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十月廿二

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第1354章 电磁能发射系统

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第1354章 电磁能发射系统

对于等离子体理论研究出身的韩陈峰来,附面层抽吸这个概念确实有些陌生。

好在其原理并不复杂,无非是提前移除可能引起分离的低能量流体,或者至少推迟近壁面流动由层流向湍流的转换点,从而减损失。

最早被常浩南用于涡扇10发动机,以提高压气机的升压效率。

眼前磁流体发电机的发电通道虽然不是叶轮机械,但设计方法仍然是相通的。

常浩南只用了几分钟,就向对方解释明白了整个过程。

韩陈峰思索片刻,然后干脆摘下发电通道表面的隔热层,在壁面上比划了几下:

“这样的话,除了发电通道内壁上的电极要进行修改以外,还需要一个相应的结构把抽出来的气体安全排放出来……”

相比于压气机叶片端面的复杂情况,这个大体呈前窄后宽的喇叭型发电通道实在是简单到不能再简单了。

所以常浩南几乎在想到解决思路的同时,就已经构思出了大概的设计方案。

他拿过一支笔,唰唰几下画出来了个简单的发电通道截面示意图:

“更复杂的情况以后再考虑,单就你这个验证设备来,抽吸电极可以设计成一个带凹腔的导电平板,在外缘部分设置与下端发电通道连接的通孔,凹腔底部靠近进气端处切削出倾斜的深槽作为抽吸流道,排气盖板就直接做成一个带排气孔和真空法兰的平板,二者贴合形成真空腔……”

韩陈峰一开始还对这个电极的运作过程有些疑惑,但在看到组装起来的结构图之后,也瞬间露出了一脸恍然大悟的表情:

“那抽出来的气体也没必要浪费,可以在排气孔出口再外接一条波纹管,直接送入排气连接段,让稀有气体,以及仍然残留在其中的部分等离子体参与到下一个循环里面……”

“我马上联系负责结构设计的李子寅同志,让他重新核算一下发电通道的设计参数,看是否需要其它额外的结构修改……如果余量足够的话,那就在这个发电通道上原位改进……”

这又是开槽又是开孔的操作,势必会对结构强度产生不良影响,偏偏发电通道又是爆轰驱动段后面的最主要负荷,需要在高温高压的条件下工作。

因此在任何改进落实之前,都必须提前确定设备本身能够安全运校

对于更加具体的开发工作,常浩南并不准备插手,因此在听过韩陈峰的计划之后只是补充道:

“关于抽吸槽的具体参数,你们核工业系统以前可能没有这方面经验,我让老刘从606所派几名技术骨干过来支援,不过你们的进度得快一点,他们那边现在时间紧任务重,人手也很紧张……”

尽管过去十多年里,华夏在教育方面投入了不少精力和资源,但技术人员总归不是可以量产的工业品,其中有能力独挡一面的更是凤毛麟角,只能通过大浪淘沙的方式进行筛选,最终导致技术发展和产业扩张的需求远远超出了人才培养的速度。

至少对于常浩南来,相比于世纪之交那两年,无人可用,以至于必须让一个人身兼多职的情况反而变得更多了。

听到能够获得额外支援,韩陈峰面色一喜,当即保证道:

“这个您放心,在搭建这台原理验证设备的过程中,各个子系统的供应商选择,还有装配制造流程我们都已经滚瓜烂熟,只要只要设计方案拿出来,大概一周之内就能搞定……”

原理验证设备,就类似航发那边的原理样机。

各方面突出一个凑合,只要能跑起来就算成功,无需考虑太多具体生产需求,所以成本低周期短,一旦发现路线走不通,推翻重来的心理负担也比较低。

“那我这就……”

常浩南刚准备自己回办公室打电话,就被韩陈峰从身后叫住了:

“常院士,还有个事情……”

前者脚步一顿,稍一抬手示意后者直即可:

“按照之前的计划,在确定爆轰驱动磁流体发电的原理可行性之后,下一步就应该考虑连续工作产生周期性电势差……但这个先决条件在地面上基本不可能实现,您看高超音速飞行器那边……”

这一刻,常浩南的感觉只营—

“麻了”。

自打重生以来,还是第一次被别人催进度的。

磁流体发电需要适配吸气式高超和超燃冲压发动机,一时间他还真就拿不出来。但整个研发计划又是自己给韩陈峰指出来的,要是干到一半跟别人你先歇上个一两年,好像也不是那么回事……

常浩南的大脑飞速运转,很快便想到了找补的方案:

“跟吸气式高超结合这事先不着急,毕竟两边都是全新的概念和技术,风险一旦叠加起来就有失控的可能。”

他不疾不徐地背过手,做出“一切尽在掌握”的样子:

“你们先验证一下我的思路,看是不是能把设备输出的峰值功率提高到250m,或者至少200m以上的水平。如果可以的话,那就先去做一轮应用论证……一方面是找到并解决那些原理研究过程没能暴露出来的问题,另一方面也是向上级证明,这个项目的成果产出配得上后面需要的巨大投入。”

韩陈峰闻言挠了挠头,心怎么好像跟一开始讲好的不太一样。

但看了看眼前一脸笃定模样的常浩南,还是决定不再纠结这些细枝末节——

既然常院士这么决定,那想必肯定有他的道理。

“但应用论证……”

韩陈峰在脑海中把日常生活中需要脉冲放电的地方都过了一遍,然后无奈地皱皱眉:

“即便是需要脉冲放电的场合,多数情况下功率曲线也是相对平缓的那种,磁流体发电的输出时间实在太短……”

“如果附加额外的电路倒是可以调整工作特性,但现在中低功率的飞轮和电容储能技术本身就已经比较成熟了,反倒有点多此一举那意思……很难有什么竞争力啊。”

由于研究方向比较特殊,核工业240所过去很少承担面向应用层面的项目。

尽管近些年来业务范围有所拓宽,但想象力不足的短板很难在一两年的时间里弥补。

“既然面对现有需求的竞争力不够,那我们就创造新的需求……”

对于这个套路,常浩南已经是百试不厌了:

“如果按照平均功率100m来计算,那么相当于,就连这台实验室级别的原理验证设备,都可以在0.05秒内产生大约5兆焦耳的能量,考虑到电磁能的终端转化效率能达到一半甚至更高,那呈现在负载端也能有2.53mj左右。”

“按照一般规律,真正上规模的工程样机,输出能力至少要提高两个数量级,达到mj的水平……这个数字,可就不是飞轮或者电容能够轻易实现的了。”

韩陈峰眼前一亮:

“电磁能武器……比如电磁炮?”

化学能火炮的炮口动能上限基本也就在2530mj左右,如果能一次提高1012倍,那对于军队来显然很有吸引力。

“呃……这么倒也可以。”

常浩南勉为其难地点点头:

“但对于真正的武器来,爆轰驱动的准备时间还是太长……我刚才瞄了一眼你们的测试流程,全自动模式下的理想准备时间是两分钟,那就算用68组爆轰段轮流驱动同一个发电通道,也最多只能把单次准备时间压缩到1520秒……”

“这个发射频率对于战列舰而言或许够了,但现代火炮不可能忍受这么低的射速,再单凭提高初速来增加射程的效费比很差,氢气和氧气的成本又高,就算日后把氢气换成甲烷也很难比正儿八经的导弹有性价比。”

韩陈峰想了想,觉得对方的有理:

“那您的意思是……”

“最终目标肯定是航空母舰上的电磁弹射器……当然验证阶段可以暂时叫做‘电磁能发射系统’之类不太敏感的名字。”

常浩南终于挑明了自己的思路:

“尤其是核动力航母,氢气和氧气可以靠反应堆直接产生,1520秒弹射一次的频率几乎是蒸汽弹射的两倍……这项技术我们国家其实很早就开始预研,只是因为欠缺高规格储能元件才始终没办法实用化,而我们的方案恰好可以绕开这个障碍。”

“要缺点,那就是多个爆轰段组合起来,体积肯定比电容储能更大,但对于航母来,也不差这一点空间……”

(本章完)

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