第七百九十五章 系統減重
在分開了之後,小型機動車發動機,還有大型的火車或者大型機械用發動機,可以說是兵強馬壯的,他們是最為龐大的科研團體,整個人數都超過了原有內燃機研究所,只有輕型化發動機,他們人員最少,只是從的內燃機研究所調動了一部分人,還有一些材料,高分子方面的專家。
看起來,這個飛機發動機是被遺棄了,這也讓飛行器研究所的有些的沮喪,他們不知道的是,在所有三個項目之中,最被寄予厚望,也是未來科技程度最高的,就是飛機發動機的。
原因無他,這是未來時代的工業之花,哪怕到了20世紀初,一戰二戰的時候,這兩個科技也都不簡單,除了足夠的動能之外,還有一點是非常重要的,那就是重量。
在火車發動機,以噸來衡量,機動車發動機以公斤來衡量,飛機發動機,有時候,減少幾克,都會是一個巨大的進步。
可惜,這個是未來的事情,飛機對於目前的定海軍來說,是一個錦上添花的結果,技術太高,要求也太高,只不過,沒有實質性的作用。
在21世紀,伴隨著汽車工業的發展,特別是輕型汽車的發展,減重也成為了的普通汽車發動機的一個關鍵,大量非金屬類材料,或者是輕質金屬類的材料的使用,讓小型發動機減重也成為常見的。
可是這個減重不是主流,甚至後世有些小型機動車,還以重量大功率大取勝的,在所有減重的領域之中,飛機是最重要的一個,特別是戰鬥機,可能一公斤的重量,對於一款戰鬥機發動機來說,就是好幾個檔次的差別,推重比,還有因此衍生出來的中推和大推發動機,它的各種性能,差別巨大。
趙信實際上,早在飛機誕生之前,就已經對定海軍,在飛機的各方面性能上面,進行了一定的摸底了,也有了一些基礎了,這個基礎,因為內燃機的關係,暫時沒辦法推動飛機的產生。
現在內燃機完成了之後,飛機的發展最大的一個關卡被越過了,接下來,就是不斷的增加內燃機的性能,並且積累飛機上面的各種技術。
對於飛機來說,首先是功率大,然後是重量輕,其他的,都不重要的,哪怕是一個簡陋的,安全係數不高的,只要解決了飛上天空的問題就可以裝備到飛機上面。
在原來的歷史上面,一直到一戰的中後期,才有國家的力量,投入到飛機研究,在此之前,十幾二十年的時間,飛機一般都是愛好者的玩具,這個從第一個的飛機,萊特兄弟發明的,他們只是在一個汽車發動機上面,進行了簡單的加工,弄了一定木材,還有其他簡單的加工,就把飛機的做出來了的。
現在的定海軍,或許,在科技上面,比起20世紀初的美國,還有一定的差距,這個差距的沒有想象的那麼大,在一些特定的領域,忽悠勝負。
定海軍的各方面發展不均衡,有些高,有些低,可是在趙信的整合之下,在很多方面,已經擁有了相當的程度的得,這些方面,如果全部疊加上面,對於飛機上面,那就是一個個長處。
比如說,材料,無論是鋼鐵材料,還是的高分子材料,甚至是一些塗層,這些都是20世紀初的世界各國所不曾有,內燃機是才剛剛的製作出來,各方面還不完善的,可是已經有了很多不錯的地方,最關鍵的是,趙信會組織人員,研究飛機升空的一些基本的理論。
比如說,按照趙信提出的這些東西,減重,用鋁合金,用高分子複合材料,取代發動機之中,原來不那麼重要的材料,減輕飛機的重量,這一點,一直到二戰時期,才慢慢的利用到飛機製造上面,在此之前,根本就沒有。
還有一些飛行理論,比如說,飛機的空洞布局,或許,研究者會考慮哪一個布局比較好,可是哪一種布局,更加具有空氣動力學標準,側重點更強,這一點,一直到飛機誕生好多年,甚至是的進入到軍事序列之中,這才開始出現。
定海軍藉助著趙信前瞻性的眼光,哪怕在飛機沒有誕生的那一刻開始,就已經注意到了這一點,甚至專門為飛機,開闢了一個飛機研究所,一個飛行發動機研究所,投入了大量的資金和人力物力,從最開始,這個飛機項目,就是一個正規軍,一個國家隊,跟其他的愛好者們,有顯著的不同。
對於內燃機進行細分,這也是在內燃機出現的初期的時候,沒有做過的事情,趙信對於未來,非常的了解,直接在最初的時候,就直接的細分,這有利於發動機的發展,每一個項目的,可以在內燃機的基礎上面,只是考慮發展方向的問題,做出來更加轉移,更加細化的發動機。
這中間,或許某一個環節獲得突破,對於整個內燃機領域都有用的話,也可以很快的使用到其他的各個領域之中。
之前,因為內燃機研究所,有其他方面的重要任務的,當時很失望,不得已又去啃原型機飛行器研究所,在得到了飛行器發動機研究所成立的消息之後,很是興奮,立刻過來進行聯合研發。
飛行器必須要參考著飛行器來的,這一點,飛行器研究所是有一定的積累的,這些積累,對於發動機而言,用途不大,現在首先,先把架子搭起來,第一個要解決的問題就是,發動機減重的問題。
在不考慮功率的問題,儘可能的減重,這個減重的,對於20世紀初的美國,非常的困難,減重就需要使用比較輕的金屬,當時的鋁合金也沒有達到的什麼情況下的,減重非常的苦難,對於以鋼為主的材料來說,可能幾盎司都是一個難以解決的問題。
可是在定海軍,雖然投入最大,技術指標之類最為高的,是鋼鐵,可是一通百通,一定情況之下的,或許達不到非常高的程度,可是用于飛機減重,是沒有任何的問題了
鋁合金,這個一直到二戰前期,才逐步的發展起來,二戰之中,金屬戰機的出現是主流,可是還有一部分的木質飛機,原因很簡單,鋁合金,不是那麼容易掌握的,並且在真正爆發的時候,各種的材料,都非常的缺乏,有時候使用木質飛機是沒辦法的事情。
電力雖然沒有在定海軍大規模的普及,可是一些城市的照明用電和家用用電已經出現了,一些規模化的發電廠也已經出現,這就給鋁合金提供基礎。
鋁業是大規模用電的行業,電力的數量,電力的價格,直接決定了鋁的價格和產量,定海軍不說跟21世紀相比,可是鋁的冶鍊還是在進行的,並且再此的基礎上面,開發出了一系列的合金。
這些合金,有相當的一部分的,可以直接帶入到發動機裡面,按照鋼鐵的比重在7.8左右,而鋁合金一般在2.2到2.8之間。
只要更換一多半,整個重量就能夠下來差不多一半,這對於幾公斤都需要設計的飛機來說,這是一個巨大的進步。
定海軍不僅僅只有的鋁合金這麼一種的,在科技的發展上面,特別是材料發展上面,定海軍有很多的優勢的,來自於的後世的眼光,還有諸多後世先進的東西,這些東西,加在一起的,就成為了定海軍的優勢,這個優勢,是放在鋁合金上,在飛機誕生之初,甚至沒有誕生的時候,鋁合金已經推陳出新,有了好幾代了。
同時,在鋁合金基礎上,還有在高分子複合材料上面。
鋁合金再怎麼的減輕,也是一種金屬,2.5的比重,比起水都要沉重的多,更別說是跟空氣相比了,可是高分子複合材料,那就不一樣的,比水輕的那是常態,比木頭輕的,也是比比皆是的,甚至有一些的,不說是跟空氣相比了,可是總體的密度,在一個數量級上面,幾倍,幾十倍的樣子。
這樣的減重,就非常明顯,可能減重超過一半,超過四分之三,都是一件非常有可能的事情。
當然了,大部分的高分子複合材料,都不耐高溫,飛機發動機,甚至內燃機領域的每一款發動機,他們都是高溫運作的,那些高分子複合材料,一旦進入到高溫領域,要麼會燃燒,要麼會融化。
這一點,在後世,也是一個關鍵的難題,要找到阻燃性,熔點高的高分子複合材料,那非常困難。
當然了,在後世,也是解決了,對於要求強度大,耐熱性高的地方,可以用金屬,或者是一些跟高級的材料替代,其他的,不太重要的地方,可以用重量輕的材料,同時,一些無法分開的部分,可以用塗層,或者多層複合結構來替代。
哪怕現在,定海軍的石油化工並不發達,可是卡牌系統這個優勢,加上一些提取的材料,還是在高分子領域有一些收穫,這部分,不管有用沒有,一股腦的就給送入到了內燃機的研究所。
這中間,原型機之中很少使用的,第一款實用性的內燃機也沒有,飛機發動機項目,還是非常有用的。
在20世紀初的時候,這三個項目,雖然在一起,卻略微的有些分開,可是真正的徹底的分開,還要等到的技術更加的發達的,分類更加明顯的時候的。
可是如同趙信這樣,直接的分開。
專門飛機的項目的,這個非常的重要,關係著以後的發展,也關係著未來,五洲的聯繫的,只有交通發展到一定程度,對於國家的控制力度,才會更強的。
這種情況之下,把輕質材料,眾多的金屬塗層之類,都給併入到這個項目,並且在最初的時候,不求的功率,只求減輕重量,增加推重比,這個在20世紀末,甚至21世紀才出現的,卻的在這裡使用上來了。
看起來風馬牛不相及的幾個項目,被併入到一起的,卻起到了相當的效果的,減重,對於有替代品來說,要實現非常的容易,鋁合金,還有大量其他非金屬的部件,進入到了發動機項目,很快,就起到了很好的笑過,整個發動機的重量,在不降低多少的功率的前提下,降低了60%左右。
也就是說,整個發動機的重量,只有之前的三分之一多一點,這是一個巨大提升,毫不客氣的說,原來的內燃機發動機,在600公斤左右,一下子降低到了240公斤,這等於說減少了360公斤。
看起來的減重的幅度不大,這也相當於普通五六個成年男子了,這對於整個推重比來說,效果非常強。
如果只是這個,最多,弄出來一個普通的飛機,趙信對於發動機項目的提點,很快蔓延到了飛機其他項目上面。
在飛行公式之中,速度,密度,還有重量,這都是飛機起飛的重要數據,在大小相同或者相似的前提下,重量越輕,起飛時候需要的速度也就越小。
發動機減少的重量,只是一個部分,實際上,最大的減重,並不是這個發動機的減重,而是飛機本身的。之前飛行器研究所,只是考慮的有無的問題,為了堅固的性能,把飛機坐的相對比較的沉重。
可是有了內燃機,有了這個突然出現的方法,在大量的使用輕質木材,在大量的使用鋁合金和高分子材料的前提下,居然讓飛機整體的重量,減少了70%。
這並不意味,飛機起飛速度,就會降低70%的,可是整體的降低幅度,也非常的不小的,按照測算,並且經過了一定的整合,使用這個發動機的前提下,飛機的起飛速度,居然可以降低到的60%,也就是140公里左右。
這個結果,讓這個飛機研究所非常的興奮,350公里,對於這個時代的動力而言,要想實現,還非常的困難,可是到了150公里左右,那就是可以接受的幅度了,或許只要把動力還有傳動裝置,設計的更加出色一點,在平整的路面上面,要達成這個目的,並不是十分的困難。