381.第381章 設計一個DSI進氣道練練手
第381章 設計一個DSI進氣道練練手
剛加入工作的年輕人，激情往往都是比較足的，更何況還是被常浩南親自指點過方向之後。
機頭邊條翼是個相對獨立的氣動組件，由於體積相對較小，因此在平飛或者低攻角飛行時，它會處在收縮狀態，不會影響到飛機正常的氣動外形，只有當攻角突破某一個閾值之後，才會啟動併發揮作用。
而這個過程顯然不可能由飛行員手動進行。
所以把這個閾值設定在何種位置，以及機頭邊條的長度和寬度分別為多少時可以獲得最佳的邊條渦，就是留給林同鑫的「作業」。
而至於孫惠中本人，則自然要負責更加主要的任務——
在常浩南的指導下，完成對於高級教練機DSI進氣道的設計和優化。
作為一種完全不可調節的進氣道類型，DSI進氣道從娘胎裡帶出來的最大問題就是只有一種構型，因此優化區間恆定不變，必須具備很大的優化區間寬度。
矩形隔板進氣道的最佳優化區間哪怕只做到0.01馬赫都沒關係，反正只要飛控足夠強，都可以通過調整隔板位置保證進氣效率始終處在最優狀態下。
但固定進氣道如果做成這個樣子，那稍微改變一下飛行速度，都會導致進氣效率劇烈下降，甚至附面層無法被吹除，產生很強的進氣畸變從而影響飛行安全。
總之需要很高的設計水平和經驗才能讓使用DSI進氣道的飛機達到令人滿意的優化狀態。
況且十號工程作為在最高層挂名的重點項目，一舉一動都會受到無數人的關注。
在使用三元可調式進氣道的01號原型機首飛之後還要進行大改，那就非得拿出足夠有說服力的數據才行。
而恰好，高級教練機的常用速度範圍遠遠小於戰鬥機，相對傳統的氣動布局在優化難度上也要低於使用鴨翼+大三角翼配置的殲10.
屬於完美的練手機會。
「孫工，接下來我要講的內容，你一定要確保完全理解，如果有不懂的地方，馬上問我。」
常浩南打開自己的電腦，調出了早就已經準備好的幾個設計文件，然後示意孫惠中從旁邊搬兩張椅子過來。
對於如今的他來說，很多時候已經不必事事親力親為，尤其在身邊還有個幫手的情況下。
「明白。」
孫惠中很快坐到了旁邊。
「關於DSI進氣道的基本原理，我在蓉城的時候已經講過，簡單來說就是利用錐形激波本身的特點，在進氣道唇口處的凸包表面形成一個很強的壓力梯度，把這個位置的機身附面層直接吹到進氣道口之外，以降低附面層對於進氣效率的不利影響。」
說到這裡，常浩南調出一張他前段時間讓姚夢娜幫著繪製好的壓力分布圖，是用一個理想狀態下的DSI進氣道模型測試出來的。
從上面可以很清晰地看出來，凸包結構利用壓力差將激波直接「推」了出去。
確定孫惠中和林同鑫都沒有什麼疑問之後，他便正式進入了今天重點的設計部分：
「從這個原理就可以看出來，DSI進氣道設計的核心是這個凸包結構的外形，而通過對乘波體進行理論和數值分析兩個層面的研究，我總結出了兩種設計凸包的方法。」
「我記得您之前好像也說過，從圓錐形面的從前緣線上選定若干個追蹤點，在流場中從這些追蹤點開始向流場下游追蹤……」
不得不說，孫惠中當時在蓉城絕對是用了心的。
連這種細節都能夠記住。
「沒錯，這個就是生成體法，也叫錐導法，也是設計DSI進氣道最傳統方法的基本原理，相對比較直觀易懂，而且設計過程的計算量也少一些，所以今年年初的時候，它是被我第一個納入考慮的方法。」
常浩南點了點頭，不過隨即語氣一轉說道：
「但是最近我剛好設計出來了一種計算效率遠高於傳統軟體的全新數值計算工具，這樣對於計算量的限制就變得小了很多，所以我又在生成體法的基礎上，開發出了第二種方法，密切錐法。」
「第……第二種方法？」
孫惠中感覺自己的腦子此時有點不太夠用了。
設計DSI進氣道本來就是一項難度頗大的事情，即便是美國，目前也只是在一架F16改進的技術驗證機上安裝了相對簡單的早期版本。
而計劃中第一種使用DSI進氣道的量產型號JSF聯合攻擊戰鬥機目前才剛剛開始選型。
總之也還處在設計的摸索階段。
結果到你這，已經總結出來了一套完整的方法論不說，竟然還包括了兩種解法？
簡直沒天理了……
「沒錯，第二種，相比於生成體法更加精確，因為這種方法不需要預先假定一個幾何體，而是直接給出描述乘波體出口激波形狀的曲線，把這段曲線分割成無數個細小圓弧，每一段圓弧可以認為是激波曲線的一部分，而產生該段激波的圓錐就是密切錐，過密切錐軸線並且和圓弧正交的平面叫做密切面……」
「……」
「在激波曲線的每一段圓弧上求得對應的密切錐，最後通過定義前緣曲線追蹤獲得一系列流線，組合起來之後便構成了DSI進氣道凸包的下表面。」
「這種設計方式更加靈活，可以滿足各種流量大小、各種進氣口幾何形狀的要求，也就是可以通過調整不同的激波曲線適應任何發動機，而無需讓發動機遷就進氣道，最終產品的性能自然也會更好。」
講到這裡，常浩南回過頭，看到了兩雙淳樸的眼睛。
顯然，剛剛的思維跳躍性似乎有點大了。
數學理論功底一般的工程人員確實很難在短時間內完全接受其中的原理。
「我們來用兩種方法分別算一遍好了。」
他準備用最簡單的方式來演示一下：
「我們先假定進口激波形狀是二次曲線z=-ax^2+b（a>0）。」
常浩南直接在紙上寫了一個二次函數。
「呃……常主任，激波形狀竟然這麼簡……」
趁著常浩南低頭寫字的功夫，林同鑫本來想問一句為什麼激波曲線會是這樣簡單的形式。
但話才說到一半就戛然而止。 因為常浩南在紙上寫下了第二個函數。
「以及這樣一個參數方程曲線的組合體。」
常浩南停下筆，看向站在旁邊的林同鑫：
「你剛剛要問什麼？」
「不，沒事。」
後者趕緊搖了搖頭：
「我只是在想，常主任您竟然能想出這麼複雜的激波曲線，真是太厲害了。」
疼。
好疼。
臉好疼……
而旁邊的孫惠中則是一臉「我不是很想認識這個人」的表情。
其實常浩南剛剛並沒有聽清楚對方在說什麼，因此只是繼續介紹道：
「凸包型面的設計本來就是DSI進氣道最核心的一個步驟，我之前也想過單純用圓錐曲線方程來表示，但是要從機理上推導形成的激波曲線形式就目前的計算能力來說還是太困難，最後只好加入一些參數化的部分。」
「我懂了。」
林同鑫現在只希望這個話題快點過去。
太尷尬了，他剛剛都想逃離這個世界。
好在常浩南也並未繼續糾纏：
「那麼接下來只需要……」
他在電腦上花了十幾分鐘時間，實際演示了一遍剛剛自己說過的步驟。
當然，為了方便，所有參數暫時都選的是1，所以設計出來的凸包形狀有點奇怪。
不過從旁邊兩個人的反應來看，至少達到了講解的目的。
於是常浩南重新提筆，在a、b、l、β等幾個符號上打了圈：
「我們接下來的工作，總結起來其實就是根據飛機的特性，給這個激波曲線選擇出合適的參數來。」
然後他又一次看向旁邊的林同鑫，只不過這次換上了輕鬆一些的語氣：
「這也是我不希望把邊條翼長度延伸到座艙蓋下面的另一個原因，邊條翼的來流壓縮效應會破壞本來比較乾淨的進氣口激波形狀，導致我很難在設計過程中對於不同激波曲線對應的凸包形狀進行特性分析，而把進氣口直接設計在邊條正前方就不會有這個問題。」
「現在明白了？」
林同鑫連忙點頭。
他已經學會不要在確定最終想法之前隨便發表意見了。
「那就好，如果沒有其它問題的話，我們就準備開工，不過就算後面再有什麼不懂的地方，也可以隨時來問我。」
常浩南說著把筆記本電腦的蓋子扣上，起身準備帶著兩個人前往機房：
「雖然我最開始提出這個型號確實有給十號工程做技術驗證的目的，但如果不出意外的話，伱們貴航將會是第一個在量產型飛機上使用DSI進氣道的飛機製造商。」
他知道這個年代的華夏對於爭取各種層面的「第一」有著極深的執念。
等到21世紀20年代，航空產業已經發展起來之後，反而不再刻意往這個方向去做宣傳引導了。
只能說越是缺什麼越想要什麼。
果然，聽到他這句話的孫惠中和林同鑫都是精神一振，剛剛還表現出來的些許疲憊感瞬間無影無蹤。
「能比美國還快？」
後者當即興奮地問道。
「那當然，JSF項目現在八字還沒一撇呢，你們這個型號大概率今年年底之前就能首飛。」
常浩南收拾好東西，示意對方二人跟上自己。
「這……」
林同鑫被這個時間節點驚得目瞪口呆。
他記得在學校時候老師說過，設計一架飛機的周期往往要長達幾年甚至十幾年。
「師父，咱們貴航的效率有這麼高的啊？」
因為常浩南已經走到了前面，他只好小聲詢問旁邊的孫惠中。
後者差點被他給逗笑了：
「確實有人效率很高，但不是咱們貴航。」
說完看了看常浩南的背影，快步跟了上去。
「嘶……」
林同鑫倒吸一口冷氣：
「常主任有點恐怖啊……」