作者:十月廿二
型號成敗的關鍵在於結構層面的設計,以及一些細節的補充完善。
像是激進的吹氣增升技術,對於一架戰術用途的雙發飛機來說風險過大,屬於得不償失的設計。
而翼梢小翼,華夏在過去的型號中已經有了比較豐富的經驗,所以值得一試。
另外就是,戰術咻敊C有在非鋪裝跑道上起降的需求,所以需要在發動機防異物和起落架結構的設計上進行特別關照,好在連更大的伊爾76都具備這方面的能力,倒也不至於兩眼一抹黑……
總之,幾乎是在從京城返回南鄭的路上,梁紹修就已經粗略構思出了這個方案的整體樣貌。
之前丁高恆說的已經非常明白了。
“以秦飛集團牽頭”。
就是說還能得到航空工業系統內其它兄弟單位的支援。
其實這也正常。
80-90噸體量的飛機說起來不大,但對於華夏航空工業來說,卻還算是個空白。
肯定要集中力量搞攻關的。
不過,那都是正式立項以後的事情。
當務之急,還是把�9從一個需求變成一個正式的項目。
因此,下了飛機之後,梁紹修所做的第一件事就是集中秦飛集團的主要研發力量,開始部署預研工作……
……
而另外一邊,常浩南此時還不知道丁高恆已經把�9的研發工作給安排下去了。
他正在爲了儘快完善超短激光加工技術而頭大……
還是航空動力集團的那間會議室裏。
又一場氣氛熱烈的項目研討會正在進行。
之所以說“又”,是因爲自打上個月項目正式立項開始,幾乎每隔幾天就要在這裏上演類似的劇情。
先是常浩南例行展示一下理論層面的進展,然後就是幾名負責硬件研發的帶頭人開始爭論。
而今天的情況……
也差不多。
首先發言的照例仍然是常浩南:
“上一週,侯院士的團隊已經利用飛秒級脈衝激光器驗證了我之前提出的燒蝕閾值模型。”
“而且,得益於飛秒激光器可以使用更小步長的脈寬進行試驗,我們還注意到了一些此前單靠計算沒有得到的結論。”
西安光機所在90年代中期就研發出過飛秒(千分之一皮秒)級激光器,只不過峯值功率不能達到工業化生產的需求,因此沒有被常浩南選爲光源。
不過只是進行材料學研究的話,還是足夠了。
“根據燒蝕閾值模型,當激光照射在金屬材料表面時,由於金屬內電子的比熱容較小和劇烈的逆韌致輻射,電子在極短的時間內吸收了大量激光能量,電子活躍性瞬間升高,並且通過電子之間相互碰撞,出現費米-狄拉克分佈。”
“此時,由於自由電子所具有的溫度遠高於晶格所具有的溫度,通過和熱電子碰撞獲取熱量的方式晶格的溫度逐漸上升,最終達到熱平衡狀態。達到熱平衡狀態所需要的具體碰撞時間主要由電子-聲子碰撞馳豫時間決定,但對於絕大多數金屬材料,都是在10皮秒量級附近。”
“但現在我們發現,在10皮秒以下,還能進一步分爲三個更加細緻的作用過程。”
理論和實驗,永遠是相輔相成的。
在常浩南提出燒蝕閾值模型之前,這臺飛秒激光器在誕生的最初幾年裏並未表現出特別可觀的科研價值。
而如果沒有這臺激光器進行試驗,那燒蝕閾值模型的完善速度也會大大減慢。
稍微停頓了一下之後,常浩南切換了一頁PPT,然後繼續道:
“在高能激光照射到金屬材料表面上之後10飛秒,就會引發電子受激電離,而繼續延長照射時間到100飛秒,纔會開始發生電子-聲子耦合,不過這個時候還不會表現出可見的熱效應。”
“再繼續延長,到1皮秒,則會開始電子晶格熱平衡過程,此時的熱效應已經逐步開始顯現,只是受影響的分子數量遠低於直接轉化爲等離子狀態的分子數量,基本可以忽略不計……”
“得益於這項發現,我再次對燒蝕閾值模型進行了修正,添加了兩個與非熱熔過程相關的變量參數,通過隱式方法求解後的差分表達形式是……”
在常浩南介紹新進展的時候,會議室裏的氣氛總體上還是平靜的。
除了侯院士會經常進行主動交流以外,就只是偶爾會有一兩個人舉手提問。
一來,這些亞皮秒級的研究更多是考慮到戰未來的需求,對眼下這個皮秒級項目的影響並不是很大。
二來,也是更重要的……
能完全聽懂的人確實是不太多。
不過,接下來的部分,就沒有這麼和諧了……
短暫的茶歇之後,負責控制信號傳輸和負責光源控制的兩個技術團隊就掐了起來。
主要是這個設備,實在是太彆扭了。
光源控制團隊的負責人韓志高首先表態:
“常總,上次會議結束之後,我們搭了一個簡易的原理樣機進行測試,到目前爲止已經發現了至少8項對激光加工存在影響的主要因素。”
“除了光束質量、脈衝寬度這些我們之前就想到的以外,還有光通量密度、偏振狀態和離焦量,這裏是指離焦量本身,也就是說,即便最終作用在材料表面的能量相同,不同的離焦量也會產生不同的加工效果……”
一番話的大體意思就是一個:
這套加工方式的控制需求極其精細,信號傳輸過程必須滿足低延遲、低噪聲、高帶寬和高穩定性,另外由於設備本身高度複雜,因此還要把向外輻射的電磁信號控制在極低的水平。
而信號傳輸團隊的負責霍鵬華則表示你怕不是在做夢,單是光信號和電信號之間的兩次低損耗轉化就已經夠讓人頭疼的了,哪有那麼好的事情能滿足你這麼多要求,尤其是那個低電磁輻射的要求,本身就和高帶寬衝突,除非增加一層厚度和重量極其離譜的屏蔽層,否則根本不可能實現。
更麻煩的是,爲了對獲取端和控制端進行信號延時補償,還需要引入一種叫做“真實時間延遲線”的技術,而這東西的補償能力和物理長度有關,動輒就是幾十上百米,又會對傳輸延遲和損耗帶來不利影響……
常浩南看向侯院士,後者則表示二人說的問題都客觀存在,確實很難同時滿足。
於是,局面就這麼僵持了下來。
第882章 光電子數據傳輸
聽着韓志高和霍鵬華兩個人的爭論,常浩南也隱隱覺得有點腦子發脹。
這種落實到具體層面的項目,他當然也做過不少了。
但其中絕大多數,飛機也好,航空發動機也罷,都算是自己的老本行。
哪怕重生前沒喫過豬肉,至少也見過豬跑。
上手自然不難。
而少數不算的,比如之前的重型模鍛壓機,還有更早些時候的軟性磨料拋光技術,也總有相對成熟的經驗可供借鑑,其中前者更是連總體設計都有個半成品的方案。
實際上只需要他解決一些關鍵難題即可。
然而這一次面臨的,卻實是全新的挑戰。
超短脈衝激光加工設備,屬於字面意義上的從無到有。
連理論都是他一點點摳出來的。
工程層面就更不用說了。
別說國內,國外也沒有先例給他參考。
只有一點點摸索。
不過,常浩南知道,不能讓倆人這麼繼續吵下去。
正常的工作碰撞沒問題,但要是搞出火氣來,那就免不了要影響後續的項目進度了。
“霍組長。”
他開口打斷了這場爭論:
“如果暫時不考慮體積和質量的限制,單從技術角度出發,能不能實現韓組長的需求?”
這類設備又不需要考慮出口,一旦建造完成大概率是放在原地十幾年乃至更久不會挪窩,所以就算體積大也無妨。
最多就是直接到盛京原位建造。
當成基礎設施建設的一部分就行了。
這個思路讓霍鵬華直接就是一愣。
在他的職業生涯中,還從未見過如此奇怪的要求。
但仔細一想,很多工程問題確實是由於體量限制所帶來的,如果在這方面放飛自我,那確實能少很多問題。
而剛剛還跟他爭論不休的韓志高也開始認真考慮這個思路的可能性。
就光路來說,設備體積增大雖然會導致傳播距離變長,但這對於激光來說反而不算什麼問題,散射和衰減並不會因爲從1米變成10米或者20米就不可接受。
反而對一些零部件的精度的要求還能降低。
一切看上去都很美好。
不過,霍鵬華最後還是搖了搖頭:
“即便不限制體積和重量,最多也只能解決電磁輻射和傳輸帶寬的問題,但是延遲、同步率和損耗還是會存在,甚至還有可能因爲體積變大而更嚴重了……”
這個時候,侯詢院士也插了進來:
“而且很多電子泄露、噪音和失真並不是傳輸過程,而是信號轉換過程帶來的,這跟你的設備體積關係不大。”
這基本就是最終結論了。
常浩南只好把這個有點逆天的思路暫時放下,然後開始考慮其他可能。
好在經過這麼一打岔,韓志高和霍鵬華倆人也沒了繼續口頭對抗下去的興趣。
“從技術上講。”
幾分鐘後,霍鵬華再次開口:
“利用靜磁波器件和超導線是……”
這話纔剛說出口,第三組負責材料保障的同志就用十分不和善的眼神看了過去,直接把他給弄沒聲了。
鬧呢,要是誰能實現室溫超導,那直接等着拿諾獎就完事了。
顯然不現實。
一時間,會議室裏又安靜了下來。
“損耗低、帶寬大、輻射小、分辨率高……”
常浩南在面前的筆記本上列出了對整個數據信號處理過程的一系列要求。
然後,突然想到了另外一種可能。
一種全新的可能。
“如果我們把信號調製到光上面呢?”
常浩南的一句話突然打破了沉默。
不過,即便對於在座的一袑<襾碚f,這個說法也着實有點彆扭,因此竟然沒有人在第一時間做出反應。
所以他又更進一步地解釋了一下:
“我的意思是說,在整個系統中採用光電子信號,而不是電信號?”
在他第二次開口前的一瞬間,常浩南突然有一種直覺。
於是他在說話的同時,把整體思路丟給系統驗證了一下。
儘管由於這個思路並不完善,導致需要一個極其逆天的科研點數才能夠進行完善。
但這毫無疑問地說明……
思路可行!
這讓常浩南頓時信心拉滿,當即繼續道:
“光載波頻率非常高,所以信號帶寬相對載波頻率屬窄帶範疇,線路的傳輸特性先天更加穩定,而且利用光纖來傳輸信號的損耗率相比傳統的同軸電纜或者波導來說幾乎可以忽略不計,更是從根子上就沒有電磁輻射的問題,甚至連電磁屏蔽層都可以省掉……”
實際上,他的這個靈感也是來自於老本行——
從21世紀的第二個十年開始,一些技術比較激進的飛機型號,開始將電傳飛控進一步升級爲光傳飛控。
二者在原理和設計上相似,但利用光纖代替了傳統的電纜,在飛機減重和信號反饋效率方面有更高的潛力。
此前,常浩南甚至考慮過能否讓華夏的飛機設計跳過電傳,直接進入光傳時代。
只不過仔細斟酌下來,飛機上畢竟還是有大量像是雷達這樣依賴電磁輻射的信號源,所以全面轉向光電子控制的話,需要多出一個複雜的電-光-電轉換流程不說,雷達信號也可能受到光路噪聲或干擾的進一步污染,從而產生新的畸變和失真。
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