第376章 喷气时代
第376章 喷气时代 (第2/3页)
电弧。电弧的温度高达几千度，将海绵钛瞬间熔化。在真空环境下，钛金属内部残留的氢气、氧气等挥发性杂质被彻底抽走。
熔融的纯净钛液滴入底部的结晶器，在冷却水的物理作用下迅速凝固，形成了一根结构致密、散发着银灰色光泽的钛金属铸锭。
这种金属的密度只有钢的百分之六十，但屈服强度却毫不逊色。它将成为喷气发动机前方压气机叶片的完美材料，大幅度减轻转子的重量，从而降低整体的离心力负荷。
而解决燃烧室后方那一千度高温涡轮叶片的关键，则来自于美国的镍和西北自有的精密铸造工艺。
西京特种材料成型车间。
这里没有普通铸造厂那种漫天飞舞的型砂和震耳欲聋的震击机噪音。车间内部铺设着防静电地板，空气经过多级过滤，工人们穿着白色的无尘服。
为了制造出能够承受高温和高应力的涡轮叶片，工程师们彻底摒弃了传统的砂型铸造和机械切削。机械切削会切断金属内部的晶粒流线，而普通的铸造会产生大量的内部气孔。
他们采用的是真空熔模精密铸造技术。
操作台上，几名女工正在用高精度的金属模具，压制出一个个与涡轮叶片形状完全一致的石蜡模型。
这些蜡模被固定在一个蜡制的中心浇注系统上，形成一棵如同树枝般的“蜡树”。
随后，蜡树被浸入含有锆英粉和硅溶胶的耐火泥浆中，取出后撒上极其细致的耐火砂。这个过程反复进行几十次，直到在蜡树表面形成一层厚达十几毫米、坚硬无比的陶瓷外壳。
“放入蒸汽脱蜡釜。升温至一百五十度。”
在高压蒸汽的物理作用下，内部的石蜡融化流出，留下了一个内部空间与涡轮叶片分毫不差的空心陶瓷型壳。
型壳被送入一千度的高温焙烧炉中，烧去了所有残留的水分和有机物，陶瓷的晶体结构变得致密而坚固。
最关键的浇铸环节，在一个封闭的真空感应熔炼炉内进行。
坩埚中，是以镍为基体，加入了铬、钼、铝、钛等多种元素的高温合金。在真空环境下，中频感应线圈产生强大的交变磁场。磁场在合金内部产生涡流，涡流的电阻热将合金加热至一千五百度的熔融状态。
真空杜绝了合金中活泼元素与空气中氧气和氮气的反应，保证了金属的绝对纯净。
机械臂将炽热的陶瓷型壳移入真空室的底部。坩埚倾斜，金灿灿的合金钢水注入陶瓷型壳中。
在冷却过程中，工程师们采用了一种违背常理的定向凝固技术。通过控制加热器的缓慢移动，让合金液从底部向顶部单向结晶，消除了横向的晶界，形成柱状晶。这在物理层面上消除了高温合金在离心力拉扯下最容易发生断裂的横向薄弱环节。
当陶瓷外壳被高压水枪打碎后，一片片呈现出完美流线型曲面、不需要任何机械加工就达到了微米级尺寸精度的镍基高温合金涡轮叶片，展现出了冷硬的工业美感。
八月初，西北航空发动机研究所的总装车间。
一台与活塞式发动机外观截然不同的金属机器，被安放在沉重的装配台架上。
它没有巨大的散热水箱，也没有错综复杂的排气管和气缸。它看起来就像是一个两头开口的、长达两米多的流线型金属圆筒。
这是大西北自主研发的第一台轴流式涡轮喷气发动机原理样机——先锋一号。
这几天，研究所里弥漫着一种紧张而压抑的期待。
齐飞作为首席试飞员，受邀来到了装配现场。
齐飞穿着一身飞行服，围着这台金属圆筒转了两圈。他习惯了西北鹰战斗机那台庞大而充满机械暴力美感的V12液冷发动机，面对这个没有螺旋桨的光滑圆筒，他的直觉产生了一丝困惑。
“沈总工，这玩意儿……连个扇叶都没有，怎么把飞机拉上天？”齐飞指着发动机前端黑洞洞的进气道问道。
沈兆轩手里拿着一张蓝图，走到发动机旁。
“齐大队长，它不是拉着飞机飞，而是推着飞机飞。”
沈兆轩指着圆筒的前段。
“里面是一级一级的压气机叶片。由钛合金制造。它们像无数个小风扇，将空气吸入并一层层地压缩。当空气到达中段的燃烧室时，压力已经被提高了数倍，温度也随之上升。”
他顺着发动机的外壳向后移动手指。
“在这里，高压燃油泵将航空煤油喷入燃烧室。注意，是煤油，不是你们用的那种高辛烷值汽油。煤油的热值更高，且不易发生提前爆震。电火花点燃混合气体。燃烧产生的能量在有限的空间内膨胀，形成高温高压的燃气。”
沈兆轩的手指最终停在圆筒的尾部。
“这些燃气在向后喷射的途中，会冲击后方的那级镍基合金涡轮。涡轮吸收了一部分能量，通过这根贯穿首尾的中心主轴，带动前方的压气机继续吸气。而剩下的、绝大部分的高速燃气，将通过尾喷管以超过音速的速度喷射出去。”
“根据动量守恒定律。”沈兆轩看着齐飞，“燃气向后喷射的动量，将产生一股巨大的向前反推力。只要燃料不间断，这股推力就会持续存在。理论上，只要机身结构承受得住，它的速度没有上限。”
齐飞听着这种完全不同于内燃机活塞做功的物理逻辑，眼中闪过一丝震撼。
“没有往复运动的活塞，没有复杂的凸轮轴。只有纯粹的旋转和向后的喷射。”齐飞喃喃自语，“这简直就是为速度而生的怪物。”
八月十五日。
西京市郊
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