秦懷民推開十號工程項目部的大門,側身讓高育材先進。
門后是一條不長的走廊,兩側墻上掛著幾塊巨大的進度板,上面密密麻麻地標注著各種數據和圖表。
高育材掃了一眼,看見“飛行小時數”,“故障統計”,“改進項完成率”之類的標題,下面是一串串他看不太懂的數字。
走廊盡頭又是一道門,門上貼著紅色的警示標志,寫著“授權人員專用”。
秦懷民掏出工作牌在門禁上刷了一下,“嘀”的一聲,門鎖彈開。
“老高,跟緊了,這里面岔路多,第一次來容易迷路。”秦懷民推開那道門,一股空調的涼氣撲面而來。
里面是一個很大的開放式辦公區,幾十張辦公桌整齊地排列著,但只有七八個人在座位上。
大部分桌子空著,電腦顯示器黑著屏,椅子上搭著外套或文件夾,桌角堆著泡面桶和喝空了的咖啡罐。
秦懷民一邊走一邊介紹:“十號工程現在進入第二階段大規模測試,大部分人都去了試飛場那邊。”
“昨天試飛員打電話回來說,高空高速包線拓展到1.8馬赫了,震動比預想的小,發動機那邊總算松了口氣。”
高育材點點頭,目光掃過那些空著的座位,其中一張桌子上攤著一本翻開的筆記本,上面密密麻麻寫滿了公式,旁邊還壓著一盒沒吃完的胃藥。
“這邊只留了一些骨干,處理數據,協調進度,準備下一階段的測試方案。”
秦懷民說著,忽然想起什么,“對了,昨天下午飛控那邊出了個事,有個參數超差,零點二的偏量,老陳他們熬了一宿,凌晨三點才找到原因,是個傳感器標定問題。”
高育材聽著,心里泛起一陣復雜的情緒。
兩人穿過辦公區,來到一個用玻璃隔出來的獨立區域前。
玻璃門上貼著三個字,“發動機組”。
門開著,里面傳來翻動紙張和低聲交談的聲音。秦懷民敲了敲門,探進頭去:“老張,在呢?”
一個四十來歲的中年人抬起頭,他看見秦懷民,連忙站起身。
“秦老!您怎么來了?”張利繞過辦公桌,快步走出來,目光落在高育材身上,微微一怔,“這位是……”
秦懷民笑著介紹:“這位是高育材,咱們林所長的岳父,新來的研究員,我今天帶他熟悉熟悉環境,認認門。”
張利眼睛一亮,連忙伸出手,態度恭敬得很:“高老師!您好您好!我是張利,發動機組的負責人。久仰久仰!林所長經常提起您,說您是搞了一輩子機械的老前輩。”
高育材握住他的手,笑著說:“張工,別客氣,我就是個新來的,以后多關照。什么老前輩,就是多吃了幾年飯。”
張利連連擺手:“高老師您這話說的,您是長輩,又是林所長的岳父,咱們應該多關照您才是。快請進,請坐!”
他把兩人讓進辦公室,又忙活著倒水。高育材打量著這間辦公室,不大,十來平米,靠墻是一排鐵皮文件柜,里面塞滿了深藍色的文件夾,脊背上貼著標簽“渦扇-10試車數據”“高溫合金試驗記錄”“葉片疲勞測試”。
辦公桌上堆著厚厚的圖紙和資料,一臺老式電腦顯示器亮著,屏幕上是一張復雜的發動機剖面圖,旁邊開著幾個數據窗口,跳動著高育材看不懂的數字。
張利端了兩杯水過來,放在茶幾上,然后在旁邊的椅子上坐下,搓了搓手,有些不好意思地說:“高老師,條件簡陋,別見怪。”
高育材端起杯子喝了一口,水溫剛好,不燙不涼。
秦懷民開口:“老張,你給老高講講咱們的渦扇-10?”
“他年輕時候搞了一輩子機械,雖然沒搞過航空,但對這些東西感興趣。”
張利點點頭,臉上浮起一絲笑容。那是一種搞技術的人談到自己東西時特有的表情——帶著驕傲,又帶著幾分謹慎。
“高老師,咱們這個渦扇-10,是咱們國家第一款自主研制的大推力渦扇發動機。”
他開口說道,聲音不大,但每一個字都很清晰,“它的推力,最大狀態75千牛,加力狀態125千牛。這個數據,和毛子的AL-31F比,加力推力少個兩三噸,但咱們的推重比基本追平了。”
他頓了頓,見高育材聽得很認真,便繼續說:“它的風扇直徑880毫米,三級風扇,九級高壓壓氣機,一級高壓渦輪,兩級低壓渦輪。渦輪前溫度,這是衡量發動機水平的關鍵指標,咱們能做到1500度左右,用的是定向凝固高溫合金葉片。”
高育材微微瞇起眼,在心里換算著這些數字。
他雖然沒搞過航空,但搞了一輩子機械,對溫度、壓力、轉速這些概念有直覺的判斷。
“1500度,”他緩緩說,“那快趕上鋼鐵熔點的一半多了吧?”
張利眼睛一亮:“高老師懂行!鋼鐵熔點大概1500到1600,咱們這葉片,工作溫度已經接近熔點的一大半了。”
“這還不是最難的,最難的是,它要承受十幾噸的離心力,每分鐘轉一萬多轉。打個比方,把一塊鐵放在火里燒到發紅,然后拿錘子使勁砸,它不變形,這就是葉片要干的活。”
高育材點點頭,問:“張主任,這個水平,和國外的比怎么樣?”
張利笑了。剛剛說了這么多,就是為了鋪墊這個。
他笑容里帶著一絲得意,但又不張揚:“和莫斯科的AL-31F比,推力略小一點,但推重比差不多。和M國的F-100-PW-229比,還有差距,推力差個十幾千牛,渦輪前溫度差七八十度。但是這個差距在快速縮小。”
他伸出手,比了個手勢:“在沒有來紅星廠的時候,咱們剛起步,人家玩剩下的咱們都摸不著門。”
“來到紅星廠之后,咱們能照貓畫虎做出來了。”
“現在,咱們有自己的材料、自己的工藝、自己的設計體系。最關鍵的是,這是咱們自己搞出來的,全部的自主設計,自主生產。”
他說著,站起身,走到文件柜前,蹲下來打開最下面一層柜門。
那柜門有些緊,他使勁拽了一下才拉開,從里面小心翼翼地捧出一個木盒子。盒子不大,巴掌見方,上面蓋著一塊紅絨布。
他把盒子放在茶幾上,揭開絨布。
“高老師,您看看這個。”
那是一塊巴掌大小的金屬件,形狀復雜。
一頭是葉片形狀,另一頭是安裝座,表面泛著暗銀色的光澤,在燈光下有一種細密的紋理。
高育材拿起來,翻來覆去地看著,入手很沉,比想象中的重。
“這是高壓渦輪葉片。”張利的聲音里透著驕傲,那種驕傲不是炫耀,而是對自己付出的東西的珍視。
“別看它小,它是整個發動機里工作環境最惡劣的零件。前面是燃燒室噴出來的火,后面是高速氣流,它夾在中間,要扛1500度的高溫,要扛十幾噸的離心力,還要扛高溫燃氣的沖刷腐蝕。”
高育材端詳著那片葉片,用手指輕輕摸了摸葉片的邊緣,那里薄得像刀片。
“這個加工精度,”他問,“公差多少?”
張利說:“葉型輪廓公差正負毫米,表面光潔度要求Ra0.4以內。咱們用了定向凝固技術,就是把金屬融化,然后控制它凝固的方向,讓晶粒沿著受力方向生長,這樣高溫強度能提高一大截。這個技術,全國就咱們幾家掌握。”
高育材把葉片翻過來,看著葉背那些復雜的曲面,心里涌起一股敬意。
他知道,這樣一個小小的零件背后,是多少人數年的心血。
材料配方、鑄造工藝、機械加工、表面處理,無損檢測……哪一道不是難關?
他抬起頭,看著張利,問:“張主任,下一步呢?三代機之后,還有四代機吧?發動機怎么辦?”
張利眼睛一亮,臉上那種驕傲更濃了。他往前探了探身子,聲音壓低了半分,但語氣里的興奮藏不住:“高老師問到點子上了!按照林默所長的話來說,三代機只是開始,四代機才是咱們的目標。”
他伸出手,在空中比劃了一下,緩緩打開話匣子:“四代機要求超音速巡航,就是不開加力,光靠發動機本身的推力,就能飛到1.5馬赫以上,飛幾個小時。”
“這就要求發動機推力更大,油耗更低,咱們已經在預研了——新一代發動機,代號‘太行’改進型,目標是推力達到140千牛以上,推重比做到8到9。渦輪前溫度要提高到1700度以上。”
他說著,握了握拳,語氣里滿是豪情:“1700度,定向凝固的葉片就不夠用了,得用單晶葉片,整個葉片只有一個晶粒,沒有晶界,沒有弱點,性能還能再上一個臺階。”
“這個技術,現在全世界就M國、英國,毛子掌握。”
“咱們,也要搞出來!”
高育材看著他,看著那雙因為熬夜而布滿血絲但依然明亮的眼睛,心里忽然很感動。
這就是搞科研的人啊。不管條件多難,不管差距多大,眼睛里永遠有光,心里永遠有火。
他點點頭,認真地說:“張主任,你們了不起。”
張利有些不好意思地笑了,撓了撓頭:“高老師過獎了。咱們就是干這個的,應該的,再說,光靠我們也不行,得整個系統一起轉。”
“材料所的配方,鑄造廠的工藝,測試中心的設備,哪一環缺了都不行。林所長經常說,發動機是‘工業皇冠上的明珠’,咱們這是給皇冠鑲珠子呢。”
又聊了幾句,秦懷民看了看手表,站起身說:“行了,老張,你忙吧。我帶老高再去別處轉轉,今天把咱們軍用研發部都逛一遍。”
張利連忙站起身,送他們出門。走到門口,他又握住高育材的手,誠懇地說:“
高老師,以后有什么需要,隨時來找我。發動機組的大門,永遠為您敞開。您要是有空,隨時來坐坐,咱們聊聊機械,聊聊材料,都行。”
高育材笑著點點頭,拍了拍他的手背。
走出發動機組,秦懷民帶著高育材繼續往前走。
一路上,又經過了航電系統、飛控系統、武器系統……但這些項目組的負責人都不在,都去了試飛場。
接待他們的是副手或者骨干,態度都很客氣,講解得也很認真。
在航電系統,一個三十來歲的工程師給他們演示了座艙模擬器。
這是一個半包圍結構的座艙,座椅是彈射座椅的樣子,前面是三塊大尺寸液晶顯示屏,高育材坐進去,看著面前那些跳動的數字和圖形。
“高老師,”工程師在旁邊講解,“這就是咱們的玻璃座艙,以前的老飛機,像殲七、殲八,飛行員要看幾十個儀表。”
“高度表,速度表,航向儀,姿態儀,雷達顯示器、武器控制面板……光掃描一遍就要好幾秒。現在這些信息都集成在屏幕上,一眼就能看到關鍵數據。”
他指著屏幕上的幾個區域:“左邊是飛行參數,高度、速度、航向、垂直速度,中間是雷達畫面,顯示空情;右邊是武器狀態和告警信息。”
“而且可以根據任務需要切換顯示模式,空戰時雷達畫面放大,對地攻擊時顯示火控信息,巡航時看導航和燃油。”
高育材看著那些跳動的數字,問:“這些數據,都是實時更新的?”
工程師點點頭:“對。飛控計算機每秒處理幾百次數據,所有信息都是實時顯示。”
“飛行員反應的時間,從以前的幾秒,縮短到零點幾秒。”
高育材笑了,這比喻挺形象。
在飛控系統,一個年輕的工程師給他們看了飛控軟件的模擬運行。
屏幕上,一架飛機的模型在不停地做著各種機動。
翻滾、盤旋、俯沖、爬升,姿態變化極快,但始終穩定,像有一只無形的手在托著它。
“高老師,咱們這個是電傳操縱。”工程師解釋,“以前的飛機,是鋼索操縱飛行員拉桿,鋼索拉動舵面,那個反應慢,而且飛行員手感重,飛久了胳膊酸。”
“電傳操縱,是飛行員發指令,電腦計算后控制舵面。反應快,精度高,還能自動保持飛機穩定。”
他指著屏幕上的一個參數:“比如這個大攻角機動時,飛機容易失控,氣流分離,翼尖失速,搞不好就進入尾旋。”
“飛控系統會自動調整舵面,每秒干預幾十次,讓飛機始終保持在可控范圍內。”
高育材看著屏幕上那個不斷翻滾的飛機模型,問:“這個……可靠嗎?萬一電腦出故障呢?”
工程師笑了,好像早就等著這個問題:“高老師問得對。咱們設計了三重冗余,三臺電腦同時工作,互相校驗。一臺出故障,另外兩臺接管,兩臺出故障,最后一臺也能保證安全返回。”
“這還不算完,還有備份的機械操縱系統,萬一電腦全壞了,還能靠鋼索飛回來。就是手感重一點,但總比回不來強。”
高育材點點頭,心里踏實了一些。
走出飛控系統,秦懷民看著他,問:“老高,感覺怎么樣?想不想來十號工程?”
高育材沉默了幾秒,然后搖搖頭。
秦懷民有些意外:“怎么?看不上?”
高育材笑了:“不是看不上。老秦,十號工程確實了不起,這個我承認,但是……我不太適合。”
他看著遠處那些緊閉的門,緩緩說:“我是搞機械出身的,不是搞航空的。戰斗機這東西,太大了,太復雜了。”
“氣動設計我不懂,航電系統我不懂,飛控軟件我更不懂。”
“我來這兒,能干什么?最多幫他們畫畫零件圖,做點邊角料的活。人家都是專家,我一個老頭子摻和進去,說不上話,插不上手。”
秦懷民張了張嘴,想說什么,但高育材擺擺手,繼續說:“老秦,我不是謙虛,我知道自己能干什么,不能干什么。”
“十號工程這種大項目,需要的是真正的專家,我一個搞機械的老頭子,摻和進去,幫不上什么忙,反而可能添亂。”
“再說了,你們這兒年輕人多,讓他們放手干,我一個老頭子坐旁邊指指點點,人家心里也不自在。”
秦懷民看著他,沉默了幾秒,然后點點頭:“行,那咱們繼續逛。還有幾個項目組,去看看。”
兩人繼續往前走。
接下來的幾個小時,秦懷民帶著高育材,把軍用研發部逛了個遍。
他們去了火箭彈項目組。負責人給他們看了“風暴”系列火箭彈的樣品,講解了激光制導的原理,半主動激光尋的,導引頭靈敏度以及抗干擾能力。
高育材看著那些粗壯的彈體,聽著那些復雜的術語,點點頭,但沒有特別感興趣。
他們去了微光夜視儀項目組。
負責人給他們看了最新的“啟明星-3”樣機,讓他們在暗室里體驗了一下,戴上夜視儀,原本漆黑一片的房間,立刻變得清晰可見,連墻角堆的紙箱子輪廓都看得一清二楚。
高育材摘下夜視儀,感慨了一句“真是好東西”,然后繼續往前走。
他們去了防空導彈項目組。
負責人給他們看了“利劍”單兵防空導彈的樣機,講解了紅外制導和激光制導的區別,紅外是被動尋的,打了不用管,但容易受干擾。
激光是半主動,精度高,但需要持續照射。
高育材聽著,偶爾問一兩個問題,并沒有表現出特別吸引。
秦懷民越走越納悶。
他了解老高,這人一輩子搞研究,雖然專業是機械,但對各種新技術都感興趣。
當年在京華大學,他什么講座都去聽,什么新東西都愿意了解,有一次還跑去聽生物系的課,回來念叨了好幾天“DNA雙螺旋”。
按理說,這些項目都是國內頂尖的,他應該很感興趣才對。
可一路逛下來,老高的反應都是“挺好”,“不錯”,“厲害”,但沒有那種“眼前一亮”的感覺。
難道這些項目都太高精尖了,老高覺得自己插不上手?
秦懷民心里嘀咕著,但沒有說出來。他看了看手表,下午四點多了,還剩最后一個項目組。
“老高,再去最后一個地方。”他說,“金盾項目部。”
高育材點點頭,跟著他往前走。
金盾項目部在軍用研發部的最深處,走廊盡頭,一扇普通的木門。門上貼著標簽,白底紅字,印著“金盾項目”四個字,下面還有一行小字“自動防衛炮系統”。
秦懷民推開門,里面傳來激烈的討論聲。
“不行!這個方案后坐力太大了,陸基版根本扛不住!”一個聲音喊道,嗓門挺大,帶著點東北口音。
“那你說怎么辦?炮管不能縮,彈藥不能減,后坐力就那么大,物理規律決定的!”另一個聲音反駁,語氣急躁,帶著點南方口音。
“物理規律是物理規律,但機械設計可以優化!咱們想想辦法,把后坐力分散開,或者用緩沖機構吸收一部分……”
“老李,你說得輕巧。你畫個圖我看看?我算過,按現在的方案,峰值后坐力超過80千牛,底盤懸掛根本受不了。”
“除非你把炮塔減重,但減重了強度又不夠,這不是死循環嗎?”
“不行不行,絕對不行!”
“那也不能就這么認了啊!昨天林所長還問進度,我說還在優化……”
高育材和秦懷民走進去,看見兩個人正站在一塊黑板前,你一句我一句地爭論著。
一個四十來歲,戴著厚厚的眼鏡,穿著一件洗得發白的工作服,袖子上蹭了一塊油漬,手里拿著一支粉筆,正在黑板上畫著什么。
另一個年紀相仿,瘦高個,眉頭緊鎖,手里捧著一沓圖紙,滿臉愁容。
黑板上的圖畫得很潦草,但能看出是一門火炮的輪廓,七根炮管并排,炮塔方方正正,底盤是履帶式的,還有一些復雜的線條標注著尺寸和角度。
秦懷民咳嗽了一聲。
兩人猛地回過頭,看見秦懷民,都是一愣。
那個戴眼鏡的中年人連忙放下粉筆,迎上來,臉上帶著意外:“秦老!您怎么來了?”
秦懷民笑著介紹:“康研究員,這位是高育材,新來的研究員,我帶他熟悉熟悉環境。”
“你們在討論什么?大老遠就聽見你們嚷嚷。”
康輝連忙伸出手,和高育材握了握:“高老師好!我是康輝,金盾項目負責人。這位是我的搭檔,老李,李保良,機械設計組的組長。”
高育材點點頭,目光卻被黑板上那幅草圖吸引住了。
康輝順著他的目光看去,有些不好意思地笑了:“高老師,我們在討論一個技術問題,金盾項目,您聽說過嗎?”
高育材搖搖頭:“沒有。今天頭一次聽說。”
康輝便簡單介紹起來:“金盾項目,是咱們廠今年新立項的自動防衛炮系統。”
“分兩款,一款海基,給艦艇用,叫‘金盾-2000A’,一款陸基,給陸軍用,叫‘金盾-2000B’。”
“海基版的,空間大,重量限制松,好辦一些。陸基版的,要和履帶式底盤結合,伴隨裝甲部隊機動,重量、尺寸都卡得很死。”
他指了指黑板上的草圖:“我們現在卡在陸基版的外形設計上,要滿足火力要求,后坐力太大,底盤扛不住。要減小后坐力,就得加緩沖機構,但加了緩沖,重量就超標。”
“而且還要考慮運輸方便,鐵路運輸限寬3.2米,公路運輸限高3.5米,不能太高,不能太寬,不能太重……難啊。”
高育材聽著,目光卻一直停留在黑板上。
那幅草圖畫得很潦草,但基本的結構都標出來了,七根炮管,口徑看著不小,炮塔,底座,還有幾根線條標注著尺寸。
他走近幾步,仔細看著那些數字。
“七管?”他忽然開口。
康輝一愣,點點頭:“對,七管30毫米,咱們參考了海軍的730近防炮,那個就是七管的。”
高育材瞇著眼,盯著那幾根炮管的位置,問:“射速呢?”
康輝說:“設計指標是5000發每分鐘,最低不低于4500發。海基版可以做到5000,陸基版因為后坐力和供彈的限制,目前只能做到4500左右。”
高育材點點頭,又問:“攔截距離?”
“2000到3000米。”康輝說,“對導彈目標,有效攔截距離2000米左右;對飛機和直升機,可以打到3000米。再遠彈丸散布太大,精度不夠。”
高育材沉默了幾秒,然后指著黑板上的一處標注:“這里,后坐力計算,你們用的公式是F=ma?”
李保良一愣,點點頭:“對,牛頓第二定律,后坐力等于彈丸質量乘以加速度,我們按單管算,每發彈丸質量公斤,初速1050米每秒,加速時間按炮管長度除以平均速度估算,算下來單管后坐力……”
高育材擺擺手,打斷他:“那是簡化公式,實際的后坐力,還要考慮火藥燃氣的動量。”
他走上前,拿起粉筆,在黑板上畫起來:“你們看,發射時,彈丸向前飛,火藥燃氣也從炮口噴出。”
“燃氣也有質量,也有速度,噴出來的時候會給炮管一個向前的推力,這個力叫‘燃氣反沖力’,方向和后坐力相反,能抵消一部分后坐力。”
他在黑板上寫下幾個字母,一邊寫一邊說:
“實際后坐力公式應該是F=(m_e* v_e+ m_g* v_g)/ t,其中m_e是彈丸質量,v_e是初速,m_g是燃氣質量,v_g是燃氣平均噴出速度,t是彈丸在炮管內的加速時間。”
他轉過身,看著李保良:“你們算的時候,把這個m_g* v_g忽略了嗎?”
李保良張了張嘴,說不出話來。他低頭看了看手里的圖紙,又抬頭看了看黑板上的公式,臉上慢慢露出一種“我怎么沒想到”的表情。
康輝在旁邊反應快,連忙問:“高老師,您的意思是……我們算大了?”
高育材點點頭,自顧自地說著:“不排除有這個可能,但是具體大多少,要看炮管長度,裝藥量,彈丸初速,你們把參數給我,我幫你們算算。”
康輝連忙從桌上翻出一份文件,遞給高育材。
那是一份技術規格書,封面印著“金盾-2000B”的字樣,右上角標注著“內部資料注意保管”。
高育材接過來,翻開,看了看上面的數據。
口徑:30毫米
管長:70倍徑(即2100毫米)
彈丸質量:公斤
初速:1050米/秒
裝藥量:公斤
發射藥類型:雙基扁球藥
峰值膛壓:350兆帕
他瞇著眼,心算起來。
嘴里念念有詞:“彈丸動能乘以1050平方除以2,約303千焦,裝藥能量公斤,火藥能量按每公斤4兆焦算,總能量1兆焦。”
“燃氣質量,裝藥的60%變成燃氣,約公斤,燃氣平均速度……按彈丸速度的1.5倍估算……約1575米每秒……”
聽著高育才嘴里念念有詞,康輝和李保良面面相覷,不敢打擾。
秦懷民站在旁邊,看著老高這副模樣,嘴角浮起一絲笑意。
他知道,老高這是來勁了。
當年在大學,老高給人講題的時候就是這副模樣。
瞇著眼,嘴里念念有詞,完全沉浸在自己的世界里。
高育材算了一會兒,抬起頭,說:“你們原來的后坐力,算的是多少?”
李保良連忙說:“單管65千牛,七管齊射的話,峰值后坐力按線性疊加算,大概455千牛。”
高育材搖搖頭:“大了,算上燃氣動量,實際單管后坐力應該在58千牛左右,小了10%以上,七管齊射的話,因為有相位差,實際峰值不會到7倍,按6倍估算,大概350千牛左右。”
李保良瞪大了眼睛:“350千牛?高老師,您……您就這么心算出來了?不用計算器?”
高育材笑了笑:“搞了一輩子機械,這些東西心里有數,你拿計算器驗算一遍,應該差不了多少。”
李保良連忙從桌上抓起一個計算器,噼里啪啦按起來。
按了一會兒,他抬起頭,臉上帶著難以置信的表情:“高老師,您算得對……58.3千牛……您怎么做到的?”
高育材沒接這個話,而是指著黑板上另一處:“還有這里,緩沖機構的設計,你們用的還是老思路,液壓緩沖,彈簧復位。這種結構簡單可靠,但效率低,體積大,用在空間緊張的陸基版上不合適。”
康輝連忙問:“那高老師有什么好辦法?”
高育材想了想,說:“可以考慮用多級緩沖。”
他拿起粉筆,在黑板上畫起來:“第一級,炮管后坐時,先通過一個長行程液壓缸吸收大部分能量,液壓缸行程可以做到200毫米左右,工作壓力20兆帕,能吸收60%以上的后坐能量。”
他一邊畫一邊說:“第二級,液壓缸壓縮到一定程度后,再通過一個彈簧組進一步吸收能量。”
“彈簧組可以用碟形彈簧,體積小,吸能大,第三級,彈簧組壓縮到底后,還有一個橡膠緩沖墊做最后一道防線。這樣,后坐力能分散到更長的時間上,峰值會低很多。”
李保良盯著黑板上的圖,眼睛慢慢亮起來:“高老師,這個思路好!三級緩沖,逐級吸收,峰值能降多少?”
高育材估算了一下:“按你們原來的65千牛算,改完之后,峰值能降到45千牛左右,降幅30%以上。”
他頓了頓,又說:“還有一個思路,是在炮口加裝制退器,制退器可以改變燃氣噴出的方向,產生一個向前的推力,抵消一部分后坐力。”
“好的制退器,能減少30%以上的后坐力。兩個措施加起來,后坐力能降到原來的50%以下。”
李保良聽得眼睛發亮,連忙拿起筆,在黑板上畫起來。
高育材就在旁邊指點著:“這里,制退器的擋板角度,要按燃氣流速計算,一般取45度到60度之間。”
“太大效率低,燃氣憋在里頭出不去,太小結構強度不夠,容易打壞,還有,制退器的排氣孔要開在側面,不能讓燃氣噴到地上,不然會揚塵,暴露陣地。”
李保良一邊畫一邊點頭,嘴里念叨著:“對對對……45度……側向排氣……”
畫了一會兒,他忽然停下筆,盯著黑板上的圖,沉默了足足五秒鐘。
然后他猛地一拍桌子,聲音大得把康輝嚇了一跳。
“對對對!就是這樣!就是這樣!”
李保良幾乎是喊出來的,臉上滿是興奮,“高老師,您這么一改,后坐力至少能降20%,加上制退器,降到40%都有可能!而且制退器本身不增加多少重量,不影響運輸!太好了!太好了!”
他轉過身,一把抓住高育材的手,用力晃著:“高老師,謝謝您!您這簡單的一番話,減少了我們不亞于兩三個月的時間啊!”
“我們卡在這個問題上快兩周了,怎么算都過不去,您一來就給點透了!真是太感謝了!”
高育材被他晃得有些吃不消,笑著說:“別客氣別客氣,我就是隨口一說。”
康輝在旁邊看著,也反應過來,連忙上前,握住高育材的另一只手:
“高老師,太感謝了!您這一來,就幫我們解決了大問題!您不知道,林所長昨天還問進度,我說還在優化,他那個眼神……唉,壓力大啊。”
高育材擺擺手,笑著說:“不算什么大問題,搞機械的,這些是基本功。你們年輕人肯鉆研,多想想也能想出來。”
他頓了頓,目光又落回黑板上,問:“這個項目,是做什么用的?為什么要搞這么大口徑的自動炮?七管30毫米,5000發每分鐘,這個火力密度可不小。”
康輝連忙說:“高老師,您坐下,我給您詳細匯報。”
他招呼兩人坐下,又倒了茶,然后開始講起來。
“金盾項目,全稱是‘金盾-2000型自動防衛炮系統’。”
康輝開口了,聲音里帶著一股熱情,“立項背景,是這兩年咱們海軍和陸軍提出的需求。”
他喝了口茶,繼續說:“海軍那邊,這幾年壓力很大。反艦導彈發展太快,速度快,機動性強,末端突防速度能到2馬赫以上。”
“現有的艦炮,比如76式37毫米炮,人工操炮,反應慢,根本打不了。一旦被導彈盯上,基本就是等死。所以他們急需一種自動化的近防炮,作為艦艇的最后一道防線。”
“陸軍那邊,情況也類似,野戰防空,以前靠的是牽引式高炮,需要人工操炮,反應慢,精度差。”
“現在敵人都是武裝直升機,無人機,空地導彈,你炮還沒架好,人家的導彈就過來了。”
“所以他們也需要一種能伴隨裝甲部隊機動的自行高炮,反應快,火力猛,能跟得上坦克的節奏。”
康輝又喝了口茶,繼續說:“所以咱們這個項目,就定了兩個方向,一個是海基型,給艦艇用,可以做得大一些,重一些,性能指標盡可能拉高。”
“設計指標是7管30毫米,射速5000發/分鐘,反應時間8秒以內,有效攔截距離2000到3000米,對導彈目標2000米,對飛機3000米。”
“另一個是陸基型,要和履帶式底盤結合,伴隨裝甲部隊機動,這個就難了。”
“要輕,戰斗全重不能超過25噸;要小,高度不能超過3.5米,寬度不能超過3.2米,但火力不能弱,也要30毫米口徑,射速不能低于4500發/分鐘,反應時間還不能超過10秒。”
“而且陸基版要考慮越野機動,懸掛系統本來就吃重,再加上后坐力……”
他嘆了口氣,指了指黑板:“今天正在討論的就是這個,怎么在保證火力的前提下,把后坐力降下來,把精度提上去。”
高育材點點頭,沉默了幾秒,然后說:“我剛才說的那些,能解決一部分問題,但還不夠。”
“高老師,您的意思是還有方法?”李保良眼前一亮。
他站起身,走到黑板前,拿起粉筆,開始畫起來。
“你們看,這是炮塔,這是底盤。后坐力的問題,除了緩沖和制退,還有一個思路,把炮塔和底盤的連接方式改一下。”
他一邊畫一邊說:“傳統的炮塔,是直接固定在底盤上的,開炮時,后坐力直接傳到底盤上,整個車都會晃。精度能好嗎?”
康輝和李保良對視一眼,都搖搖頭。
高育材繼續說:“能不能把炮塔做成‘浮動式’?
通俗一點來說,就是炮塔和底盤之間加一層浮動機構,開炮時,炮塔可以在一定范圍內前后滑動,用滑動來吸收后坐力。
“這樣,傳到底盤上的力就小多了。”
他在黑板上畫出一個示意圖,炮塔下面有幾根滑軌,滑軌上有彈簧和液壓緩沖器,炮塔坐在滑軌上,像坐在軌道上的火車。
李保良看著那張圖,馬上反應過來:
“高老師,這個思路好!這樣后坐力就能被浮動機構吸收,不會直接傳到車體上!而且浮動機構本身不占太多空間,可以塞在炮塔底座里!”
高育材點點頭,又畫起來:“還有,火炮的精度問題,你們用的是七管,射擊時后坐力是單管的七倍,但七管的振動會互相干擾,有的往上跳,有的往下壓,有的左右擺,互相影響,影響精度。這個怎么解決?”
康輝說:“我們考慮過,把七管的發射時間錯開,交替射擊,比如按順序1-3-5-7-2-4-6這樣打,這樣瞬間后坐力能小一些,但射速就下來了,達不到4500發的指標。”
高育材搖搖頭:“射速不能降。降了射速,火力密度就不夠,打不了導彈。反艦導彈末端速度2馬赫,一秒飛600多米,你射速不夠,彈幕就織不密。”
他想了想,說:“可以在炮管上加穩定裝置,比如在七管之間加一個同步機構,讓它們振動的時候保持同步。”
“同步了,干擾就變成疊加,反而能提高精度。這個原理和發動機平衡軸類似。”
李保良一拍大腿:“對!這個思路對!七管同步振動,振幅疊加,但相位一致,對射擊方向的影響反而可以抵消一部分!高老師,您這個想法太妙了!”
高育材點點頭,又在黑板上畫起來。他畫得很快,線條流暢,尺寸標注清晰,一看就是老機械師的功底。
一邊畫一邊說:“還有,供彈機構。你們現在用的是彈鏈供彈,這個可靠,但卡彈的幾率還是存在,尤其是高射速下,彈鏈容易被拉斷。”
“可以考慮改成無鏈供彈,彈藥用彈箱裝好,直接推進輸彈機,沒有彈鏈,就不會卡鏈。”
他畫出一個彈箱的示意圖:“彈箱容量,海基型空間大,可以做10000發以上,陸基型空間小,5000發也夠了。”
“打完了,直接換彈箱,比換彈鏈快得多,換彈鏈要重新穿鏈,至少幾分鐘,換彈箱,兩個人抬上去,一分鐘搞定。”
他繼續畫:“供彈路線也要優化,從彈箱到輸彈機,路徑要短,彎頭要少,避免卡彈。輸彈機可以用鏈輪式,每分鐘輸彈5000發,可靠性要高。”
畫完供彈機構,他又指著炮塔頂部:“還有火控系統,你們剛才說,火控是大閉環雷達修正?”
康輝點點頭:“對。這個是借鑒了國外‘密集陣’的技術思路,搜索雷達發現目標,跟蹤雷達鎖定目標,同時雷達也在跟蹤自己打出去的炮彈。”
“觀測炮彈的飛行軌跡,和目標軌跡比對,算出偏差,實時修正下一發的瞄準點。”
高育材問:“這個原理我懂,具體怎么實現?”
康輝說:“咱們用的是Ku波段跟蹤雷達,波束窄,精度高。雷達既能跟蹤目標,也能跟蹤炮彈,炮彈打出去后,雷達回波里能分辨出炮彈的信號,通過多普勒測速和測角,算出炮彈的實時位置。火控計算機把炮彈軌跡和目標軌跡放在一起算,得出脫靶量,然后修正火炮指向。”
他頓了頓,繼續說:“這個閉環修正的頻率很高,每秒幾十次。所以只要雷達跟得上,火炮的精度就能一直保持。資料說,‘密集陣’的閉環火控能把系統偏差從5毫弧降到1毫弧以下。”
高育材瞇著眼,在心里換算著:“1毫弧……1000米距離上,彈著點偏差1米?”
康輝點點頭:“對。2000米距離上,偏差2米,30毫米炮彈的殺傷半徑大概1.5米左右,加上破片,2米偏差還能覆蓋。所以咱們的攔截距離定在2000到3000米——2000米以內命中率高,3000米是上限,再遠就不好說了。”
高育材若有所思地點點頭,又問:“雷達抗干擾能力呢?如果敵人釋放電子干擾,或者用誘餌彈,怎么辦?”
康輝說:“咱們配了光電跟蹤系統作為備份,電視攝像機和紅外熱像儀。雷達受干擾時,自動切換到光電跟蹤。光電跟蹤精度比雷達低一點,但抗干擾能力強。而且咱們的火控系統可以雷達和光電雙模工作,互相校驗。”
高育材聽完,沉默了幾秒,然后說:“這個火控思路是對的,但是有一個問題,雷達跟蹤炮彈,炮彈那么小,怎么能夠精確確認呢?”
康輝眼睛一亮,知道問到點子上了:“高老師懂行!這個問題我們確實遇到過,解決方法是用專用炮彈,彈底裝一個小的雷達反射器,增強回波。”
“咱們現在用的30毫米脫殼穿甲彈,彈托分離后,彈芯尾部有一個凹腔,正好當反射器用,能提高信噪比3到5分貝。”
高育材點點頭,明白過來。
他畫完最后一筆,放下粉筆,看著黑板上的圖,滿意地點點頭:“大概就這些,你們再細化細化,計算一下具體參數,應該能行。”
黑板上,一幅完整的金盾-2000B自動防衛炮結構圖呈現在眼前。
七根炮管并排,炮塔方方正正,底部是浮動機構,四根滑軌,兩個液壓緩沖器,一組碟形彈簧。炮口裝著制退器,側面開孔。
炮塔側面是無鏈供彈箱,標注著“5000發”,炮塔頂部是雷達天線,
康輝和李保良站在黑板前,看著那張圖,半天說不出話來。
李保良看得入了迷,嘴里喃喃著:“對對對……浮動機構……同步裝置……無鏈供彈……高老師,您這個設計,太妙了!我們想了好幾個月的方案,您半天就畫出來了!”
康輝轉過頭,看著高育材,眼神里滿是敬佩:“高老師,您……您以前搞過火炮?”
高育材搖搖頭:“沒搞過,但搞了一輩子機械,原理是相通的,火炮也是機械,無非是運動、受力、材料、結構這些東西。”
“你們剛才講的那些問題,換個角度想,就是機械設計的基本問題,怎么減振,怎么緩沖,怎么提高精度。這些我懂。”
康輝深吸一口氣,忽然轉過身,對秦懷民說:“秦老,我有個不情之請,這位高老師,能留在我們金盾項目部嗎?”
秦懷民愣了一下。
康輝繼續說:“您看,高老師剛來,不到一個小時,就幫我們解決了大問題,后坐力計算、多級緩沖、炮口制退器,浮動炮塔、同步裝置、無鏈供彈……這些我們卡了好幾個月的問題,他一來全給點透了。”
“這要是留下來,咱們這個項目,進度能快一大截!”
李保良也在旁邊連連點頭:“對對對!高老師,您一定要留下來!咱們這個項目,太需要您這樣的人才了!”
“我們年輕,經驗不夠,有些問題想不明白。您是老前輩,見多識廣,有您把關,咱們心里踏實!”
高育材站在一旁,看著他們那副急切的樣子,忍不住笑了。
他看向秦懷民,說:“老秦,既然如此,那就這個了。”
秦懷民一愣:“什么?”
高育材指了指黑板上的圖,又指了指康輝和李保良,笑著說:“我說,就這個項目了,我要來金盾項目部。”
秦懷民張了張嘴,好半天才說出話來:“老高,你……你確定?咱們逛了一天,從十號工程到火箭彈,從夜視儀到防空導彈,你都沒動心。最后一個項目,你就要定了?”
高育材點點頭,臉上滿是笑意:“確定,逛了一天,就這個項目,讓我覺得……有意思。”
他看著黑板上那張圖,眼睛里有一種光。
“你看,”高育材指著圖上的浮動機構,“這個設計,是在機械原理上做文章,我一輩子搞機械,這些東西,我懂,我能幫上忙。”
他又指著同步裝置:“還有這個,振動同步的問題,我以前搞過動平衡,有經驗,七根炮管一起振,怎么讓它們同步,怎么減小對精度的影響,我能想出辦法。”
他又看向康輝和李保良:“而且這兩位同志,搞得很認真,很有熱情。剛才爭論的時候,那個嗓門是真的想把事情做好。和他們一起干,我覺得帶勁。”
康輝和李保良聽了,臉上都笑開了花。
康輝連忙說:“高老師,您能來,是我們金盾項目組的福氣!您放心,來了之后,您想做什么就做什么,想怎么搞就怎么搞,我們都聽您的!”
李保良也連連點頭:“對對對!高老師,您以后就是我們組的顧問了!有什么問題,我們第一時間向您請教!”
高育材擺擺手,笑著說:“別別別,我就是個普通研究員。大家一起干,一起商量。”
“你們別把我當什么顧問,就當個老同事,有什么問題,咱們一起琢磨。”
秦懷民站在旁邊,看著這一幕,有些哭笑不得。
他帶著老高逛了一天,從十號工程逛到火箭彈,從微光夜視儀逛到防空導彈,老高都沒動心。
結果在最后一個項目組,看到一張草圖,聽了幾句討論,就拍板了。
他搖搖頭,笑了。
“老高,”他說,“你這是……命中注定啊。兜兜轉轉,最后還是找到自己想干的事了。”
高育材轉過頭,看著他,也笑了。
“麻煩你陪我逛一天了。”
秦懷民擺擺手,沒說話。
他心里知道,老高找到自己的位置了。
窗外的陽光開始西斜,金色的光透過玻璃灑進來,照在那塊黑板上,照在那些潦草的線條和數字上。
康輝和李保良還在興奮地討論著,指著圖上的每一處細節,你一句我一句地商量著怎么細化。
“老李,你看這個浮動機構的行程,200毫米夠不夠?要不要加到250?”
“我覺得200夠了,再大空間不夠。但緩沖器的阻尼系數要算準,不能太硬也不能太軟。”
“制退器的角度,按高老師說的45度,咱們再驗算一下燃氣流量……”
“還有供彈箱,5000發的話,彈箱尺寸大概多大?炮塔里塞得下嗎?”
高育材站在他們旁邊,時不時插一句嘴,或者用粉筆在圖上再添一筆。
“浮動機構的行程,200毫米夠了。緩沖器可以用可調阻尼的,調試的時候根據實際后坐力調整。”
“制退器的角度,45度是經驗值,你們可以做個仿真,優化一下。40到50度之間試試,看哪個效率最高。”
“供彈箱的尺寸,30毫米炮彈,一發大概0.2公斤,5000發就是1000公斤。加上彈箱自重,大概1100公斤。體積的話,0.6米見方差不多。”
秦懷民站在門口,看著這一幕,心里忽然涌起一股暖意。
他想,這大概就是傳承吧。
老一輩的,中一輩的,年輕的,一代一代,就這么傳下去。
金盾項目,有戲了!
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第兩百三十九章 震撼!
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