當常浩南講到這裏的時候，另外那幾個人看他的眼神已經跟看怪物差不多了。
相當於一個人說我不光要精確預測半年後某一時刻的天氣，我還要通過技術手段控制這個時刻的天氣。
這套理論哪怕只是聽着都頗有幾分極限走鋼絲的意味，更不用說直接應用在工程領域中了。
安全餘量四個字幾乎是工程設計的最核心要素，而常浩南竟然直接表示他要把安全餘量壓到最低，同時還要保證安全性拉到最高……
只能倒吸一口冷氣了。
而大佬，則再次表現出了大佬的不凡。
楊韋摸着下巴沉思了大概半分鐘，給出的第一句回覆竟然是：
“我之前其實對這個喘振預測也稍有研究。”
這次輪到常浩南震驚了。
“你太年輕，可能不知道，但好多611所的老人都清楚，90年左右那功夫，因爲當時都在搞民產嘛，我覺得沒啥意思，所以非常認真地考慮過出國工作的事情。”
常浩南更震驚了。
這TM得虧給留住，不然損失簡直難以估量……
“總之那段時間，我關注過一些國外高校做的前沿研究，就……跟工程距離挺遠的那種，有兩個叫摩爾和格雷策的教授，提出了一個軸流式壓氣機進入旋轉失速狀態的模型，包括流量係數、壓力系數和旋轉失速幅值三個物理量，一般被叫做MG模型。”
後面所說的這些內容，倒是沒有再出乎常浩南的預料。
這個MG模型，基本上是一切喘振預測研究的起點。
稍稍停頓一下之後，楊韋又繼續說道：
“這個模型在學術研究和小試範圍還算好用，但是真正到了工程領域的話，三個物理量帶來了三個偏微分方程組，而且非線性程度非常高，我曾經找專門研究數學的朋友諮詢過，他說可以用一個叫……”
“伽遼金法？”
這一切已經進入了常浩南的節奏之中。
“對，伽遼金法，然後選擇一個三次曲線作爲特性曲線，把偏微分方程組轉換成常微分方程組再進行求解，但我個人嘗試了一下，發現應用起來的計算量大到無法想象，而且最終的結果精度也不高，總之到目前爲止看不到什麼應用潛力……”
聽完這一番介紹之後，常浩南有些汗顏，心說您這根本不能叫稍有研究，已經把我一半的工作都做完了……
不過表面上只是輕咳了兩聲：
“實際上，您剛剛說的MG模型，正是我整個思路的出發點。”
“只不過，關於強非線性偏微分方程組的數值解，我最近正好有了一些研究成果，可以用在對於MG模型的優化以及後續求解過程上。”
剛剛一直泰然自若的楊韋終於也有些繃不住了。
“伱對數學……還有研究？”
第310章 兩個方案的殲10！加更15）
一般而言，工科背景的人即便擅長數學，往往也是體現在應用層面，很少有人同時還擅長研究數學。
實際上，楊韋本人的數學功底就相當不錯，但是真正涉及到數值計算領域的尖端課題時，還是需要一些專家的輔助。
“談不上什麼研究吧……”
常浩南擦了擦額頭上因爲剛剛連續講了幾大段話而微微冒出的細汗：
“我做的研究過程中有很多部分涉及到非線性偏微分方程組的求解，但是目前又沒有非常好用的工具，所以我就試着看看能不能自己開發一個出來。”
“真要說起來的話，因爲裏面有不少假設和經驗總結的部分，正經數學界目前還是不太承認我們這類研究屬於數學的……”
“……”
楊韋一時語塞。
看着面前一臉諔茸约耗贻p十幾歲的年輕人，心裏頓時湧起一種“遇到對手了”的想法。
而另外幾個人則神情複雜地看了看常浩南，又看了看旁邊的自家副總師。
後者當年畢竟也是初中畢業直接考大學，結果沒考好才只上了鎬京工業大學……
“咳……不提這個，先繼續講一下你對MG模型的修正和求解方法吧，還有總體方案的思路。”
常浩南點了點頭，把PPT翻到了又往下一頁。
“經過我修改的新模型和原來的MG模型在推導過程上區別不大，只需要把通過壓氣機的壓升係數修改一下即可，最大的區別在於這裏。”
常浩南伸手指向壓氣機後面一箇中間打着叉的方框。
在意識到自己的美術水平確實難以拯救之後，常浩南也就放棄了在作圖精細化上下功夫，轉而更多采用示意圖。
主打一個揚長避短。
“這是一個我暫時稱爲緊連控制閥，也就是CCV的組件，我們假設壓氣機出口與CCV之間不存在氣體質量的儲存，因此可以在壓氣機出口製造一個純壓降，用於模擬我們的主控穩定性控制策略對於整個發動機工作狀態所產生的影響。”
說到這裏，常浩南在下面逐個步驟地放出了經過改良後的MG方程推導過程。
……
Ψ'=(W/H)/(4B^2)(Φ/W-1/WΦt(Ψ))H/lc
J'=J(1-(Φ/W-1)^2-J/4-1/γ^2·4WΦ/(3H))ρ
……
“在這個公式裏面，當J=1時，可以表示純旋轉失速，並且沒有向喘振演變風險的工況，而J=0時，則爲純喘振，也就是我們最需要避免發生的工況……”
很明顯，楊韋全程跟上了常浩南的思路，在筆記本上飛快地記錄着。
儘管飛行器設計和航空發動機設計屬於不同的兩個分支學科，但對於他這樣的頂尖大佬來說，通曉其中一個領域之後，對另一個自然也會多少有所瞭解。
並且，第三代戰鬥機，尤其是某些三代半戰鬥機的機動性呈現出飛躍式進步，推進系統需要承受比以往大的多的飛行攻角和側滑角，面對的進氣畸變問題相比於第二代戰鬥機要嚴重得多，這對於飛機和發動機的設計匹配程度也提出了更高的要求。
飛機設計師也要懂發動機，已經成爲了無可逆轉的趨勢。
而作爲其中的佼佼者，楊韋自然對這種變化早有準備。
停筆之後，他又低頭沉思了幾秒，然後才抬起頭來：
“這裏有一個問題，因爲要考慮到旋轉失速的問題，那麼即便在一定的工況下，也不能設定壓氣機轉速爲常數，進而壓氣機轉子中心半徑處的切向速度也不再爲常數，這個問題要怎麼解決？”
常浩南看了看對方指出問題的部分：
“重新訂立一個無量綱常數ξ=Ud·T/R，這樣就可以通過很簡單的計算得到壓氣機進口和出口通道的無量綱常數……”
一開始，其它人還能跟上這二位的思路，到後面就只能挑一些自己比較擅長的部分聽了。
確認在氣動穩定性模型這方面沒有問題之後，常浩南順勢進入了下一個部分：
“在完成對於發動機的建模之後，就可以通過實驗數據確定相關參數，從而擬合出一個最大程度上貼近實際狀況的發動機工作曲線，從而對發動機失穩現象進行準確的預測。”
“原來如此……”
“理論部分解決掉之後，剩下的問題，就要具體到工程實踐上面了。”
常浩南關掉了已經放到最後一頁的PPT開始了最終的總結。
這年月還沒幾個能搜圖片的網站，他也找不到殲10用的目標發動機AL31FN的照片，至於渦扇10那更是連圖紙都沒完全畫出來呢，實在沒什麼好往上放的：
“比如在進氣道內部，檢測壓氣機失穩初始擾動，目前初步規劃是採用諧波傅里葉係數法和行波能法，至於它們的具體效果哪個更好，那就只有到時候測試過才知道了。”
“另外，主動穩定性控制，最後落實到控制這一步，還需要在發動機上進行修改，把之前建模過程中提到的緊連控制閥設計出來，並且加入到壓氣機的後面，在比較理想的狀況下，這一套系統可以做到使壓氣機失穩狀態最多表現爲旋轉失速，而不至於發展到喘振，甚至可以通過CCV的閉環控制改變壓縮系統的壓縮特性，從而……將壓縮系統的穩定工作範圍擴展到喘振邊界以外，並維持一段時間的穩定！”
前面的部分，楊韋倒是還能保持冷靜，但是最後這一項，直接讓他右手猛地一抖，差點抓不住手裏的筆。
也就是說，通過飛機控制系統的設計，以及對於發動機結構的有限改動，竟然可以突破發動機的工作極限狀態！
雖然聽常浩南的意思，這種雞血狀態應該無法維持很久，但是在瞬息萬變的空戰之中，動力上的優勢哪怕只持續一分鐘，有時候都能決定勝負。
只不過現在唯一的問題就是……
需要改發動機。
“這套系統的功能確實很有誘惑力……”
楊韋合上筆記本，緩緩靠回座椅靠背上，語氣中帶着濃濃的惋惜：
“不過這個緊連控制閥……AL31FN畢竟是留裏卡的設計，就算他和我們進行合作，考慮到項目對接等一系列問題，恐怕也很難在短時間內拿出成品啊。”
不過常浩南自然早就想到了這個問題，直接擺了擺手：
“這不要緊，沒必要非得一步到位，完全可以分成兩步走。”
“在使用俄製發動機進行首飛的時候，我們可以去掉硬件的CCV，只保留其它部分，先安裝一個青春版，就是簡配版，用最基礎、的自動調整節流閥的方式對進氣情況進行干預，這樣效果雖然稍差，但至少也能在很大程度上拓展發動機包線，保證極限條件下的飛行安全。”
“等到國產的第三代大推力渦扇發動機成熟並完成換裝之後，就可以用上完全版的主動穩定性控制系統了。”
這個解釋讓楊韋一愣：
“你的這個系統對於飛發匹配要求可是很高的，先不說渦扇10能不能在殲10正式入列之前搞出來，就算搞出來，那進氣道的設計恐怕也要大改啊……”
而常浩南的回答則更是放飛自我：
“就是要大改啊！”
“可以參考梟……呃，我們之前搞八三工程時候的情況，先造出兩架使用現有設計的非全狀態原型機，對飛機結構、氣動、飛控等整體情況進行評估和測試，等到國產配套發動機出來，再拿出一個修改過進氣道的第二版設計，這樣只要對動力，還有主動穩定性控制系統再進行試驗就行，也不會浪費什麼……”
常浩南剛開始本想習慣性地說梟龍，畢竟那是最經典的在試飛過程中換過進氣道的型號，不過考慮到此時這個項目八字還沒一撇，因此還是中途改了口。
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