在启航大兴超级工厂,A区核心实验室的电子时钟跳向凌晨四点时,一号极限件喷注器面板被小心翼翼地封入特种防氧化箱。
顾均生没有坐下休息,他看向主控台屏幕上的排产甘特图。
进度条向前推进了一格,但他脸上的凝重却加深了两分。
“韩院长,燃烧室的心脏做出来了,但排泄口还堵着。”
顾均生转过身,指向车间另一端那扇紧闭的重型防爆门。
“十七份预警报告里,最大的推力损失源是喷管内壁的微激波,这占了百分之三的推力流失。”
张国忠和王承书站在一旁,同时沉默。
航天界有句老话:火箭好不好,全看屁股烧不烧。
“把图纸提出来。”韩栋走向防爆门。
陆佳杰在控制台上输入指令,投影打在防爆门前的空地上。一个庞大的钟罩形结构显现出来。
“高度2.8米,出口最大直径1.6米,喉部最窄处只有0.28米。”顾均生指着模型。
“材料是铌合金,燃烧室两千度的高温燃气从这里喷射出去,必须耐得住极限热流。”
顾均生大步走到投影前,用手比划着喷管的内壁轮廓:
“这东西最薄的地方只有3毫米,不可能用铸造,只能用大型数控旋压机床,一点点把它挤压成型。”
他转头看向韩栋:
“旋压的通病,就是每旋压一道,内壁就会留下微小的波浪起伏。
整个2.8米高的内壁,就像一块搓衣板,波浪的落差在0.15到0.25毫米之间。”
“就是这0.2毫米的洗衣板纹路,超音速燃气扫过去的时候,会产生无数微激波,吃掉了整整3%的动能。”
张国忠接过话茬。
“我们做梦都想把它磨平。”
“那就伸刀进去磨。”陆先进在一旁说道,按照他的思维,有凸起就锉平。
“进不去!”王承书立刻反驳。
“2.8米的深度,喉部只有28公分,天工机床的主轴再厉害,你加装一根快三米长的悬臂刀杆伸进去,刀尖的刚性早就丧失殆尽了。
刀一碰到铌合金,立马就会产生高频颤振,别说把0.2毫米找平,弄不好刀杆一断,直接把3毫米的薄壁捅穿,两千万的料当场报废!”
机械切削在长径比过大的深孔薄壁件面前,迎来了物理力学的绝对死胡同。
顾均生看向韩栋:
“这件东西,公差不压到5微米以下,推力绝对找不回来。
韩院长,电火花不行,飞秒激光也没法在深腔里聚焦,这块硬骨头,启航打算怎么啃?”
韩栋伸手,在防爆门的密码盘上按下六位数字。
“咔哒!”
液压锁止机构退让,沉重的钢门缓缓向两侧滑开。
“谁说非要用刀去碰它?”韩栋率先迈进门内。
“微观世界的雕刻刀,不止有金属和光。”
众人跟着走进去。门内的景象让所有航天专家愣在原地。
这里不是传统的机加工车间。
场地中没有沉重的天工铣床,只有一口下沉式的庞大环形水槽。
水槽上方,两台重型起重机正用特种尼龙吊带,吊着一个暗灰色的金属庞然大物。
正是长征三号乙火箭发动机的铌合金喷管毛坯。
真正让顾均生心惊的,是水槽周围的设备。
围绕着水槽的内圈,密密麻麻地安装着一排排类似雷达阵列的东西。
每一个设备都拖着粗壮的黑色屏蔽电缆,电缆汇聚成一捆,连接到后方八个大型工业机柜上。
“128个高功率超声波换能器,构成全域环形声发射列阵。”韩栋指着那些阵列。
“超声波清洗机?”张国忠下意识脱口而出。
“不是清洗,是抛光。准确地说,是声压驻波场剥蚀。”韩栋走到水槽边控制台。
“盘古系统摒弃了所有实体刀具,喷管不用动,换能器也不用接触喷管,一切全靠水和声音。”
王承书快步走近换能器阵列,趴在栏杆上看着这些设备,脑海中疯狂调取流体力学与声学理论。
韩栋手指划过屏幕,大屏幕上显现出流体声学的拓扑动画。
“把喷管浸没在特种研磨液中。”韩栋开始解构工艺逻辑。
“128个换能器从外部向内壁发射高频超声波,声波在液体中传播,遇到喷管内壁发生反射。”
“当入射波和反射波的频率、相位完全匹配时,就会在喷管内部形成稳定的声压驻波场。”
韩栋指向动画中那些静止不动的波峰红点。
“驻波的波腹点,也就是能量最爆裂的位置。”
顾均生猛地摘下眼镜:“空化效应!”
“对。”韩栋点头。
“盘古系统精准调控各换能器的参数,让波腹点死死咬住内壁上那0.2毫米的凸起位置。
在这个点上,声压把液体撕裂,产生无数真空微气泡。”
“气泡闭合的瞬间,会产生上千个大气压的微射流,像数以亿计的纳米高压水枪,直接轰击铌合金表面的原子,把凸起处生生剥掉。”
韩栋转头看向震撼中的众人:
“刀伸不进去,但声音无孔不入,盘古只要改变128个信号的相位差,就能让这个微射流波腹在喷管内壁上移动,这就是无接触的声学刮刀。”
众人内心惊骇。
利用空化微射流去切削最坚硬的高温合金,理论上完全可行,甚至在实验室里有人做过微小零件的测试。
但要把这种技术应用在2.8米高的巨型喷管上,还要精准把控切削量到5微米以内?
“不可能!绝对不可能!”一名跟着来的声学所专家跳了出来。
“韩院长,理论再好也得讲基本法!”
声学专家指着巨大的喷管:
“那不是一个直筒子!那是钟罩形!它上面宽下面宽,中间那个喉部只有28公分!
超声波打进喉部那个收缩段,声波的反射会进入几何级数的混沌状态!”
“就像在一个喇叭里开几百个高音炮,驻波场根本稳不住,两秒钟就会崩溃成声学乱流!
到时候空化效应乱打一气,要么把该留的壁厚打穿,要么声压共振直接把3毫米的喷管震碎在水里!”
顾均生重新戴上眼镜,神色冷峻。
声学专家说到了点子上,喉部的收敛扩张结构,是声学的死亡禁区。
“人脑算不清喉部的反射折射,稳不住相位差。”
韩栋没有反驳声学专家的话,而是走到操作台前,按下了液压泵启动键。
“但盘古算得清。”
“哗!”
水槽底部的注液口大开,淡蓝色的特种抛光液汹涌而出,迅速淹没下沉的喷管毛坯,直至将其完全浸没。
“陆佳杰,算力过载准备。”韩栋戴上工业级隔音耳罩。
“主节点算力切入70%,散热阵列已拉满。”陆佳杰通报。
“开机。”
韩栋毫不废话,直接拉下了机柜的空气开关。
没有机器的轰鸣,没有刀具撕裂金属的尖啸。
整个A区厂房在通电的瞬间,进入了诡异的低频震颤中。
顾均生扶住栏杆,感觉脚底的钢板在微弱发麻。
水槽里的淡蓝色液体表面泛起了一层细密的白雾,水没有沸腾,但水面下却显现出惊心动魄的景象。
大屏幕上的热力监控图亮起。
“底部宽口段扫描开始,相位差同步频率:每秒200次。”
陆佳杰盯着数据狂飙的屏幕。
水下128个阵列开始工作。
由于喷管出口直径达到1.6米,声场空间充裕,盘古系统轻松地构建起第一道环形驻波场。
水下监控探头传回微观画面。
肉眼可见的,在喷管内壁凸起的波峰处,液体瞬间化为一条白色的水雾带。
那不是雾,是每秒上百万次生灭的真空空化泡,高压微射流正在疯狂蚕食着铌合金的凸起。
水面开始漂浮起细微的黑色金属粉末,0.2毫米的类似洗衣板纹路,正在声波的冲刷下快速消失。
“宽口段进度百分之三十,内壁形位公差已压至8微米,未伤及基材。”质检数据实时回传。
顾均生看了一眼时间,只用了一个小时。
这种非接触抛光的速度,如果放在传统机床上,磨一个月也磨不出这种均匀度。
进度条平稳向上推进。
从1.6米的出口,逐渐向上,来到1.2米、0.8米……
一切顺利得让人感觉不真实。
然而,当加工时间来到第七个小时,超声波抛光带逼近最危险的喉部收敛段时,异变陡生。
“警告!喉部反射角低于临界值,声压场出现驻波溃散迹象!”
大屏幕边缘突然闪烁起红光。
代表驻波场的红色光斑原本是一个完美的圆环,此刻却像被干扰的电视信号,开始剧烈扭曲、拉扯,甚至出现了几个刺眼的白点。
“声爆!局部声压超载了!”
声学专家即使隔着耳罩,也能感觉到空气中暴躁的撕裂感。
水槽内的液体仿佛被彻底激怒,喉部区域的水面瞬间炸开一团团水花。
空化气泡不再局限于凸起部位,开始在整个喉部空间无规则地乱窜。
“波形崩溃了!声音在里面发生了混沌叠加!”王承书大喊。
“赶紧停机,薄壁要撑不住了!”
由于声场的失控,局部声压瞬间飙升到危险阈值。
薄薄的3毫米铌合金管壁,在超强声压的无差别攻击下,产生了肉眼可见的高频颤振,连接喷管的尼龙吊带也被震得绷紧发直。
“再不停管子就裂了!”顾均生急了。
“不能停。”韩栋冷静说道。
“一旦停下,残留的声学应力会立刻在局部形成疲劳暗伤,整个件直接报废。”
“那怎么办?人改不了声波的折射啊!”张国忠急得直跺脚。
“人改不了,算力来压!”韩栋站到主控台前。
“燕京主节点抽调百分之八十常驻算力!”
韩栋直接越权,下达了最高优先级的算力劫持指令。
超算中心地下的冷水机组疯狂咆哮,算力顺着专线狂暴涌入A区实验室。
“切入非线性混沌映射模式!建立喉部三维瞬态声学微分方程群。”
既然声音在喉部乱反射,那就不按常规套路出牌。
大屏幕上,原本平滑的128路信号控制图瞬间化为暴雨般的乱码。
韩栋没有去强行维持一个统一的驻波场,而是让盘古系统打碎了所有阵列的固定频率。
“提升相位微调频率。”韩栋大吼。
“每秒1000次,不够!”
“每秒3000次,还在散!”
“拉满!每秒6000次强制对消干涉!”韩栋毅然决然的下令。
盘古系统每秒钟要重新计算128个阵列发出的声波,在0.28米喉部空间内的几万次反射路径。
然后在下一个万分之一秒内,单独调整每一个换能器的发射相位,发出反向声波,去精准抵消掉那些偏离轨道的反射波。
用魔法打败魔法,用混沌镇压混沌。
屏幕上狂暴的数据流,如同决堤的洪水,但水槽内的狂暴,却在两秒钟后,奇迹般地平息了。
水面重新恢复了诡异的平静,只剩下喉部内壁那薄薄的一圈水雾,在稳定地执行着剥蚀任务。
乱窜的空化气泡消失了,金属的颤振停止了。
原本已经濒临崩溃的驻波环,被盘古系统用每秒六千次的高频微操,硬生生地重新粘合在了一起。
它就像一个被驯服的幽灵,在狭窄的喉部来回游荡,刮去最后一层多余的金属。
声学专家呆立当场,看着屏幕上跳动的三维声场重建图,嘴唇哆嗦着说不出话。
这种级别的流体声场实时主动控制,哪怕是美国NASA的超算实验室,也会在一秒钟内卡死死机。
顾均生只觉得后背已经被冷汗湿透,他看韩栋的眼神,已经彻底像在看一个怪物。
这是一个把基础物理规律玩弄于股掌之间的疯子。
时间继续流逝,十四个小时后。
凌晨六点。
北京城的晨曦刚穿透大兴基地的雾气。
“滴,加工程序结束,驻波场解除。”
水槽内的128个换能器指示灯依次熄灭。
排水泵启动,淡蓝色的抛光液被快速抽空。
起重机重新运转,将庞大的铌合金喷管缓缓吊出水槽,放置在旁边的三坐标检测平台上。
整个喷管散发着一层幽暗的哑光,内部原本肉眼可见的旋压纹路已经彻底消失了。
从上到下,透出宛如黑洞般浑然一体的视觉平滑感。
张国忠没有废话,直接拎起特种表面粗糙度仪和激光轮廓仪,一头钻进喷管底部的出口。
几名质检员配合着爬上去,对内壁展开全域网格扫描。
半个小时的静谧,只能听到仪器不时发出的滴滴声。
韩栋接过陆佳杰递过来的浓咖啡,灌了一口,转身靠在机柜上。
“数据出来了!”张国忠从喷管底下钻出来,手里捏着一卷刚打出来的检测热敏纸。
他走起路来脚步有些踉跄,脸上的表情似哭似笑。
他把长长的检测单放在顾均生面前的桌子上。
“喉部极值区域,最大形位偏差:4.3微米。”
“宽口段表面粗糙度Ra:0.4微米。”
张国忠抬起头激动地说道:
“顾老,没了。那个该死的0.2毫米洗衣板,一点不剩全没了!4.3微米,这就是现在的公差!”
顾均生抓起那张检测单,视线在数据上扫视着,随后他直接趴在桌子上,抓起草稿纸和笔。
“4.3微米,在这个光洁度下,边界层分离被推迟到了极限……”顾均生写下推力转化公式。
一分钟后,笔尖停下,划破了纸张。
“微激波损失,从百分之三,直接打到了百分之零点二以下。”
顾均生抬起头,满头银发在清晨的冷光下发颤。
“韩院长,理论推力回收……完全达标了!”
这就意味着,只要把这些用变态工艺做出来的零件组装在一起,那台旧型号的YF发动机,将爆发出前所未有的纯净推力!
百分之99.14的推力转化率,不再是纸面上的狂想!
至此,十七份工艺预警报告中最难啃的三大骨头。
超薄壁变刚度壳体、飞秒激光双脉冲喷注器、以及声压驻波场抛光喷管。
全线攻克!
王承书深吸一口气,他看着面前这个喷管,仿佛已经看到了即将诞生的究极发动机!