航空崛起
时间:2023-05-21 来源: 作者:霞飞红绡
不止是因为林鹏的设计有多么先进,更重要的是林鹏的设计,都是有理有据很靠谱的东西,这就是专业的飞机设计师和普通的军事爱好者之间最大的不同。
陈老一边看一边道:“小林啊,真没想到你能做出这么好的设计方案来。气动设计就不说了,那肯定是瞄准未来战场环境的。
再就是新机信息化感知总体设计也是很了不得的,一个雷达火控系统,再一个就是综合电子系统,再一个就是电子战的系统。这些你都考虑得很周全,并且在预期的时间节点是可能实现的!不错,不错!”
林鹏连忙道:“陈教授,我想瞄准m国f35战斗机的宝石台综合电子系统构架做咱们新歼轰的综合电子系统设计。m国在f22战斗机宝石柱电子系统的基础上,发展出的宝石台新型综合电子系统构架,在理念上更加先进。
其概念就是将探测器、飞行管理、外挂管理、电子战等探测系统通过一个高速率光交换系统,让飞机各个系统处于一个多处理器网络中,从而使航电系统更加紧凑,综合范围和深度更加广泛。它代表了未来战斗机的综合电子系统发展方向,所以我想我们的新歼轰,理应要追踪世界最先进的航电系统!”
陈老露出了欣慰的笑容:“非常好,看来你的确是一个飞机设计天才,这样吧,你的硕士学位主要研究方向,可以放在这里,等你毕业的时候,我希望你能提交一份关于未来中国战斗机航电系统设计的论文!
未来军用飞机的设计,将会以五位的立体战作为考虑,这是一个趋势,好好把握这个趋势吧!”
唐总师看到陈老对林鹏如此的肯定,对这个设计方案也是赞赏有加,心里面也乐开了花,这一次新歼轰立项论证,一飞院肯定能够成功拿下这个项目了。
林鹏连忙道:“好的,陈教授,这些日子我好久没来您这儿报道了,您不会怪我吧”
陈老呵呵笑道:“没事儿,知道你工作忙,毕竟新机总体设计方案,关系到一飞院在歼击轰炸机这个领域,是否能够继续稳坐头把交椅,要是被别人抢走了,那我这个老头子,也都没脸见人了!”
唐总师和林鹏连忙应是。
陈老又道:“当然总体方案设计是非常好的,但是到了真正的设计研制阶段,一定要注意工作方法。一个优秀的飞机总设计师,要学会把各系统总师用好,比如说雷达系统总师,雷达搞得好,这是他的专业,他肯定也想干得最好,但是到了系统综合的时候,总设计师就要协调所有的系统总师,谁应该砍掉一点,做一点让步,这里面就要有一个一体化综合设计的理念。”
“也就是说,很多局部的东西,局部的系统,所有子系统都优化完了之后把它加起来,变成一个飞机,它不一定是最好的。现在我们的电子计算机技术和信息技术发展起来了,就可以把各个子系统的分开设计和优化,变成一体化的设
第一百六十章 打造中国的宝石台综合航电系统(求订阅)
听完林鹏的回答,陈老高兴地道:“m国人搞出来的宝石柱和宝石台综合电子系统构架,确实是非常先进!
咱们国内也一直在追踪这项全世界最先进的航空空电子技术。但这对咱们的军用电子计算机是一个极大的考验,f-22a战斗机上的共用综合处理器的运算速度为 105 亿次/秒,咱们还有比较大的差距啊!但未来也不是不可能。”
陈老也是知道空警2000预警机上神秘文件的专家之一,所以他才会说将来中国航空电子技术水平有可能会达到f22a战斗机的水平。
那么未来新歼轰用上f22a战斗机综合处理器那种运算速度的航空电子计算机也是可能的。
唐总师道:“是的,其实不仅仅m国人在研究新一代的航空综合电子系统构架,咱们的老大哥毛子也在研究,毛子将在苏30最新改进型战斗机上试验其第五代战机的中央电脑共点式整合架构,
即所有的资讯送至单一运算核心处理,并统一发出控制命令并显示给飞行员。这个其实和宝石柱有异曲同工之妙!”
林鹏微微一笑道:“唐总师,您说得没错,f-22战机共用综合处理器cip也可以看作是共点式中央电脑,根据相关资料显示,f-22战斗机所有的传感器获得的数据都直接送至cip中,其内含66个插槽,同时装有2台cip以于平时增强性能并于战时增强生存能力。”
顿了顿,林鹏道:“毛子航空专家曾在论文里面指出过,在可预见的将来,第五代战斗机一般航电功能的处理需要每秒一亿次的运算能力,而在飞推火一体化的功能管理上,可能需要二十亿次以上的浮点运算速度,而在地形影像的功能上可能需要十倍的浮点运算速度,也就是至少需要二百亿次的浮点运算速度才够用!”
作为一个重生者,林鹏是知道的,这个时代的计算机技术发展很快,特别是十多年后,有很多专家都在说爱疯x手机的处理器都比f22战斗机的处理器强。
这确实也是事实,这一切都是因为电子技术发展太快了!要知道f22战斗机虽然是第四代战斗机的开创者,每一架高达一亿多将近两亿美元造价。
但是f22a战斗机上面的综合处理器,是九十年代中期设计的芯片,这种芯片其实也就相当于586计算机的性能。
当然性能是差不多了,但是比起稳定性,也就是耐操性来说,普通的民用计算机就完全没办法跟军用计算机相比了。
军用计算机芯片一切工艺标准都高于民用,甚至使用蓝宝石基底。要耐高温、低温、耐急剧的温度变化,还要耐辐射。
否则当战斗机以超音速在万米高空飞行时,其航电系统突然死机是什么结果
所以f22a战斗机上面的综合处理器,运算速度虽然达到一百亿次每秒,但也还比不上2017年出的iphone x手机了。
iphone x手机的处理器a11 bionic是一个六核处理器,有两个性能核心,四个能效核心。用了10nm工艺生产,运算速度达到每秒6000亿次。
哪怕就是普通的小米手机采用的骁龙660这样的芯片,运算速度也是要超过f22a战斗机上面的综合处理器。
这要放在2004年这个时代,就算是专家们恐怕也难以想象。一款手机的芯片运算速度就要超过世界上最先进的战斗机的芯片。
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第一百六十一章 新歼轰方案风洞试验选型
从陈老那儿收获不少,回到一飞院后,林鹏和唐总师又进一步的优化了总体设计,接着就是制作全金属模型拿到风洞里面进行初步的试验了。
这次为了优中选优,一共做了三个全金属模型,当然总体的气动设计没有不同,只是在机翼尺寸,翼型,尾翼的位置和角度方面略有不同。
这一次只是初步选型风洞试验,所以就没有拿到中国风洞试验中心,而是就近,拿到西工大去做。
要知道西工大作为国内高校中风洞试验设备最全的大学,不仅仅仍然保存着中国第一座风洞,而且在空气动力学试验技术方面也是一流的。
刚好在去年,由西工大自行研制的国内首座增压连续式高速翼型风洞,在西工大建成并进行了实验,现在拿过去做试验正好。
林鹏还记得,这座风洞后来就为中国的大客机c919做了全面的风洞试验,特别是在c919大客机的翼型设计和验证中,这个风洞可以说立下了汗马功劳。
这个风洞有两个可更换使用的试验段,第一试验段的尺寸为高0.8米、宽0.4米、长3米,是亚洲最大的专门用于翼型实验的二元试验段。
第二试验段尺寸为高0.6米、宽0.8米、长3米,可作为全模和半模实验的三元试验段。
新歼轰在气动设计方面,最重要的一点就是要突破原来飞豹采用的老旧翼型带来的缺陷,所以这次风洞试验也是非常有针对性的。
林鹏和唐总师设计的三个不同气动外形,总的来说没有太大变化,都是采用了类似于f35战斗机的蝶形机翼。
这种机翼最开始是由f22战斗机创造的,相当于是给后来的四代机机翼设计引领了一个潮流,后来中国的fc31隐身战斗机也是采用了这种蝶形机翼。
当然f22战斗机采用蝶形机翼设计,是为了兼顾亚音速和超音速巡航,因为有好的发动机,所以f22战斗机的设计师,可以无顾忌的用上这种机翼。
而降低超音速阻力最好的机翼设计是大后掠角三角翼,也就是歼二零的鸭翼加大后掠三角翼。
歼二零在发动机性能受限的情况下,扬威总师和他的团队,搞出了鸭翼加边条翼加全动垂尾的升力体气动布局,这个气动布局可以说是做到了鸭式布局的极致。
良好的超音速巡航加超音速机动性兼顾亚音速性能,在航空史上也绝对会成为一代名机,可以说比当年的苏27设计得更好。
也因此歼二零的飞行员,可以很自豪的在记者的镜头面前说,一旦进入超音速就是歼二零的天下。不过你不要误认为,歼二零只是超音速性能好,在亚音速的条件下,同样是要优于几乎所有的三代机。
但是采用常规布局的大后掠三角翼,亚音速巡航和机动性差,好比中国的歼七和歼八战斗机,在低空亚音速的机动性可以用一个惨字来形容。
因此在结合了大后掠三角翼和常规梯形翼的优点之后,就形成了f22和f35的蝶形机翼。
采用中等后掠角,展弦比小,机翼后缘前掠,这样就可以在超音速巡航和亚音速性能上获得较好的平衡。
新歼轰作为一款具有隐身性能的多用途战机,虽然不追求超音速巡航,但是需要非常好的隐身性和亚音速性能,因而采用蝶形机翼设计
第一百六十二章 CFD方法在飞机设计中的重要性(求订阅)
一路到了目的地,西工大航空学院空气动力学试验室。
接待林鹏和宋雨阳的,正是宋雨阳的硕士研究生导师李吉生教授。
看到李吉利教授的时候,宋雨阳还有些不好意思,不过最终他还是大着胆子,上前道:“老师您好,我是您曾经的学生宋雨阳,这是我师哥林鹏,这次我们是来麻烦您的!”
李吉生呵呵笑道:“小宋啊,你身边这位,就是一飞院赫赫有名的林工看来你是跟对人了,我听说你现在的工作表现还不错!”
宋雨阳不好意思地道:“老师,我知道在学校的时候我表现不太好,但是现在我跟着林大哥,完全改变了,不信你问林大哥!”
李吉生冲着林鹏微微一笑,同时伸出手来,洪声道:“林工,久仰你的大名了,前天陈教授还跟我说起你呢!”
林鹏也连忙伸出手来,跟李教授握了一下,忙不跌的谦虚道:“李教授,您千万别这样说,会折煞我的!这一次,还要新机选型,就得麻烦李教授您了!”
李吉生呵呵笑道:“什么麻烦不麻烦的,这也是我们的工作,再说了西工大和一飞院是什么关系行了,把东西都搬进来吧,把该办的手续办了,一切交给我们!”
林鹏道:“好的!”
等到林鹏和宋雨阳,把三个全金属模型从车里面拿出来,李吉生教授看了之后,不由得瞪大了眼睛,盯着他们两个手上的模型,惊讶地道:“这就是你们的新机模型气动设计确实很不一般啊!”
林鹏微微一笑道:“没错,新机方案我们可不敢马虎,肯定得瞄准世界先进水平才行啊!说起来,这三个气动设计方案里面,小宋做了很多的工作,特别是在cfd方面!”
听到林鹏如此的夸奖宋雨阳,作为宋雨阳导师的李吉生那当然很高兴了,他笑吟吟地看向宋雨阳道:“小宋啊,你说说看你都做了哪些具体的工作走,咱们边办手续边聊!”
林鹏和宋雨阳就跟着李吉生教授进了风洞试验室,一边走宋雨阳就一边回答着李吉生教授的问题。
“老师,其实我就是给林大哥打打下手罢了,确实也是做了一些流体力学计算工作。”宋雨阳一五一十地回答道。
李吉生教授笑道:“行啊,那我看你们这三个模型,气动外形倒是跟m国的f35有一点像,但又不太一样。嗯,f35是单发布局,你们这个是双发,应该要大上一号,不过机翼什么的倒是比较像,还有这隐身外形设计,dsi进气道。”
宋雨阳道:“那可不是么这个dsi进气道,是林大哥的绝活!就连砂特人也因此看上了咱们的新飞豹改呢!特别是在做这个新机的cfd时,我发现林大哥的设计确实是太牛了!模拟计算的结果,很多都是非常好的!我想风洞试验结果也一定是!”
林鹏连忙谦虚地道:“小宋啊,现在还没做试验呢,可不能说这种大话!”
宋雨阳连忙道:“我说的是事实啊林大哥!”
李吉生笑道:“小林啊,你就别谦虚了,陈教授可是对你赞赏有加呢!我还从来没有见过陈教授如此的夸一个年轻人!哪怕当年唐总师也没有过!既然来了,说说你们这三个方案设计的总体考虑吧!”
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第一百六十三章 堪称完美的气动设计
林鹏也看出来了,李吉生教授确实是一个很好的导师。
cfd方法,是计算机辅助空气动力设计的核心,在飞机设计中的作用确实是越来越大了。
比如说早在七十年代,m国nasa验证战斗机高机动技术的himit验证机,在设计中就采用了cfd方法进行多种方案的比较,收到良好的效果,通过计算还发现了方案中的一些问题。
再一个例子就是f22战斗机了,洛马公司在设计f22战斗机时,气动载荷计算中就应用了cfd方法,加快了设计进度。
把相关的手续办完之后,李吉生教授就带着林鹏和宋雨阳到了他办公室。
就三个设计方案,展开了讨论分析。
李吉生教授道:“刚才看了你们的方案资料,才发现你们的方案,对机翼扭转角设计还有细致的考虑,可以说一说计算机仿真流体力学的情况吗”
林鹏笑道:“当然,还是让小宋给您说一说吧!”
宋雨阳点头道:“是的老师,唐总师和林大哥在方案总体设计的时候,也考虑到了机翼扭转的不同角度,对飞机的气动性能会产生不同的影响。
比如说我们通过cfd分析,在扭转角为三度时,可以得到最大升力系数,并且失速要比扭转角为零时更晚,这说明在机翼上采用扭转的设计,可以使翼梢部分升力降低,防止翼梢先开始失速,这样就改善了机翼的失速特性!
而如果机翼扭转角达到六度时,虽然失速攻角和三度时几乎一样,但是最大升力系数却变小了,所以综合来看,扭转角三度在失速特性方面是最好的。”
李吉生教授笑道:“不错,新歼轰应该要极力的改善歼轰七系列容易失速的缺陷,作为下一代多用途歼击轰炸机,要考虑到的确实更多!小宋,那在这几种扭转角下,飞机的跨声速特性有什么不同”
宋雨阳道:“机翼扭转角增大,升力系数减小,越到机翼翼尖,扭转越大,这样可以防止翼尖先失速。通过仿真计算,我们发现还是扭转角为三度时,得到的升阻比最大,但是最终还是要通过风洞试验来校验这个计算结果,同时机翼前缘和后缘也要进一步修形,才能实现更好的气动特性。”
李吉生道:“不错,小宋啊,看来你真的成长了很多啊!但是你还要注意,那就是当飞机处于跨声速范围的时候,失速迎角是比亚声速时要推迟一些的,升力系数增长也会不一致。这是因为跨声速流动情况比较复杂,哪怕用cfd方法也很难正确的模拟出来,所以要通过风洞试验来模拟,获得试验数据,从而优化跨声速阶段的气动特性设计。”
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