第983章 馬赫數0985
第983章 馬赫數0.985
儘管整個過程當中最關鍵的湍流模型並不是劉洪波本人開發的。
但這並不影響他此時感覺到爽。
神清氣爽。
有人不服？
那你也可以想辦法找一個牛逼的師弟啊！
一時間，一屋子法國人面面相覷相顧無言，而劉洪波則仍然在「常總體驗卡」的效果持續時間當中。
整個機房裡竟然莫名地安靜了下來。
只剩下空調和風扇運行時產生的嗡嗡聲。
當然，體驗卡終究是體驗卡。
實際上，讓劉洪波覺得揚眉吐氣的地方，和讓法國人感到震驚的地方，並不一樣。
對於歐洲人來說，用一個人的姓氏命名一種現象，或者是方程，屬於再平常不過的事情了。
更何況這又不是什麼放之四海而皆準的公式或者定理，哪怕作用很大，也只能在航空界……最多再加上化工界打出一些名氣來。
實在不值得怎麼大驚小怪。
真正讓他們感到意外的，是那張圖本身。
更準確地說，是那個「凹坑」部分。
「這個顫振邊界曲線……竟然是不連續的？」
艾德斯坦納把眼睛貼到近處，仿佛恨不得鑽到屏幕裡面一樣：
「而且凹陷的形狀也有些……奇怪……」
剛才乍一看的時候沒感覺，但經過放大之後仔細一瞧，就能發現整條曲線實際上分成了互不相連的三段。
而且，「凹陷」發生的程度也比他們事前的估計要高很多。
幾乎達到了當量空速的20%。
如果情況真如圖像所呈現的一般，那麼事前確定的目標，也就是讓機翼的可用最大速度達到馬赫數0.95，似乎從理論上就無法實現。
這可不是個好消息。
相比於那些動輒幾百噸的大型客機來說，公務機在結構和體積方面的限制更大，往往被迫採用更加激進的翼型設計以追求航程，因此在速度方面反而更容易受到限制。
例如達索航空民用部門當前的招牌獵鷹900系列，巡航速度只有0.8馬赫左右。
甚至不如波音747。
而艾德斯坦納就是希望能在獵鷹Z上面解決這個痛點。
其實有錢人的時間未必就很值錢。
但他們往往更願意為了省時間而花錢。
所以這是個很不錯的噱頭。
甚至目前已經打出去的早期宣傳當中，也已經把高速度作為了重點。
儘管並未提到任何具體的數值。
但如果你一頓操作猛如虎，最後只拿出來了個巡航速度跟普通客機差不多的產品，那顯然不可能滿足潛在客戶的需求。
不過，這也不能怪艾德斯坦納心裡沒數。
非定常氣動力研究，本身就是非常複雜的多學科問題。
通常情況下，別說是計算，就連地面模擬都無法完全還原實際情況。
但像是超音速凹坑這種問題如果真要去試飛，又不可能真的讓飛行員去達到顫振邊界，都是看情況差不多之後見好就收。
因此，當前的所有經驗模型，結果都偏保守。
「沒錯。」
劉洪波這會也重新進入了工作狀態，當即回答道：
「超臨界翼型雖然可以獲得更高的升阻比，但在音速附近的速度區間內流動情況比常規翼型複雜得多，最終表現在顫振特性上就是更嚴重的顫振速度下陷現象。」
「那豈不是說……」
艾德斯坦納想要開口說點什麼，但劉洪波卻伸手阻止了他，示意自己還有話沒講完：
「另外，顫振速度下陷，並不是超臨界翼型在跨音速範圍內所出現的唯一異常問題。」
「我們對幾種具備典型特徵的機翼進行了風洞測試，發現在跨音速區，尤其是凹坑最底端附近出現的顫振現象更加複雜，比如在某些馬赫數和特定攻角下，先後或同時出現了拍響應、極限環振盪、失速顫振、單自由度顫振、猝發響應等一系列現象……」
這一句話，又讓某幾個人不免有些尷尬——
華夏人擅長的顯然不只是數值計算，在風洞測試的水平上也並不落後……甚至可以說是領先於人。
好在，劉洪波這會早就忘了剛才的那點小事，很快繼續道：
「我們的模型可以相對準確地還原出極限環振盪的測試結果，也就是您剛剛提到的，曲線上不連續的那一段，但對於其它規律性更差的現象同樣無能為力。」
「而且博士你也應該知道，哪怕是風洞測試，也只能定性，而非定量模擬出這一速度段的真實響應情況……」
聽著劉洪波的解釋，艾德斯坦納覺得有點頭皮發麻。
他甚至開始有點慶幸，當初自己拍板，把機翼設計這一坨工作給甩了出去。
實際上，全世界第一個使用二自由度舵面模型進行地面顫振模擬的國家正是法國。
或者嚴格來說，正是達索。
但也正因如此，艾德斯坦納反而更容易想像到，對方描述的究竟是一副怎樣的地獄繪圖。
考慮到今天的時間寶貴，他決定暫時放棄中間部分直奔主題：
「所以……既然無法達到馬赫數0.95的設計要求，那麼貴方的設計結果具體是多少？」
艾德斯坦納當然沒看過論語，但也知道取乎其上，得乎其中的道理。
因此，雖然表面上提出的目標是0.95，但其實還有一個稍低一些的心理預期。
只不過之前從來沒跟其他人提起來過。
如果華夏人能實現這個最低門檻，那為了不耽誤項目時間表，他也願意接受這一設計方案。
然而，劉洪波的反應卻完全出乎了艾德斯坦納的預料：
「等等……」
前者皺了皺眉：
「我剛剛只是在介紹設計過程中遇到的一些問題……但並沒有說達不到設計要求啊？」
「Ah？」
艾德斯坦納這邊連心理建設都已經做好了，結果卻聽到了這麼個回答。
這短短半個下午之內的大悲大喜，讓老頭子的心臟有點不堪重負。
他一邊下意識地敲了敲自己有些發悶的胸口，一邊指著面前的屏幕：
「可是這張圖……」
「這張圖是我們用貴方提供的原始翼型模擬出的結果，用來驗證計算方法的準確性，不是設計結果……」
劉洪波有些無奈地扶額搖頭，突然有一種回到課堂上給學生們上課時候的無力感：
「你們繼續往下翻，就能看到經過不同取向優化之後的幾種設計方案了……」
直到這時候，一眾人才想起來，這好像只是剛開始看到的第一張圖而已。
只不過因為裡面的信息量太大，因此耗費了很長時間……
隨著文檔向下滾動，一個個形態各異的設計方案，以及對應的計算結果陸續呈現在眾人面前。
「最開始，我們的思路是嘗試把利用極限環振盪，也就是把震盪相應控制在線性範圍內，這樣就可以通過主動抑制系統對其進行抵消，理論上可以讓顫振臨界速度無限逼近1馬赫，大概在……0.998左右。」
一群人圍坐在屏幕前面，而劉洪波則站在他們身後，不緊不慢地介紹著設計過程：
「不過，後來我們意識到，只有當極限環振盪幅值隨氣流速度的變化曲線與速度軸垂直時，才能滿足上面的要求，而在這一基礎上只要稍有偏差，就會進入亞臨界分岔，從而誘導產生爆發型極限環振盪，這對於飛機來說風險實在太高……」
「所以，我們最後決定，暫時不去解決跨音速凹坑問題，而是把凹坑出現的位置向後擠壓，讓飛機能相對安全地處於超臨界分岔曲線上，這樣可以採用諧波平衡法求解流動控制方程，再和結構運動方程聯立就能求解非線性顫振。」
「考慮到顫振速度下陷是由空氣壓縮性的影響引起的，只需要優化翼面對正向來流的壓縮效應……」
「……」
排除掉一些不能透露的核心機密之後，劉洪波用了大約40分鐘，把整個優化過程大概介紹了一遍。
這個時候，設計文件也被翻到了接近最下面的位置。
「儘管我們付出了很大的努力，但結果仍然無法達到線性極限環震盪時的數據，畢竟這是理論限制所決定的，無法用簡單的工程手段突破……」
劉洪波用無比惋惜的語氣說道。
而其它眾人本來就聽得正出神，內心自然也跟著他的語氣一沉。
不過，還沒等沉到底，艾德斯坦納就翻到了最終設計結果的部分。
與此同時，劉洪波也話鋒一轉：
「很遺憾，我們最後優化出的設計方案，極限速度只達到了馬赫數0.985……」
原本緊盯著電腦屏幕的十幾雙眼睛，幾乎同時轉而看向了劉洪波。
「？？？」
您聽聽您說的這是人話嗎？
只達到了0.985？
雖然出於動力限制、經濟性和安全性的考慮，飛機不可能真的頂著機翼可承受的極限速度飛。
但極限速度如此之高的超臨界機翼，基本上意味著完全可以實現0.9-0.95馬赫的最大巡航速度……
相比於上一代公務機來說，已經是差不多15%的提升了。
艾德斯坦納深吸了一口氣，決定不去計較這個華夏人似乎有點怪異的語氣：
「足夠了……0.985……已經足夠了……」
(本章完)
儘管整個過程當中最關鍵的湍流模型並不是劉洪波本人開發的。
但這並不影響他此時感覺到爽。
神清氣爽。
有人不服？
那你也可以想辦法找一個牛逼的師弟啊！
一時間，一屋子法國人面面相覷相顧無言，而劉洪波則仍然在「常總體驗卡」的效果持續時間當中。
整個機房裡竟然莫名地安靜了下來。
只剩下空調和風扇運行時產生的嗡嗡聲。
當然，體驗卡終究是體驗卡。
實際上，讓劉洪波覺得揚眉吐氣的地方，和讓法國人感到震驚的地方，並不一樣。
對於歐洲人來說，用一個人的姓氏命名一種現象，或者是方程，屬於再平常不過的事情了。
更何況這又不是什麼放之四海而皆準的公式或者定理，哪怕作用很大，也只能在航空界……最多再加上化工界打出一些名氣來。
實在不值得怎麼大驚小怪。
真正讓他們感到意外的，是那張圖本身。
更準確地說，是那個「凹坑」部分。
「這個顫振邊界曲線……竟然是不連續的？」
艾德斯坦納把眼睛貼到近處，仿佛恨不得鑽到屏幕裡面一樣：
「而且凹陷的形狀也有些……奇怪……」
剛才乍一看的時候沒感覺，但經過放大之後仔細一瞧，就能發現整條曲線實際上分成了互不相連的三段。
而且，「凹陷」發生的程度也比他們事前的估計要高很多。
幾乎達到了當量空速的20%。
如果情況真如圖像所呈現的一般，那麼事前確定的目標，也就是讓機翼的可用最大速度達到馬赫數0.95，似乎從理論上就無法實現。
這可不是個好消息。
相比於那些動輒幾百噸的大型客機來說，公務機在結構和體積方面的限制更大，往往被迫採用更加激進的翼型設計以追求航程，因此在速度方面反而更容易受到限制。
例如達索航空民用部門當前的招牌獵鷹900系列，巡航速度只有0.8馬赫左右。
甚至不如波音747。
而艾德斯坦納就是希望能在獵鷹Z上面解決這個痛點。
其實有錢人的時間未必就很值錢。
但他們往往更願意為了省時間而花錢。
所以這是個很不錯的噱頭。
甚至目前已經打出去的早期宣傳當中，也已經把高速度作為了重點。
儘管並未提到任何具體的數值。
但如果你一頓操作猛如虎，最後只拿出來了個巡航速度跟普通客機差不多的產品，那顯然不可能滿足潛在客戶的需求。
不過，這也不能怪艾德斯坦納心裡沒數。
非定常氣動力研究，本身就是非常複雜的多學科問題。
通常情況下，別說是計算，就連地面模擬都無法完全還原實際情況。
但像是超音速凹坑這種問題如果真要去試飛，又不可能真的讓飛行員去達到顫振邊界，都是看情況差不多之後見好就收。
因此，當前的所有經驗模型，結果都偏保守。
「沒錯。」
劉洪波這會也重新進入了工作狀態，當即回答道：
「超臨界翼型雖然可以獲得更高的升阻比，但在音速附近的速度區間內流動情況比常規翼型複雜得多，最終表現在顫振特性上就是更嚴重的顫振速度下陷現象。」
「那豈不是說……」
艾德斯坦納想要開口說點什麼，但劉洪波卻伸手阻止了他，示意自己還有話沒講完：
「另外，顫振速度下陷，並不是超臨界翼型在跨音速範圍內所出現的唯一異常問題。」
「我們對幾種具備典型特徵的機翼進行了風洞測試，發現在跨音速區，尤其是凹坑最底端附近出現的顫振現象更加複雜，比如在某些馬赫數和特定攻角下，先後或同時出現了拍響應、極限環振盪、失速顫振、單自由度顫振、猝發響應等一系列現象……」
這一句話，又讓某幾個人不免有些尷尬——
華夏人擅長的顯然不只是數值計算，在風洞測試的水平上也並不落後……甚至可以說是領先於人。
好在，劉洪波這會早就忘了剛才的那點小事，很快繼續道：
「我們的模型可以相對準確地還原出極限環振盪的測試結果，也就是您剛剛提到的，曲線上不連續的那一段，但對於其它規律性更差的現象同樣無能為力。」
「而且博士你也應該知道，哪怕是風洞測試，也只能定性，而非定量模擬出這一速度段的真實響應情況……」
聽著劉洪波的解釋，艾德斯坦納覺得有點頭皮發麻。
他甚至開始有點慶幸，當初自己拍板，把機翼設計這一坨工作給甩了出去。
實際上，全世界第一個使用二自由度舵面模型進行地面顫振模擬的國家正是法國。
或者嚴格來說，正是達索。
但也正因如此，艾德斯坦納反而更容易想像到，對方描述的究竟是一副怎樣的地獄繪圖。
考慮到今天的時間寶貴，他決定暫時放棄中間部分直奔主題：
「所以……既然無法達到馬赫數0.95的設計要求，那麼貴方的設計結果具體是多少？」
艾德斯坦納當然沒看過論語，但也知道取乎其上，得乎其中的道理。
因此，雖然表面上提出的目標是0.95，但其實還有一個稍低一些的心理預期。
只不過之前從來沒跟其他人提起來過。
如果華夏人能實現這個最低門檻，那為了不耽誤項目時間表，他也願意接受這一設計方案。
然而，劉洪波的反應卻完全出乎了艾德斯坦納的預料：
「等等……」
前者皺了皺眉：
「我剛剛只是在介紹設計過程中遇到的一些問題……但並沒有說達不到設計要求啊？」
「Ah？」
艾德斯坦納這邊連心理建設都已經做好了，結果卻聽到了這麼個回答。
這短短半個下午之內的大悲大喜，讓老頭子的心臟有點不堪重負。
他一邊下意識地敲了敲自己有些發悶的胸口，一邊指著面前的屏幕：
「可是這張圖……」
「這張圖是我們用貴方提供的原始翼型模擬出的結果，用來驗證計算方法的準確性，不是設計結果……」
劉洪波有些無奈地扶額搖頭，突然有一種回到課堂上給學生們上課時候的無力感：
「你們繼續往下翻，就能看到經過不同取向優化之後的幾種設計方案了……」
直到這時候，一眾人才想起來，這好像只是剛開始看到的第一張圖而已。
只不過因為裡面的信息量太大，因此耗費了很長時間……
隨著文檔向下滾動，一個個形態各異的設計方案，以及對應的計算結果陸續呈現在眾人面前。
「最開始，我們的思路是嘗試把利用極限環振盪，也就是把震盪相應控制在線性範圍內，這樣就可以通過主動抑制系統對其進行抵消，理論上可以讓顫振臨界速度無限逼近1馬赫，大概在……0.998左右。」
一群人圍坐在屏幕前面，而劉洪波則站在他們身後，不緊不慢地介紹著設計過程：
「不過，後來我們意識到，只有當極限環振盪幅值隨氣流速度的變化曲線與速度軸垂直時，才能滿足上面的要求，而在這一基礎上只要稍有偏差，就會進入亞臨界分岔，從而誘導產生爆發型極限環振盪，這對於飛機來說風險實在太高……」
「所以，我們最後決定，暫時不去解決跨音速凹坑問題，而是把凹坑出現的位置向後擠壓，讓飛機能相對安全地處於超臨界分岔曲線上，這樣可以採用諧波平衡法求解流動控制方程，再和結構運動方程聯立就能求解非線性顫振。」
「考慮到顫振速度下陷是由空氣壓縮性的影響引起的，只需要優化翼面對正向來流的壓縮效應……」
「……」
排除掉一些不能透露的核心機密之後，劉洪波用了大約40分鐘，把整個優化過程大概介紹了一遍。
這個時候，設計文件也被翻到了接近最下面的位置。
「儘管我們付出了很大的努力，但結果仍然無法達到線性極限環震盪時的數據，畢竟這是理論限制所決定的，無法用簡單的工程手段突破……」
劉洪波用無比惋惜的語氣說道。
而其它眾人本來就聽得正出神，內心自然也跟著他的語氣一沉。
不過，還沒等沉到底，艾德斯坦納就翻到了最終設計結果的部分。
與此同時，劉洪波也話鋒一轉：
「很遺憾，我們最後優化出的設計方案，極限速度只達到了馬赫數0.985……」
原本緊盯著電腦屏幕的十幾雙眼睛，幾乎同時轉而看向了劉洪波。
「？？？」
您聽聽您說的這是人話嗎？
只達到了0.985？
雖然出於動力限制、經濟性和安全性的考慮，飛機不可能真的頂著機翼可承受的極限速度飛。
但極限速度如此之高的超臨界機翼，基本上意味著完全可以實現0.9-0.95馬赫的最大巡航速度……
相比於上一代公務機來說，已經是差不多15%的提升了。
艾德斯坦納深吸了一口氣，決定不去計較這個華夏人似乎有點怪異的語氣：
「足夠了……0.985……已經足夠了……」
(本章完)