Глава 116: Новая отправная точка для независимой авиационной отрасли (два в одном)
Поскольку время на подготовку очень короткое, а данных еще предстоит собрать много, Чан Хаонан ранее не проводил репетиций.
К счастью, весь метод оценки был в основном завершен им самим. Хотя стандарты авиационной отрасли еще не были прописаны, они глубоко укоренились в сознании Чан Хаонана.
Поэтому я пришел подготовленным.
«Уважаемые специалисты, я дам подробное описание и пояснение содержания «Руководства по оценке искажения полного давления на входе в авиационные турбореактивные и турбовентиляторные двигатели».
Чан Хаонан встал рядом с экраном проектора, посмотрел на десять членов экспертной группы перед собой, глубоко вздохнул и официально начал свое представление.
Первая часть — это, естественно, определение.
«Хотя все сидящие здесь люди являются экспертами в области авиационной энергетики, эта связь по-прежнему важна.
Потому что то, что он вводит, — это «стандарт».
И именно стандарт создал мир.
Так же, как книги, написанные по одному и тому же тексту, или автомобили, движущиеся по одному и тому же пути.
До этого у 10 000 человек может быть 10 000 интерпретаций определенной концепции в голове, но после этого они должны быть едины.
Стандартизация — краеугольный камень науки и ее романтика.
«Аэродинамическая устойчивость авиационного двигателя означает способность поддерживать рабочее состояние двигателя относительно возмущений, обусловленных аэродинамикой, независимо от таких факторов, как прочность конструкции двигателя…»
«Поскольку точка наибольшего отношения давлений и точка наибольшей эффективности высокопроизводительного компонента сжатия находятся очень близко к границе устойчивости; и для того, чтобы обеспечить его стабильную работу, запас по помпажу устанавливается таким образом, чтобы мощность наддува, которую может обеспечить компонент сжатия, не использовалась полностью. В какой-то степени это эквивалентно растрате проектного потенциала двигателя...»
«Для компонентов сжатия характеристическая диаграмма, показанная на рисунке 1.3, делится на область стабильной работы и область нестабильной работы, а разделительную линию можно определить как границу помпажа…»
«Существует много типов факторов дестабилизации, которые влияют на аэродинамическую устойчивость двигателя, и их воздействие на двигатель также различно. Некоторые факторы дестабилизации увеличивают общую рабочую линию компонентов сжатия, а некоторые факторы дестабилизации смещают границу устойчивости компонентов сжатия вниз...»
Чан Хаонан спроецировал на экран характерную диаграмму компонентов сжатия и осторожно представил ее, держа в руке длинную указку, в то время как десять экспертов внизу также были заняты написанием и тщательной записью интересующего их контента.
«С этой целью я проанализировал и подсчитал большое количество отказов двигателя, связанных с нестабильностью, которые произошли в прошлом, и обобщил 16 типов факторов ухудшения стабильности в оценочных спецификациях, включая искажение давления, искажение температуры, ударную волну, порыв ветра, изменение числа Рейнольдса, включение/отключение силы форсажа и неустойчивый теплообмен...»
«Учитывая, что существует множество типов факторов дестабилизации, я разделил их на четыре основные категории в соответствии с механизмом, который влияет на запас по помпажу двигателя, и создал математические модели их влияния на аэродинамическую устойчивость двигателя: факторы стационарной дестабилизации, фактор дестабилизации класса динамического процесса, фактор дестабилизации класса искажения впуска, фактор дестабилизации статистического класса».
«Для первых трех типов факторов дестабилизации для количественного анализа и оценки используются численные методы расчета; для четвертого типа факторов дестабилизации для их оценки в основном будут использоваться статистические нормативные значения. Ниже я сосредоточусь на третьем типе, которым является воздухозаборник. Приводятся подробные инженерные методы для оценки факторов дестабилизации искажающего типа...»
Если бы Чан Хаонан только что переродился, все равно было бы довольно сложно объяснить даже часть такого довольно сложного набора стандартов.
Но за последние несколько месяцев, особенно с момента присоединения к 83-му проекту, его прошлые недостатки в инженерном опыте были устранены, поэтому он может легко объяснить некоторые немного непонятные моменты с помощью примеров расчетов или иллюстраций.
Более того, у Чан Хаонана в настоящее время есть уникальное преимущество.
Именно он реально участвовал в проекте Turbojet 14.
Первая модель двигателя в Китае, прошедшая все процессы испытаний.
Хотя я не принимал участия с самого начала, этого было достаточно.
Пообщавшись вчера по телефону с Ду Ишанем, Чан Хаонань начал рассматривать возможность реструктуризации стандартной системы всей авиационной отрасли.
Как человек, переживший второе десятилетие XXI века, только он знает, как здорово для инженеров иметь полностью независимый набор технических стандартов.
Многие процессы разработки можно выполнить с использованием инкапсулированных стандартных моделей так же легко, как и с помощью строительных блоков.
По аналогии, это как писать программы на языке ассемблера или даже на машинном языке в прошлом, но теперь вы внезапно можете напрямую использовать языки высокого уровня.
Поэтому, представляя идею численного моделирования, он специально нарисовал пирог для присутствующих членов экспертной группы:
«Следует отметить, что данное руководство по оценке является не только руководством по эксплуатации для испытаний на аэродинамическую устойчивость, но и частью системы анализа аэродинамической устойчивости авиационных двигателей».
«Когда наши стандарты в области аэродинамики будут достаточно полными и точными, мы сможем создать систему моделирования, подходящую для нескольких типов двигателей, чтобы оценить влияние различных факторов дестабилизации на аэродинамическую устойчивость двигателя, позволяя пользователям выбирать упакованную модель. Стандартная модель собирается в целевой двигатель для моделирования, тем самым направляя процесс проектирования воздухозаборника, соответствующего двигателю...»
Когда Чан Хаонань заговорил об этом, несколько экспертов с другой стороны уже выразили восхищение.
Конечно, они знают, что об этом еще не написано.
Но этот торт такой вкусный.
Китайский проект авиадвигателя долгое время использовался в качестве вспомогательного проекта самолета и не имеет технической преемственности. Поэтому предварительные исследования и процесс проектирования каждой новой модели похожи на прохождение через катастрофу, требуя большого количества повторяющейся работы, тратя много времени и с точки зрения финансирования, результаты часто не очень хороши.
Все эксперты, сидящие здесь, испытали эту беспомощность, поэтому они надеются, что идея, предложенная Чан Хаонаном, может быть реализована.
Вы должны знать, что модульное численное моделирование и моделирование двигателей — это то, о чем развитые страны, включая Великобританию и США, никогда не задумывались.
В эту эпоху, когда большинство людей хотят пойти по стопам Соединенных Штатов или Европы, нелегко придумать такую «необычную» идею.
Некоторые люди даже начали представлять себе, какое влияние окажет эта система моделирования.
Объяснение постепенно подходит к концу.
«...Если требуется, чтобы локальный запас по перенапряжению ΔSM1 удовлетворял √[max (ΔSMP^2, ΔSMA^2) + ΔSMW^2] + ΔSMT + ΔSMW>ΔSM1, то для компенсации температурных искажений требуется рассчитать локальный запас по перенапряжению. Метод заключается в следующем...»
«После получения локального требуемого запаса устойчивости каждого дестабилизирующего фактора локальный требуемый запас устойчивости неслучайных факторов рассматривается методом алгебраической суммы, а локальный требуемый запас устойчивости случайного фактора рассматривается методом квадратного корня суммы, так что получаем общий требуемый запас устойчивости».
«Среди нескольких рассматриваемых типичных условий эксплуатации тот, у которого остаточный запас устойчивости наименьший, является слабым звеном в конструкции аэродинамической устойчивости двигателя, а также объектом, который необходимо оптимизировать на этапе инженерного проектирования».
Говоря об этом, он прямо привел диаграмму общего требуемого запаса устойчивости турбореактивного двигателя 14.
В нем четко указано, что при полете на больших высотах или при изменении условий включения/выключения форсажа это является самым слабым звеном в устойчивости этого двигателя.
Соответствует данным, полученным в ходе испытательного полета.
Чан Хаонан повернулся и слегка поклонился членам экспертной группы.
«Это конец моего введения в методы испытаний и оценки аэродинамической устойчивости авиационных двигателей. Я немного поработал. Спасибо всем».
Наступило короткое молчание.
Примерно через несколько секунд раздался первый взрыв аплодисментов от кого-то неизвестного. После этого весь конференц-зал мгновенно наполнился аплодисментами.
На данный момент всем известно, что скоро появится первый стандарт, полностью принадлежащий китайской авиационной промышленности.
Конечно, регулярная сессия вопросов и ответов по-прежнему необходима.
Просто атмосфера совершенно иная, чем на обычных обзорных встречах.
В обычных обстоятельствах характер вопросов, поднимаемых группой рецензентов, больше похож на «допрос», который требует от людей на сцене объяснений, разъяснений или исправлений вещей, которые не были четко объяснены ранее или в которых были допущены упущения или даже ошибки.
Немного похоже на защиту диплома, но гораздо серьезнее по своей сути.
В конце концов, национальные стандарты охватывают широкий спектр областей и имеют большое влияние, и здесь нет места небрежности.
Поэтому иногда этот процесс опроса может длиться даже больше дня, поскольку могут быть обнаружены проблемы, которые необходимо будет устранить за пределами объекта.
Поэтому нередко встреча по обзору длится десять с половиной дней.
Однако в случае Чан Хаонана, поскольку его вступление было исключительно полным, и у него также был опыт реального проекта, такого как Turbojet 14, стиль сессии вопросов и ответов на этот раз был больше похож на... просьбу дать совет.
В конце концов, слишком много новых концепций, теорий и инженерных методов было внедрено одновременно.
«Товарищ Чан Хаонан, в предоставленном вами документе руководства по оценке упоминалось, что на входе компрессора установлено устройство имитации искажения вставной пластины. Почему эта вставная пластина должна быть установлена как одна серповидная пластина?»
Первым, кто задал вопрос, был инженер средних лет, который не выглядел слишком старым. Судя по бейджику на столе, его звали Линь Юань.
На вчерашнем заседании именно он первым предложил разработать новый стандарт на основе руководства по оценке, а не вносить незначительные улучшения на основе старого стандарта 1994 года.
Именно по этой причине Линь Юань уделяет большое внимание каждой детали, о которой говорит Чан Хаонань.
Как инициатор, он должен гарантировать, что все пойдет не так.
Многих людей с инженерным образованием больше беспокоят вопросы, связанные с принципами.
Однако теоретическая база Чан Хаонана относительно прочна, и за последние несколько дней он собрал много данных, поэтому он уверенно подошел к доске рядом с собой, не испытывая никакой паники, взял мел и нарисовал четыре простые диаграммы, одновременно объясняя:
«В ходе испытаний Turbojet 14 мы опробовали четыре различных подключаемых устройства имитации искажений, включая цельную форму полумесяца, двухкомпонентную форму полумесяца, форму круглого кольца и форму сектора».
«Согласно полученным результатам, четыре схемы проектирования относительно близки по своей способности генерировать искаженные поля потока, но схема 1, которая представляет собой одну серповидную пластину, включает наименьшее количество независимых переменных и имеет только одну высоту перегородки H. На раннем этапе численное моделирование и оптимизационная работа по обеспечению устойчивости на этапе инженерного проектирования являются более полезными».
«Например, во время реконструкции компрессора турбореактивного двигателя № 14 мы специально рассматривали оптимизацию запаса по помпажу…»
После этого другой человек спросил:
«В методе испытательной эксплуатации в руководстве вы упомянули, что необходимо использовать подключаемое устройство имитации искажений для постепенного увеличения интенсивности искажений до тех пор, пока двигатель не войдет в нестабильное рабочее состояние, чтобы получить запас устойчивости и
Коэффициент чувствительности к искажениям. Означает ли это, что двигатель должен разрушаться каждый раз при проведении оценки устойчивости?
«Это зависит от состояния самого двигателя. Теоретически, для хорошо спроектированного авиационного двигателя индекс искажения можно отрегулировать, чтобы привести его в состояние вращающегося срыва, которое не приведет к необратимому повреждению конструкции, но для этого требуется множество экспериментов и смоделированных данных в качестве подтверждения».
Столкнувшись с этим немного резким вопросом, Чан Хаонань не изменил выражения лица и по-прежнему уверенно улыбался:
«Это то, что мы надеемся сделать в будущем, а именно использовать данные о потоке на входе в компрессор для определения состояния двигателя во время полета самолета. При появлении признаков помпажа мы можем напомнить об этом пилоту или даже активно скорректировать положение самолета в полете, чтобы избежать более серьезных сбоев, связанных с нестабильностью».
«Более того, оценка устойчивости является частью испытания на предельные возможности, как и статическое испытание самолета и полное ресурсное испытание двигателя, поэтому повреждение испытываемого объекта изначально запланировано».
Спрашивающий кивнул, очевидно, соглашаясь с этим объяснением.
Во время летных испытаний большинства моделей прототип № 02 не будет виден, поскольку, как правило, № 02 будет машиной для статических испытаний, а последней частью статических испытаний всей машины является разрушение самолета как конечное условие.
Хоть это и может показаться прискорбным, но это необходимо.
Чан Хаонан бегло ответил на несколько вопросов подряд.
Наконец, после более чем четырехчасового марафона по рассмотрению, руководитель экспертной группы Лю Чжэньсян написал на представленной работе слова «согласен принять» и поставил свою подпись.
Впоследствии свои подписи поставили еще девять человек, что было расценено как официальное одобрение метода оценки на уровне Комиссии по науке, технологиям и промышленности национальной обороны.
После прохождения ряда последующих процессов утверждения он будет официально «упорядочен» и станет стандартом.
Согласно соглашению о нумерации, он будет называться GJB/Z64A-96.
Это имя стоит запомнить.
Хоть это и незаметно, но это отправная точка для авиационной промышленности Китая на пути к избавлению от внешней зависимости и реальному движению к независимости.
…
После завершения проверки группа экспертов не покинет Фучэн сразу, поскольку одной из их задач первого этапа является отслеживание испытаний турбореактивного двигателя 14.
Это можно рассматривать как интуитивное понимание данного набора методов оценки.
Когда Чан Хаонань привел десять членов группы экспертов в комнату управления высотной испытательной платформы, выражение лица Яо Мэнна, которое изначально было спокойным, стало немного напряженным.
Даже если он является учеником академика Ду Ишаня, не каждый может встретиться с группой экспертов, направленной Комиссией по науке, технологиям и промышленности по национальной обороне, не изменив выражения лица или сердцебиения, как Чан Хаонань.
Эта битва как раз для студента бакалавриата.
Но для аспиранта это слишком много.
Более того, она всегда чувствовала, что просто помогает Чан Хаонаню, и не была уверена в том, что сможет командовать ситуацией на месте.
«Иначе... на этот раз вы все равно будете у власти?»
Пока несколько членов экспертной группы тянули Лю Чжэньсяна, чтобы задать ему вопросы, Яо Мэнна подошла к Чан Хаонаню, который делал большой глоток воды.
«Все в порядке, не нервничай, просто следуй инструкциям».
Голос Чан Хаонана уже охрип. Обзорное совещание, которое длилось с полудня до вечера, почти истощило его энергию:
«В последние дни проводником испытаний всегда был Ты. Теперь, если я поменяю человека на месте, мне придется начинать обкатку заново, что неуместно».
Увидев редкое нервное выражение на лице старшей сестры, Чан Хаонан похлопала ее по плечу, чтобы подбодрить.
В результате другая сторона, похоже, стала еще более нервной...
Я опубликовал его вчера вечером, когда забыл его установить... Я обновлю его вечером, как обычно.
(Конец этой главы)
