学霸的军工科研系统 第237节

　　杨韦的眼神中仿佛闪过了一道光：

　　“你是要实时预测喘振？”

　　只能说大佬就是大佬，尽管面对的是一个全新的概念，但仍然在最短的时间里反应了过来常浩南准备干什么。

　　跟着杨韦过来的几个人随即露出近乎惊骇的表情。

　　喘振的本质是一个正反馈的自激过程，也就是说，一旦某一个部分开始发生喘振，那么除非立即空中停车重新启动，否则喘振会在极短的时间里被“传染”到整个发动机内部，并造成不可恢复性的破坏。

　　也就是说，对于传统方法而言，当你监测到发动机数据异常的时候，其实已经晚了。

　　想要准确预测喘振，难度比准确预报天气还要困难几个数量级！

　　实际上，哪怕在喘振已经发生之后，从发动机控制系统记录的数据中反向找到诱发喘振的工作点，都是一项相当困难的工作。

　　对此常浩南本人应该也有所体会。

　　那么……

　　这是得需要多么强的流体力学造诣，才敢夸下海口说自己能够实时预测喘振？

　　“没错。”

　　而面对杨韦的问题，常浩南只是云淡风轻地点了点头，同时换上了另外一张图：

　　“在针对歼8和歼轰7两型飞机发生过的一系列喘振故障数据进行分析和汇总之后，我注意到，在喘振发生之前的失速起始过程中，会有一些幅值较小的扰动波从稳定流场中形成，它们本身造成的影响非常微弱，飞行员几乎不可能直观感受到，然而如果此时不对发动机的工作状态施加干涉，这些扰动波就会不断增强，并在起始过程结束时转变为旋转失速，进而发展成为喘振，因此我把这些扰动波称作喘振先兆。”

　　“因此，我的设想是，通过一系列传感器和波形处理技术检测这些喘振先兆，然后通过在流场中附加额外的扰动来抑制失速先兆波的形成或者发展，延缓旋转失速的发生。”

　　当常浩南讲到这里的时候，另外那几个人看他的眼神已经跟看怪物差不多了。

　　相当于一个人说我不光要精确预测半年后某一时刻的天气，我还要通过技术手段控制这个时刻的天气。

　　这套理论哪怕只是听着都颇有几分极限走钢丝的意味，更不用说直接应用在工程领域中了。

　　安全余量四个字几乎是工程设计的最核心要素，而常浩南竟然直接表示他要把安全余量压到最低，同时还要保证安全性拉到最高……

　　只能倒吸一口冷气了。

　　而大佬，则再次表现出了大佬的不凡。

　　杨韦摸着下巴沉思了大概半分钟，给出的第一句回复竟然是：

　　“我之前其实对这个喘振预测也稍有研究。”

　　这次轮到常浩南震惊了。

　　“你太年轻，可能不知道，但好多611所的老人都清楚，90年左右那功夫，因为当时都在搞民产嘛，我觉得没啥意思，所以非常认真地考虑过出国工作的事情。”

　　常浩南更震惊了。

　　这TM得亏给留住，不然损失简直难以估量……

　　“总之那段时间，我关注过一些国外高校做的前沿研究，就……跟工程距离挺远的那种，有两个叫摩尔和格雷策的教授，提出了一个轴流式压气机进入旋转失速状态的模型，包括流量系数、压力系数和旋转失速幅值三个物理量，一般被叫做MG模型。”

　　后面所说的这些内容，倒是没有再出乎常浩南的预料。

　　这个MG模型，基本上是一切喘振预测研究的起点。

　　稍稍停顿一下之后，杨韦又继续说道：

　　“这个模型在学术研究和小试范围还算好用，但是真正到了工程领域的话，三个物理量带来了三个偏微分方程组，而且非线性程度非常高，我曾经找专门研究数学的朋友咨询过，他说可以用一个叫……”

　　“伽辽金法？”

　　这一切已经进入了常浩南的节奏之中。

　　“对，伽辽金法，然后选择一个三次曲线作为特性曲线，把偏微分方程组转换成常微分方程组再进行求解，但我个人尝试了一下，发现应用起来的计算量大到无法想象，而且最终的结果精度也不高，总之到目前为止看不到什么应用潜力……”

　　听完这一番介绍之后，常浩南有些汗颜，心说您这根本不能叫稍有研究，已经把我一半的工作都做完了……

　　不过表面上只是轻咳了两声：

　　“实际上，您刚刚说的MG模型，正是我整个思路的出发点。”

　　“只不过，关于强非线性偏微分方程组的数值解，我最近正好有了一些研究成果，可以用在对于MG模型的优化以及后续求解过程上。”

　　刚刚一直泰然自若的杨韦终于也有些绷不住了。

　　“伱对数学……还有研究？”

310.第310章 两个方案的歼10！（为盟主【死跑龙套的】加更15）

　　310.

　　2023-12-06

　　一般而言，工科背景的人即便擅长数学，往往也是体现在应用层面，很少有人同时还擅长研究数学。

　　实际上，杨韦本人的数学功底就相当不错，但是真正涉及到数值计算领域的尖端课题时，还是需要一些专家的辅助。

　　“谈不上什么研究吧……”

　　常浩南擦了擦额头上因为刚刚连续讲了几大段话而微微冒出的细汗：

　　“我做的研究过程中有很多部分涉及到非线性偏微分方程组的求解，但是目前又没有非常好用的工具，所以我就试着看看能不能自己开发一个出来。”

　　“真要说起来的话，因为里面有不少假设和经验总结的部分，正经数学界目前还是不太承认我们这类研究属于数学的……”

　　“……”

　　杨韦一时语塞。

　　看着面前一脸诚恳，比自己年轻十几岁的年轻人，心里顿时涌起一种“遇到对手了”的想法。

　　而另外几个人则神情复杂地看了看常浩南，又看了看旁边的自家副总师。

　　后者当年毕竟也是初中毕业直接考大学，结果没考好才只上了镐京工业大学……

　　“咳……不提这个，先继续讲一下你对MG模型的修正和求解方法吧，还有总体方案的思路。”

　　常浩南点了点头，把PPT翻到了又往下一页。

　　“经过我修改的新模型和原来的MG模型在推导过程上区别不大，只需要把通过压气机的压升系数修改一下即可，最大的区别在于这里。”

　　常浩南伸手指向压气机后面一个中间打着叉的方框。

　　在意识到自己的美术水平确实难以拯救之后，常浩南也就放弃了在作图精细化上下功夫，转而更多采用示意图。

　　主打一个扬长避短。

　　“这是一个我暂时称为紧连控制阀，也就是CCV的组件，我们假设压气机出口与CCV之间不存在气体质量的储存，因此可以在压气机出口制造一个纯压降，用于模拟我们的主控稳定性控制策略对于整个发动机工作状态所产生的影响。”

　　说到这里，常浩南在下面逐个步骤地放出了经过改良后的MG方程推导过程。

　　……

　　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

　　……

　　“在这个公式里面，当J=1时，可以表示纯旋转失速，并且没有向喘振演变风险的工况，而J=0时，则为纯喘振，也就是我们最需要避免发生的工况……”

　　很明显，杨韦全程跟上了常浩南的思路，在笔记本上飞快地记录着。

　　尽管飞行器设计和航空发动机设计属于不同的两个分支学科，但对于他这样的顶尖大佬来说，通晓其中一个领域之后，对另一个自然也会多少有所了解。

　　并且，第三代战斗机，尤其是某些三代半战斗机的机动性呈现出飞跃式进步，推进系统需要承受比以往大的多的飞行攻角和侧滑角，面对的进气畸变问题相比于第二代战斗机要严重得多，这对于飞机和发动机的设计匹配程度也提出了更高的要求。

　　飞机设计师也要懂发动机，已经成为了无可逆转的趋势。

　　而作为其中的佼佼者，杨韦自然对这种变化早有准备。

　　停笔之后，他又低头沉思了几秒，然后才抬起头来：

　　“这里有一个问题，因为要考虑到旋转失速的问题，那么即便在一定的工况下，也不能设定压气机转速为常数，进而压气机转子中心半径处的切向速度也不再为常数，这个问题要怎么解决？”

　　常浩南看了看对方指出问题的部分：

　　“重新订立一个无量纲常数ξ=Ud·T/R，这样就可以通过很简单的计算得到压气机进口和出口通道的无量纲常数……”

　　一开始，其它人还能跟上这二位的思路，到后面就只能挑一些自己比较擅长的部分听了。

　　确认在气动稳定性模型这方面没有问题之后，常浩南顺势进入了下一个部分：

　　“在完成对于发动机的建模之后，就可以通过实验数据确定相关参数，从而拟合出一个最大程度上贴近实际状况的发动机工作曲线，从而对发动机失稳现象进行准确的预测。”

　　“原来如此……”

　　“理论部分解决掉之后，剩下的问题，就要具体到工程实践上面了。”

　　常浩南关掉了已经放到最后一页的PPT开始了最终的总结。

　　这年月还没几个能搜图片的网站，他也找不到歼10用的目标发动机AL31FN的照片，至于涡扇10那更是连图纸都没完全画出来呢，实在没什么好往上放的：

　　“比如在进气道内部，检测压气机失稳初始扰动，目前初步规划是采用谐波傅里叶系数法和行波能法，至于它们的具体效果哪个更好，那就只有到时候测试过才知道了。”

　　“另外，主动稳定性控制，最后落实到控制这一步，还需要在发动机上进行修改，把之前建模过程中提到的紧连控制阀设计出来，并且加入到压气机的后面，在比较理想的状况下，这一套系统可以做到使压气机失稳状态最多表现为旋转失速，而不至于发展到喘振，甚至可以通过CCV的闭环控制改变压缩系统的压缩特性，从而……将压缩系统的稳定工作范围扩展到喘振边界以外，并维持一段时间的稳定！”

　　前面的部分，杨韦倒是还能保持冷静，但是最后这一项，直接让他右手猛地一抖，差点抓不住手里的笔。

　　也就是说，通过飞机控制系统的设计，以及对于发动机结构的有限改动，竟然可以突破发动机的工作极限状态！

　　虽然听常浩南的意思，这种鸡血状态应该无法维持很久，但是在瞬息万变的空战之中，动力上的优势哪怕只持续一分钟，有时候都能决定胜负。

　　只不过现在唯一的问题就是……

　　需要改发动机。

　　“这套系统的功能确实很有诱惑力……”

　　杨韦合上笔记本，缓缓靠回座椅靠背上，语气中带着浓浓的惋惜：

　　“不过这个紧连控制阀……AL31FN毕竟是留里卡的设计，就算他和我们进行合作，考虑到项目对接等一系列问题，恐怕也很难在短时间内拿出成品啊。”

　　不过常浩南自然早就想到了这个问题，直接摆了摆手：

　　“这不要紧，没必要非得一步到位，完全可以分成两步走。”

　　“在使用俄制发动机进行首飞的时候，我们可以去掉硬件的CCV，只保留其它部分，先安装一个青春版，就是简配版，用最基础、的自动调整节流阀的方式对进气情况进行干预，这样效果虽然稍差，但至少也能在很大程度上拓展发动机包线，保证极限条件下的飞行安全。”

　　“等到国产的第三代大推力涡扇发动机成熟并完成换装之后，就可以用上完全版的主动稳定性控制系统了。”