第770章 無限次電磁彈射!拋棄飛輪換微型核電池!
大連造船廠。
干船塢的鋼鐵龍門吊在寒風中矗立。
三百多米長的灰色艦體靜靜臥在塢底,像一頭還沒睜開眼睛的巨獸。
076型兩棲攻擊艦。
對外公開的名字是「兩棲攻擊艦」,但在海軍內部的技術代號文件里,它的定位標註得清清楚楚:
中型航母。
四萬八千噸滿載排水量,全通甲板,四部升降機,艦載無人機搭載量超過六十架。
更關鍵的是,它裝了電磁彈射器。
不是蒸汽彈射,或者說滑躍起飛。
是貨真價實的電磁彈射。
但這恰恰是問題所在。
「儲能飛輪又裂了!」
海軍裝備部的總工程師韓志遠一腳踹開會議室的門,把一份檢測報告甩在桌上。
報告上的紅色標註密密麻麻,最刺眼的一行:
【3號飛輪組碳纖維纏繞層發現微裂紋,金屬疲勞擴展速率超過設計極限1.7倍。】
韓志遠五十六歲,頭髮禿了大半,臉上全是熬出來的皺紋。
他在電磁彈射項目上幹了整整十一年,從概念設計一路干到工程樣機。
十一年,頭髮掉了一半,儲能飛輪的金屬疲勞問題一次都沒解決乾淨。
「1號和2號飛輪組上個月剛換過轉子,3號又出問題。」
韓志遠的聲音沙啞,「電磁彈射器的核心在儲能系統。
飛輪轉速每分鐘兩萬四千轉,每次彈射釋放的能量相當於把兩噸重的東西從零加速到兩百五十公里每小時。」
他拍了一下桌子。
「這種瞬時載荷反覆衝擊,碳纖維纏繞層的微觀結構遲早會扛不住。
我們已經換了三代材料,最好的那批也只能撐四百次彈射。
四百次!
航母出一趟遠海,彈射次數輕鬆超過五百。」
坐在對面的吳建邦臉色鐵青。
076是他押上全部身家的賭注。
海軍未來十年的作戰體系,全靠這艘船撐起來。
電磁彈射不過關,076就是一艘超大號的船塢登陸艦,跟航母兩個字沾不上邊。
「美國人的福特級怎麼解決的?」吳建邦問。
韓志遠苦笑:「福特級的電磁彈射器到現在還沒完全穩定。
他們的飛輪儲能方案比我們的好一點,但也只是好一點。
美軍的解決辦法是,降低彈射頻率。
兩次彈射之間間隔不少於九十秒,給飛輪充足的恢復時間。」
「九十秒?」吳建邦的眉毛擰成了一個疙瘩,「戰時九十秒夠幹什麼?
對面飛彈都飛到頭頂了,我的無人機還在甲板上排隊等彈射?」
韓志遠沒吭聲。
他知道吳建邦說的是實話。
076搭載的不是普通的無人機。
是加裝了等離子護盾的新型重型無人機,「天鷹」。
每架空重七噸,滿載起飛重量超過十二噸。
十二噸的東西,要在八十米的彈射行程內從零加速到起飛速度。
這對電磁彈射器的瞬時功率要求是變態級別的。
飛輪儲能扛不住,一切都是空談。
「我請了一個人來。」吳建邦說。
韓志遠一愣:「誰?」
話音未落,會議室的門被推開了。
許燃走進來,身後跟著背著筆記本電腦的陳容與。
韓志遠轉頭看到許燃,先是一愣,然後眼睛猛地瞪大。
他當然認識許燃。
整個華夏軍工系統,誰不認識這個名字?
「許……許總?」韓志遠站了起來。
許燃沖他點了個頭,目光直接落在桌上的檢測報告上。
他拿起來翻了兩頁,眉頭微微皺了一下。
「飛輪的金屬疲勞只是表象。」許燃把報告放下,「核心問題不在材料。」
韓志遠張了張嘴:「不在材料?那……」
「在算法。」
許燃走到會議室的白板前,拿起一支馬克筆。
「我來之前讓『盤古』跑了一遍你們電磁彈射器的控制系統原始碼。
彈射波形用的什麼算法?」
韓志遠被問得一頓:「梯形波脈衝。
國際上通用的方案,美國福特級用的也是這個。」
「這就是問題。」
許燃在白板上畫了一條梯形波形。
陡峭的上升沿,平坦的頂部,陡峭的下降沿。
「梯形波的上升沿意味著什麼?意味著電流在零點幾秒內從零躥到峰值。
這個瞬時衝擊作用在飛輪上,就像用錘子砸彈簧。
每砸一次,彈簧的分子結構就鬆動一點。
砸四百次,裂了。」
韓志遠的臉色變了。
他在電磁彈射上幹了十一年。
十一年來所有人,包括美國的工程師,都在材料上死磕。
換碳纖維、換高溫合金、換複合材料,思路全是「怎麼讓飛輪更耐打」。
沒有人想過,能不能讓飛輪不挨打?
「如果把梯形波換成正弦包絡調製的漸變脈衝呢?」
許燃在白板上畫了第二條曲線,平滑的S形上升沿,圓潤的峰值,自然過渡的下降沿。
「電流不是一腳油門踩到底,而是像絲綢一樣滑上去。
峰值相同,總能量相同,但瞬時衝擊……」
「降了一個數量級。」韓志遠接話了,聲音有點顫。
「對。」許燃放下筆,「但這隻解決了一半的問題。」
吳建邦急了:「還有一半呢?」
「飛輪儲能本身就是個落後的方案。」
許燃轉過身看著他,「不管怎麼優化波形,飛輪的物理極限就擺在那兒。
轉速越高,離心力越大,材料遲早繃不住。
你要的是連續高頻彈射十二噸級的重型無人機,飛輪撐不住這種強度。」
「那你說用什麼?」
許燃伸出一根手指。
「核電池。」
會議室里安靜了一秒。
「普羅米修斯反應堆的縮小版。」許燃走到電腦前,打開一張結構圖。
屏幕上出現了一個圓柱形裝置,外殼布滿散熱翅片,內部是層層疊疊的超導線圈和微型核燃料棒。
「這是我給076量身設計的脈衝電源,代號『雷池』。
核心是一個微型裂變堆,功率兩百兆瓦。
配合超導儲能線圈,可以在零點三秒內釋放四百兆焦的能量。」
韓志遠的嘴張開了。
四百兆焦。
福特級電磁彈射器單次彈射的能量是一百二十兆焦。
許燃這東西的儲能是福特級的三倍還多。
「關鍵是,」許燃敲了一下屏幕,「沒有飛輪。
沒有任何機械旋轉部件。
能量從核反應堆直接灌入超導線圈,以電磁場的形式儲存。
釋放的時候,超導線圈失超,電流瞬間傾瀉進彈射軌道。」
「沒有機械部件,就沒有金屬疲勞。」韓志遠喃喃道。
「對,理論壽命,無限次彈射。」
吳建邦猛地站了起來。
「圖紙呢?」
「在『盤古』里。」
許燃看了一眼陳容與,「容與,把彈射波形優化算法的完整代碼推送到076的控制系統。」
陳容與點頭,打開筆記本電腦,手指在鍵盤上飛舞。
「韓總,」許燃轉向韓志遠,「『雷池』的工程化需要三個月。
但彈射波形算法可以先上。
你現有的飛輪儲能配上新算法,壽命至少翻五倍。
先撐著用,等『雷池』裝好了再徹底替換。」
韓志遠的嘴唇抖了一下。
他看著白板上那條絲般順滑的波形曲線,再看看桌上標滿紅色的疲勞檢測報告,心裡積攢了十一年的鬱結像被干碎了。
「許總,我有個問題。」韓志遠深吸一口氣。
「說。」
「新算法的波形是正弦包絡調製的,電流上升速率比梯形波慢。
彈射行程只有八十米。
電流上升慢了,飛機在甲板上的加速距離夠不夠?」
干船塢的鋼鐵龍門吊在寒風中矗立。
三百多米長的灰色艦體靜靜臥在塢底,像一頭還沒睜開眼睛的巨獸。
076型兩棲攻擊艦。
對外公開的名字是「兩棲攻擊艦」,但在海軍內部的技術代號文件里,它的定位標註得清清楚楚:
中型航母。
四萬八千噸滿載排水量,全通甲板,四部升降機,艦載無人機搭載量超過六十架。
更關鍵的是,它裝了電磁彈射器。
不是蒸汽彈射,或者說滑躍起飛。
是貨真價實的電磁彈射。
但這恰恰是問題所在。
「儲能飛輪又裂了!」
海軍裝備部的總工程師韓志遠一腳踹開會議室的門,把一份檢測報告甩在桌上。
報告上的紅色標註密密麻麻,最刺眼的一行:
【3號飛輪組碳纖維纏繞層發現微裂紋,金屬疲勞擴展速率超過設計極限1.7倍。】
韓志遠五十六歲,頭髮禿了大半,臉上全是熬出來的皺紋。
他在電磁彈射項目上幹了整整十一年,從概念設計一路干到工程樣機。
十一年,頭髮掉了一半,儲能飛輪的金屬疲勞問題一次都沒解決乾淨。
「1號和2號飛輪組上個月剛換過轉子,3號又出問題。」
韓志遠的聲音沙啞,「電磁彈射器的核心在儲能系統。
飛輪轉速每分鐘兩萬四千轉,每次彈射釋放的能量相當於把兩噸重的東西從零加速到兩百五十公里每小時。」
他拍了一下桌子。
「這種瞬時載荷反覆衝擊,碳纖維纏繞層的微觀結構遲早會扛不住。
我們已經換了三代材料,最好的那批也只能撐四百次彈射。
四百次!
航母出一趟遠海,彈射次數輕鬆超過五百。」
坐在對面的吳建邦臉色鐵青。
076是他押上全部身家的賭注。
海軍未來十年的作戰體系,全靠這艘船撐起來。
電磁彈射不過關,076就是一艘超大號的船塢登陸艦,跟航母兩個字沾不上邊。
「美國人的福特級怎麼解決的?」吳建邦問。
韓志遠苦笑:「福特級的電磁彈射器到現在還沒完全穩定。
他們的飛輪儲能方案比我們的好一點,但也只是好一點。
美軍的解決辦法是,降低彈射頻率。
兩次彈射之間間隔不少於九十秒,給飛輪充足的恢復時間。」
「九十秒?」吳建邦的眉毛擰成了一個疙瘩,「戰時九十秒夠幹什麼?
對面飛彈都飛到頭頂了,我的無人機還在甲板上排隊等彈射?」
韓志遠沒吭聲。
他知道吳建邦說的是實話。
076搭載的不是普通的無人機。
是加裝了等離子護盾的新型重型無人機,「天鷹」。
每架空重七噸,滿載起飛重量超過十二噸。
十二噸的東西,要在八十米的彈射行程內從零加速到起飛速度。
這對電磁彈射器的瞬時功率要求是變態級別的。
飛輪儲能扛不住,一切都是空談。
「我請了一個人來。」吳建邦說。
韓志遠一愣:「誰?」
話音未落,會議室的門被推開了。
許燃走進來,身後跟著背著筆記本電腦的陳容與。
韓志遠轉頭看到許燃,先是一愣,然後眼睛猛地瞪大。
他當然認識許燃。
整個華夏軍工系統,誰不認識這個名字?
「許……許總?」韓志遠站了起來。
許燃沖他點了個頭,目光直接落在桌上的檢測報告上。
他拿起來翻了兩頁,眉頭微微皺了一下。
「飛輪的金屬疲勞只是表象。」許燃把報告放下,「核心問題不在材料。」
韓志遠張了張嘴:「不在材料?那……」
「在算法。」
許燃走到會議室的白板前,拿起一支馬克筆。
「我來之前讓『盤古』跑了一遍你們電磁彈射器的控制系統原始碼。
彈射波形用的什麼算法?」
韓志遠被問得一頓:「梯形波脈衝。
國際上通用的方案,美國福特級用的也是這個。」
「這就是問題。」
許燃在白板上畫了一條梯形波形。
陡峭的上升沿,平坦的頂部,陡峭的下降沿。
「梯形波的上升沿意味著什麼?意味著電流在零點幾秒內從零躥到峰值。
這個瞬時衝擊作用在飛輪上,就像用錘子砸彈簧。
每砸一次,彈簧的分子結構就鬆動一點。
砸四百次,裂了。」
韓志遠的臉色變了。
他在電磁彈射上幹了十一年。
十一年來所有人,包括美國的工程師,都在材料上死磕。
換碳纖維、換高溫合金、換複合材料,思路全是「怎麼讓飛輪更耐打」。
沒有人想過,能不能讓飛輪不挨打?
「如果把梯形波換成正弦包絡調製的漸變脈衝呢?」
許燃在白板上畫了第二條曲線,平滑的S形上升沿,圓潤的峰值,自然過渡的下降沿。
「電流不是一腳油門踩到底,而是像絲綢一樣滑上去。
峰值相同,總能量相同,但瞬時衝擊……」
「降了一個數量級。」韓志遠接話了,聲音有點顫。
「對。」許燃放下筆,「但這隻解決了一半的問題。」
吳建邦急了:「還有一半呢?」
「飛輪儲能本身就是個落後的方案。」
許燃轉過身看著他,「不管怎麼優化波形,飛輪的物理極限就擺在那兒。
轉速越高,離心力越大,材料遲早繃不住。
你要的是連續高頻彈射十二噸級的重型無人機,飛輪撐不住這種強度。」
「那你說用什麼?」
許燃伸出一根手指。
「核電池。」
會議室里安靜了一秒。
「普羅米修斯反應堆的縮小版。」許燃走到電腦前,打開一張結構圖。
屏幕上出現了一個圓柱形裝置,外殼布滿散熱翅片,內部是層層疊疊的超導線圈和微型核燃料棒。
「這是我給076量身設計的脈衝電源,代號『雷池』。
核心是一個微型裂變堆,功率兩百兆瓦。
配合超導儲能線圈,可以在零點三秒內釋放四百兆焦的能量。」
韓志遠的嘴張開了。
四百兆焦。
福特級電磁彈射器單次彈射的能量是一百二十兆焦。
許燃這東西的儲能是福特級的三倍還多。
「關鍵是,」許燃敲了一下屏幕,「沒有飛輪。
沒有任何機械旋轉部件。
能量從核反應堆直接灌入超導線圈,以電磁場的形式儲存。
釋放的時候,超導線圈失超,電流瞬間傾瀉進彈射軌道。」
「沒有機械部件,就沒有金屬疲勞。」韓志遠喃喃道。
「對,理論壽命,無限次彈射。」
吳建邦猛地站了起來。
「圖紙呢?」
「在『盤古』里。」
許燃看了一眼陳容與,「容與,把彈射波形優化算法的完整代碼推送到076的控制系統。」
陳容與點頭,打開筆記本電腦,手指在鍵盤上飛舞。
「韓總,」許燃轉向韓志遠,「『雷池』的工程化需要三個月。
但彈射波形算法可以先上。
你現有的飛輪儲能配上新算法,壽命至少翻五倍。
先撐著用,等『雷池』裝好了再徹底替換。」
韓志遠的嘴唇抖了一下。
他看著白板上那條絲般順滑的波形曲線,再看看桌上標滿紅色的疲勞檢測報告,心裡積攢了十一年的鬱結像被干碎了。
「許總,我有個問題。」韓志遠深吸一口氣。
「說。」
「新算法的波形是正弦包絡調製的,電流上升速率比梯形波慢。
彈射行程只有八十米。
電流上升慢了,飛機在甲板上的加速距離夠不夠?」