第369章 舰载机与发动机
第369章 舰载机与发动机
朱仲梁和朱靖垣祖孙两个上了航母之后，已经休整补给完成的航母双编队就再次离港。
这两艘大型航母虽然都已经正式交付海军了，但工部为了记录和解决实际使用中可能出现的新的问题，仍然安排了小规模的工匠团队，继续跟着海军舰队活动。
这个团队的负责人名叫邹明海，是一个四十岁上下的北方汉子，是正五品的高级工匠。
这时候就跟在朱仲梁和朱靖垣身边，给两人介绍航母和飞机的情况：
“陛下，殿下，现在咱们的航母和飞机，其实都还算是测试当中。
“所以现在船上搭载了的飞机型号比较多，目前总共有七种。
“首先就是已经定型的，在原有的定海号上测试过的，五型战斗机的舰载型号。
“五型舰载战斗机是数量最多的战斗机，是用于验证和摸索航母作战理论的主力战斗机。
“然后就是两种测试中的新型舰载战斗机，七型和八型。
“七型战斗机是在五型的基础上，更换了验证中的双排气缸发动机。
“它的汽缸从一排九个，增加到了两排十八个，理论最大功率应该能够超过两千马力。
“发动机目前还不是非常稳定，持续输出功率暂时只有一千六百马力。”
朱仲梁和朱靖垣祖孙两个，站在航母甲板中间的跑到上。
看着两侧船舷上倾斜着停放的两排战斗机。
其中一排朱靖垣在地面上见过，类似历史上的海怒式战斗机。
他们就是已经定型的五型舰载机，使用单排九缸星型发动机，标准功率一千马力。
目前航程已经优化到了一千公里，作战半径也超过了四百公里。
另外一排中的一部分，形态跟五型战斗机类似，但是机头被略微加长了一部分。
整个机体外形轮廓，也发生了一些不是细微的变化，似乎是重新设计了。
那些就是换装了双排十八缸的新发动机的七型战斗机。
朱仲梁听着邹明海的说明，明显带着惊叹和感慨，以及毫不掩饰的惊喜说：
“短短五年的时间，发动机功率就从上百马力，一路提升到了一千六百马力。
“太快了，真的太快了，这种功率的飞机，已经具有统治天空的能力了！”
说到这里的时候，朱仲梁下意识的转脸，看向自己身边的朱靖垣。
在心中忍不住感慨，有自己这宝贝孙子的引导，有大明皇帝和皇室财团的权力支持，大明的航空技术发展真的快到飞起来了。
如果没有他直接指明了道路，大明的工匠应该自己也会慢慢摸索出这些技术。
但是实现的时间就可就没数了。
自己有生之年能不能看到一千马力的发动机都是个未知数。
朱靖垣正仔细的盯着一架七型战斗机的前头观察，心中考虑发动机相关的事情。
星型活塞发动机，从一排变成两排，是一个非常重要的技术节点。
理论上可以让功率直接翻倍，增加的空间却并不是很多。
有了两排就能继续设计三排，甚至四排的超级星型活塞发动机。
这样的技术成熟之后，把活塞发动机功率提升到两千马力，只是时间问题了。
有了这种多排气缸堆叠的设计，再加上涡轮增压、喷水恢复、涡轮复合等几个增加发动机功率的关键配套技术，基本上就是风冷发动机的终极形态了。
这条路走到极限之后，就该转向涡轮发动机了。
现在大明的设计工匠，在自己的引领下，已经基本完成了多排气缸的堆叠。
涡轮增压等配套技术，不知道有没有自发的摸索出来。
如果没有的话，自己也差不过该主动提一嘴了。
邹明海注意到太上皇朱仲梁看着朱靖垣，而朱靖垣正在仔细观察旁边的这些飞机，就马上跟着说明它的大致情况：
“七型舰载战斗机更换了发动机之后，性能有了很明显的提升。
“最重要的是最大平飞速度，已经达超过了六百公里每小时。
“正常巡航速度也超过四百公里每小时。
“航程达到了一千两百公里，作战半径逼近五百公里了。
“我们安装了两门二十毫米机炮，机腹下能够挂载五百公里的炸弹。”
朱靖垣听了轻轻点头，这飞机看参数已经完全可以用了。
朱靖垣记得不是很清楚，感觉二战早期的大部分战斗机，应该都达不到这个水平。
然后朱靖垣的视线转移，看向了旁边的十几架双发战斗机。
还有他们后方的，那些双发攻击机们。
这些东西更是直接超出了二战服役的战斗机和攻击机的规模。
历史上的双发螺旋桨舰载机，英国的海蚊式、海黄蜂，美国的F7F虎猫，其实都是战后才完成并服役的。
倒不是说当时的海军强国，在二战前乃至二战中都造不出双发舰载机。
而是大飞机要用大航母，不然作战能力直接断崖式的降低。
当时的世界各国都没有那么大的航空母舰，
虎猫是给六万吨的中途岛搭配的，海蚊式和海黄蜂也是伴随着四万七千吨的大胆级航母的设计和建造推进的。
但是等到中途岛和大胆级航母服役的时候，喷气时代已经到来了。
双发螺旋桨舰载机直接错过了时代。
现在这个世界，喷气时代还没影呢，甲板比中途岛更大的航母已经造出来了。
那双发舰载机也就理所当然的可以尝试上舰了。
眼前这个双发战斗机，甚至不是朱靖垣主动提的，而是大明的工匠自己搞的，只不过当时也咨询了朱靖垣的意见。
朱靖垣的意见就是可以搞，还给他们画了海蚊式和虎猫的大概轮廓给他们参考。
然后他们就搞出来了，样子有点像是两者的混合体。
邹明海看着发现朱靖垣的视线转移，马上过来继续说明这边的飞机的情况：
“八型战斗机，是咱们全新设计的，使用两台发动机的重型战斗机。
“飞机的机体尺寸增大的同时，各种基本性能都有了大幅度的提升。
“最大飞行速度已经测出了六百八十公里，后续可能会继续攀升。
“最大航程已经达到了一千八百公里，载弹量也超过一吨。
“由于发动机放在了两侧，中间的机头部分完全空了出来。
“我们在这里安装了四门二十毫米机炮。
“两个发动机同时工作，也让战斗机的安全性更高了。
“就算是一台发动机发生故障，也有很大概率能够依靠另一台发动机平安降落。
“双发战斗机的缺点也很明显。
“灵活性不如单发战斗机，占用的甲板空间也更大。
“目前海军和工部的看法比较一致，都认为双发飞机更加适合做攻击机。”
朱靖垣听到这里，也跟着慢慢点头。
现代喷气式战斗机，双发对单发基本是全面碾压的。
因为喷气式发动机可以并排放在中间，基本不影响机体的灵活性。
但是双发螺旋桨飞机，发动机就只能和客机一样，放在两侧的翅膀上了。
这必然会影响飞机的盘旋和翻滚能力，对空作战能力也就随之明显的降低了。
但是这种战斗机也不是没有用。
朱靖垣笑着回头说：
“还可以当截击机，需要有更高的速度和航程，用于拦截敌方大型轰炸机的战斗机。”
朱仲梁和邹明海听了顿时下意识的跟着点头。
“我们目前……潜在的对手，泰西各国应该已经在设计大型轰炸机了。”
“所以这个路线还是不能放弃的，要继续保留测试和升级研发……”
朱靖垣和爷爷以及大工匠邹明海，在航母甲板上聊着天继续看飞机。
从甲板中间往后走，就到了停放攻击机和侦察机的地方。
邹明海继续说明了三种侦察机的情况。
与战斗机的分类非常类似，也是一种原有的成熟的五型单发攻击机，然后有换了双排气缸大功率发动机的七型攻击机，最后是使用两台发动机的八型攻击机。
相比战斗机，攻击机当然更加追求稳定和挂在能力。
所以八型双发攻击机的载弹量已经达到了两吨。
理论上可以挂两发航空鱼雷。
海军和工部对双发攻击机都非常的满意。
双发飞机的特点，对于攻击机而言，几乎全部都是优点。
足够大的体型，也能同时承担鱼雷攻击和俯冲轰炸两种不同类型的任务。
至于侦察任务，当然也可以承担。
所以目前工部和海军的判断是，航空母舰上只需要两种飞机。
单发的战斗机，双发的攻击机，以及攻击机兼任的侦察机。
朱靖垣等人在甲板上逛着聊天的时候，航空母舰也逐渐离开了港口。
到了外海之后，航母开始加速，开始调试飞机，准备放飞测试和展示。
朱靖垣一行人也在航母上的军官的带领下，进入了舰桥上面向甲板的指挥室里面。
朱靖垣通过窗户上的玻璃，看着外面热闹起来的甲板，开始询问自己的猜测：
“邹工，现在工部和财团的工匠们，有没有考虑过，在不增加气缸的情况下，继续提升发动机的功率，也就是提升燃油利用率，或者说工作效率。”
邹明海稍微有点意外，然后马上回忆自己了解的情况，不是很确定的说：
“我记得应该是有的，应该说是很多人都考虑过。
“内燃机发动机工作的时候，产生的废弃喷出的速度可能超过音速。
“这些能量实际上都浪费了，如果能够利用起来的话，应该是能够增加工作效率的。
“只不过，目前大家的主要精力，基本都放在堆叠汽缸上。
“目前的核心任务是解决双排汽缸设计中的各种问题。
“在这个时候同时考虑废气回收利用，很可能会让这些问题变得更加复杂。
“所以对于废气利用相关的研究还，目前还没有成为正式的课题。
“所以现在只是部分同僚个人在在进行理论上的探索。
“等到双排气缸的发动机基本稳定之后，这些同僚的研究结果应该就有机会利用上了。”
说到这里的时候，邹明海想到了朱靖垣以往的奇思妙想，几乎是下意识的追问说：
“殿下，您在这方面是有什么想法吗？”
朱靖垣笑着点头说：
“我还真的有，不过正如你所说，目前的主要任务是解决双排气缸堆叠的问题。
“但是，废气利用，效率提升相关的研究，也可以同步开始研究。
“可以在单排气缸的发动机上进行研究和测试。
“两个方向的研究完成之后，直接合并升级的速度，可比一一单独研究的效率高多了。”
“我目前有这样几个想法，首先是涡轮实验室和空包弹起动机的经验。
“就像风吹风车一样，气流可以能够推动涡轮旋转，发动机喷出的废气同样可以。
“可以用设计几个辅助的涡轮机，接收发动机喷出的废气的能量，转化为旋转的动能。
“再通过齿轮将这些能量合并到发动机主轴上。
“这个设计可以叫涡轮能量回收系统。”
邹明海和朱仲梁听了都是下意识的点头：
“这个逻辑很清晰，可以预料的是肯定会有效的。”
“这样理论上完全不增加油耗，就能直接提升发动机的最终功率……”
朱靖垣笑着说：
“逻辑很简单，难点在于涡轮的设计，以及能量回收的效率。
“整个涡轮能量回收系统要占用多少重量？放在对重量敏感的航空发动机上是否划算？
“按照我的预料，这个过程可能会比较困难，但也是值得去研究的。”
邹明海和朱仲梁马上陷入了沉思，本能的开始思考其中的难度有多大。
朱靖垣是早就知道，这里面的坑大着呢，可靠性都很难控制。
但是做到极致的效果也真的很厉害。
首先能让把功率密度提升到极限，还能把风冷发动机的燃油效率基本追平液冷发动机。
历史上末代十八缸星型活塞发动机R-3350，总排量54.862升，使用涡轮能量回收的末期型号，最大功率达到了三千八百马力。
同时代的二十八缸星型活塞发动机R-4360，总排量71.489，没有使用涡轮能量回收的最终型号，最大功率也是三千八百马力。
4360使用了废气助推的最终型号，最大功率才达到了四千三百马力。
就算是按照4300马力算，4360的单位排量功率也明显小于3350。
二十八缸的结构复杂度也远远超过3350。
单位油耗也远高于3350。
不过他们都不只是使用涡轮能量回收，还都用了涡轮增压和喷水恢复技术。
所以朱靖垣就顺着这个思路，把这两个方向也说了一下：
“然后就是另外一个思路，还是来源于涡轮原理。
“还是利用内燃机排出的废气吹动涡轮风扇，但不是直接将能量合并到主轴上了。
“而是制作一个压缩机，将空气压进气缸，增加气缸内的压力。
“这当然能够提升发动机的单位功率，但是缺点也是能够想象得到的。
“空气压缩后温度会升高，会让汽缸温度上升的更快。
“同时压缩后的空气，与喷入燃油混合之后的油气比例可能失调。
“这样的结果就是增加发动机爆震……
“不过这个问题也不是没办法解决，最起码是能够让其控制在合理的范围内。
“往气缸内喷水和酒精或者甲醇混合液，降低涡轮增压导致的高温，再次提升或者说恢复发动机损失的功率。
“同时水和酒精雾化后能够增加压力，再次增加气缸做工的功率，同时还能降低涡轮增压导致的爆震。
“这样的组合设想放在一起应用，应该能同样排量的发动机效率再次提升一大截。
“而且我觉得，这个组合的设计制造和控制难度，应该是低于涡轮能量回收，可以把优先级放在涡轮能量回收设计前面。”
邹明海听得稍微有点懵，不过作为高级的工匠，也就是现代的高级工程师，基础知识和经验都非常扎实。
邹明海很快就理顺了朱靖垣讲得这些事情的逻辑。
这两个想法虽然有点脑洞大开，而且两种设想的组合的方式，给人的感觉格外的巧合。
但是也觉得这种设想的确是具有一定可行性的。
如果是普通人提出了的，邹明海和工部的工匠们，可能不会特别的重视。
只是在例行的实验中安排一下。
但是朱靖垣提出的设想，那就需要重点去反复研究了。
不是因为朱靖垣的身份高贵，而是朱靖垣的设想实现的概率实在太高了。
这些年来朱靖垣拿出来的想法，虽然不能说完全没有失败的，但绝大部分都非常有用。
邹明海仔细的把朱靖垣说的内容记下来，非常认真而且郑重的说：
“感谢殿下的指示，我会尽快把这些信息发回军器司，让京师的同僚们尽快开始测试。
“有结果了之后马上通知您，中间如果遇到什么问题，也请您继续不吝赐教。”
以往朱靖垣和工部也都是这么配合的。
设想提出来只是第一步，摸索和实现的过程中的问题还多着呢。
这些技术都实现出来，活塞发动机也基本上走到头了。
在原本的历史上，二战之后的几十年里面，一直到二十一世纪，活塞发动机也再也没有出现特别划时代的革命性改进。
就算是不断革新的汽车和工程机械上，也都基本延续着以往的经典设计。
未来的方向是涡轮机，包括喷气式发动机，燃气轮机。
朱靖垣直接微笑着颔首说：
“没问题，不过邹工和工部的大工们，也可以顺着这个思路思考和验证。
“我们正在利用的能量转化方式，这些设想中能量转化方式的效率是如何提升的。
“其实这也是我的实验室正在研究的技术，工部也可以同时做一些同步的先期研究了。”
邹明海不愧是真正的高级工程师，听到这个提示瞬间就反应过来了：
“您的意思是，涡轮？已经有工匠看到了涡轮的潜力，工部的确有相关的研究。
“不过研究目前也是处于前期摸索之中，还没有明确的方向，殿下有好的想法吗？”
朱靖垣直接给了确定的回应：
“可以说是有的。
“我现在发现，我的实验室也发现，涡轮动力相关的设计，真的是简单粗暴。
“而简单粗暴就是工业的极致追求。
“越是简单的设计，制造和维修越简便，能量损耗越低，效率越高，能量密度越高。
“包括飞机发动机在内的绝大部分发动机，都是将内能最终转化为圆周运动的动能。
“无论是汽油机还是柴油机还是蒸汽机，都是最终输出的都是旋转的动能。
“只不过中间有一个转换过程，内燃机要有曲轴和连杆，先将内能转化为往复运动，再转化为旋转运动。
“蒸汽轮机要先将燃料的内能，转化为水蒸气的动能，再用水蒸气驱动蒸汽涡轮旋转。
“但是锅炉和水蒸气的能量密度太低，重量太大，没办法装在飞机上。
“飞机能够利用的涡轮机，显然是类似废气涡轮和燃气涡轮。
“废气涡轮归根结底也是燃气涡轮。
“所以，我们不如这样考虑，燃料不再燃烧推动活塞运动了，直接燃烧形成燃气，直接去推动涡轮旋转。
“就像空包弹启动器那样，只不过不是空包弹的那样一锤子买卖了。
“而是要在一个稳定的空间持续的燃烧，持续的喷涌加热膨胀后的燃气，燃气持续的推动涡轮旋转，涡轮持续推动螺旋桨旋转。
“甚至让燃气直接喷，直接不要螺旋桨了，看看能否获得足够的动力，让飞机飞起来。
“我的思路就是这样，工部可以考虑搞搞这方面的研究。”
朱仲梁在旁边听得眼睛发亮，他显然是发现了自己知道的东西，自己非常期待的东西。
朱仲梁几乎是本能的追问朱靖垣：
“这种发动机做出来要多久？”
朱靖垣想了想说：
“本来我估计可能需要十几年，现在我感觉应该能够缩短几年了……”
朱仲梁明显有些激动，下意识的追问：
“为什么？怎么回事？发生了什么？”
旁边的邹明海，听到朱靖垣那些描述，已经陷入了思考，这时候试探着说：
“要让燃气在一个空间内持续燃烧，并且用高温燃气推动涡轮旋转，对燃烧的空间和涡轮叶片的强度和耐高温的能力都有很高的要求。
“而现在……我们有了电渣重熔钢，目前已经确定这种钢材的性能远远超过传统钢材，可以用来制作各种高强度、高精度、耐高温的合金钢。
“这些材料可以用于高功率的大型电机转子，高强度和精度的轴承以及切削工具，需要高强度和耐高温的燃气涡轮制造应该也能用得上……”
朱仲梁恍然大悟，在眼前一亮的同时，又想到了另外的事情。
钢铁这种基础材料工艺的提升，能够带动整个工业体系的基础升级。
那么，能否加速浓缩铀的提炼速度，乃至是制造原子能武器的速度呢？
这种事情是绝对的秘密，除了两代皇帝和知情者朱靖垣之外，不可能让任何人知道。
所以朱仲梁强行安耐住了好奇心，决定等到晚上休息的时候在单独跟朱靖垣讨论。
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