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第43章 手钻三百六十个孔!

“别关。”

林栋的手还按在点火开关上,温度表指针在抖。

一千二百六十度。

一千二百八十度。

段工的手指悬在紧急切断阀的拉杆上。

“超了五十二度,再往上走就到合金蠕变临界点。”

“我知道,还剩四十七秒。”

“你怎么知道?”

林栋没有回答,系统的倒计时在光幕上跳。

四十秒。

三十九秒。

温度继续往上爬。

一千二百九十度。

一千三百零二度。

段工的手已经握住了拉杆,指节发白。

“再等十秒。”林栋说。

“为什么?”

“等温度曲线出拐点,超温的起始段是线性上升,爬到峰值之后会减速,如果拐点在一千三百度左右,说明热点只在表面,壁心还没到蠕变温度,如果拐点超过一千三百五十,壁心穿了。”

段工盯着温度表。

一千三百一十二度。

一千三百二十度。

曲线还在往上走,但斜率在变小,从每秒三度降到每秒一度。

一千三百二十八度,曲线平了。

拐点到了。

“关!”

段工拉下切断阀,燃料供应截断。

燃烧室里的轰鸣声在不到一秒内消失了,只剩金属在高温下发出的极轻微的噼啪声,合金冷却收缩的声音。

“拐点一千三百二十八度,壁心没穿,热点在表面。”

段工把手从拉杆上拿开,手掌在拉杆上留了一个湿印。

“你怎么知道拐点是一千三百二十八?”

“gh34加钴之后的热导率提了将近百分之八,热导率越高,壁面到壁心的温度梯度越小,一千三百二十八度的壁面温度传到壁心大概是一千二百五十度左右,刚好在蠕变临界以下。”

“所以你让我等,不是在赌,是在算。”

“不全是算。”林栋把系统光幕关掉。

系统给出了拐点预估,但他在系统弹出之前就已经决定要先看曲线,前世记忆里的那次烧穿告诉他,热导率是决定性变量,而gh34加钴之后热导率提高了多少,他需要亲眼确认。

温度降到一千度以下之后,段工打开发动机检修口,火焰筒从燃烧室壳体里拉出来。壁面上有一片巴掌大的变色区域,在中段偏后的位置。

金属表面从银灰色变成了深蓝紫色,温度超过一千三百度之后氧化膜变色的痕迹。

“热点在中段。”段工拿千分尺在变色区域测了壁厚。

比设计值薄了零点零四毫米。

高温氧化的损耗。

“前段加了三十毫米,温度确实降了,但中段没降。”

“因为问题不在长度,在进气速度。”林栋的手指按在变色区域的中心位置。

“燃料喷嘴喷出的混合气在前段点燃之后,到中段燃烧最剧烈,进气速度从每秒三十米加到了每秒六十米,混合气在中段的停留时间只有前段的一半,停留时间越短,火焰筒壁被加热的速度越快,加长三十毫米延长了前段的停留时间,但中段的停留时间只加了不到五毫米。”

“加长火焰筒治的是前段,治不了中段。”

“对,中段需要另一种办法。”

林栋拿起铅笔,在纸上画了一个火焰筒的截面,中段偏后的位置画了两排小孔,孔径零点五毫米,间距三毫米,交错排列。孔的角度和火焰筒内壁成三十度。

“气膜冷却,从压气机引一股没有燃烧的冷空气,从这些孔里吹进火焰筒内壁,冷空气在壁面上形成一层极薄的气膜,把高温燃气和金属壁隔开,气膜厚度不到零点二毫米,但能把壁面温度降至少一百度。”

段工凑过来看图。

“零点五毫米的孔,怎么钻?机床上最小的钻头是一毫米,零点五毫米的钻头国内没有。”

“手钻,让韩铁生来。”

林栋拿起电话,接东北重机厂的长途。

“韩铁生,涡轮盘锻到第几件了?”

“第八件,十二件后天全部锻完。”

“锻完之前你先回来一趟,带手钻,火焰筒中段要钻两排零点五毫米的孔,机床钻不了,太细,手钻最稳。”

“钻孔多少个?”

“三百六十个,中段壁面上一圈一百八十个,两排。”

“给我一天。”

“明天中午之前钻完。”

韩铁生嗯了一声,挂了电话。

第二天上午,韩铁生从东北重机厂回来了,火车坐了四个小时。

他带了三样东西:手钻,零点五毫米钻头六根,一个自制的钻模夹具,钻模是他在火车上画的,一块弧形铝板,弧度刚好贴合火焰筒内壁的曲率,铝板上钻了两排定位孔,每排一百八十个,间距三毫米,交错排列,定位孔的孔径一毫米,比钻头大。定位孔只是引导,真正精度靠手。

“钻模怎么在火车上做的?”

“铝板是东北重机厂的边角料,弧度用锤子敲出来的,敲了一个小时。”

他用台钳把火焰筒固定住,钻模套进火焰筒内壁,手钻装上零点五毫米钻头,钻头伸进钻模的定位孔,触到火焰筒壁面。

手钻启动,钻头尖在壁面上转了三秒钟。

穿过去了。

一个极小的孔,边缘整齐,没有毛刺。

第一个孔。

第二个。

第三个。

韩铁生的手很稳,右手上那三道伤疤已经完全愈合了,只剩很淡的白线。

钻到第一百个孔的时候,钻头断了。

零点五毫米的钻头是钨钢的,硬度高但极脆。

韩铁生换了一根钻头,把断的那根从定位孔里抽出来,断口整齐,没有残留。

“还剩五根。”

“够,两根够钻完。”

第一百八十个。

第两百个。

第三百个。

第三百六十个。

韩铁生把钻模从火焰筒内壁拿下来,两排小孔,交错排列,每一个孔的边缘都整齐。

他用压缩空气吹了一下孔眼,没有堵塞,没有毛刺翻边,然后用手掌在火焰筒外壁上摸了一圈,三百六十个孔,摸过去像在摸一把极细的砂纸。

“钻完了。”

“气膜孔的角度和设计值偏差多少?”

“钻模的弧度贴合火焰筒内壁,定位孔的轴线是三十度,手钻没有偏,偏了钻头会断。”

林栋把火焰筒装回燃烧室壳体,燃料喷嘴接上,压缩空气管接上,从压气机验证机引了一根旁通管,把压缩空气送进气膜孔。

“再试。”

段工的手指又放在了紧急切断阀的拉杆上,和昨天一样,但这次指节没有发白。

点火。

轰鸣。

温度表开始跳。

八百度。

一千度。

一千一百度。

一千一百五十度。

一千一百八十度。

一千二百度。

一千二百一十度。

停住了。

停了将近五分钟没有动。

“中段壁面温度,一千二百一十度。”段工的声音比昨天高了半个调。

“比设计上限低了四十度,气膜把壁面温度降了将近一百二十度。”

“火焰筒出口温度。”

“一千零八十,正常。”

“燃烧效率?”

“百分之九十七,和设计值一致,气膜没有影响燃烧。”

“继续烧,烧满一个小时。”

段工把记录本翻过一页,开始写新的数据行。

一个小时后,温度曲线从头到尾平滑,中段壁面最高温度一千二百一十五度,出口温度一千零七十五度,燃烧效率百分之九十七点二,气膜孔的压缩空气消耗量只占总进气量的百分之一点五,对发动机推力几乎没有影响。

“一小时热试通过。”

林栋把试车数据从头到尾看了一遍,然后拿起铅笔,在火焰筒的图纸上把那两排气膜孔标了出来,孔径零点五,间距三毫米,角度三十度,交错排列。

旁边写了两个字:气膜。

韩铁生走之前他在研磨台上磨了一根备用零点五毫米钻头,这根钻头是他自己做的,用一截断掉的千分尺测杆磨的,磨了将近三个小时,磨完之后他用放大镜看了一下钻头的刃口。两条切削刃对称,后角一致。

“留这根备用。”

“涡轮盘后天全部锻完,十二件晶粒度全部七级以上,起落架支柱的模具已经装好了,明天开始锻。”

“机身主承力框呢?”

“水压机的活动横梁需要换模具,换一次要半天。机身框的模具比涡轮盘大了将近一倍,定位精度要求更高,首锻的平行度是零点零四毫米,机身框要求零点零二。”

“能做到吗?”

“换模具之前我测一遍。”

林栋点了一下头。

当天晚上,韩铁生坐火车回东北重机厂了。

两周后,毛熊的第一批钴铁合金到了奉天。

两百公斤装在十个铅封铁皮箱里,谢尔盖签发的货单上注明了合金成分:钴含量百分之十二点五,铁含量百分之八十五,其余是镍和微量锰,比协议里写的百分之十二高了零点五个百分点。

货单附注里有一行手写体,翻译后那行字的意思是:“锁存器使用费,第一期。”

段工把第一批钴铁合金投进电弧炉,合金液成色比用废渣钴深了一层,钴含量均匀,没有偏析,第一支正式批产火焰筒出模,段工拿千分尺从头测到尾,壁厚比国产钴那支又薄了零点零五毫米,重量轻了将近三成。

“两周后装整机。”

林栋把发动机总装图铺在桌上。

压气机,燃烧室,涡轮,尾喷管。

韩铁生锻的十二件涡轮盘,挑晶粒度最好的六件做转子和涡轮级,剩下的做备件,燃烧室火焰筒,正式批产第一支出炉。

尾喷管用加钴板材卷焊,长度比原设计减了两百毫米。

那是因为前世另一台发动机的尾喷管共振过,减了两百毫米之后振动消失。

压气机机匣,德景镇陶瓷研究所浇铸的,孙有德亲自盯得最后一炉。

每一段的接口尺寸都在图纸上标注了公差。

两周后,第一台喷气发动机的所有段落部件都排在了总装车间的地上。

韩铁生从东北重机厂运回了最后一批锻件,涡轮盘十二件,机身主承力框四件,起落架支柱八件,他从火车上把锻件一件件搬下来的时候,手上的三道伤疤愈合后的白线被钢箱的边缘蹭红了。

压气机段先装,韩铁生把压气机转子吊进机匣。

轴承装上去,德景镇陶瓷研究所研制的氮化硅陶瓷轴承,耐温八百五十度。

然后燃烧室装上去,火焰筒的那三百六十个气膜孔在灯光下像一圈一圈的暗纹。

涡轮级装上去,涡轮盘和导向器叶片。

尾喷管装上去。

最后一颗螺栓拧紧。

第一台全尺寸喷气发动机在总装车间地上蹲着。

长三点二米,最大直径零点八米,银灰色的金属表面在日光灯下泛着冷光,像一头还没睁眼的金属野兽。

“推进试车台。”

韩铁生和四个工人把发动机推上了试车台的滑轨,燃料管接上,滑油管接上,测控线缆接上,排气管道接上。

林栋站在控制间里,段工站在他旁边。

“点火!”

林栋按下了启动开关。

点火电极放电。

燃料喷入燃烧室。

一声低沉的轰鸣从发动机内部传出来,尾喷管里喷出一道橙红色的火焰,然后迅速变成蓝白色。

转速表开始跳。

三千转。

五千转。

八千转。

压气机把空气压缩到三个大气压送进燃烧室。

火焰筒里的气膜冷却系统开始工作。

三百六十个小孔同时吹出冷空气,在壁面上形成一层看不见的气膜。

中段壁面温度稳定在一千二百一十度。

一万两千转。

一万五千转。

涡轮级开始输出功率。

涡轮盘在每分钟一万五千转的离心力下承受着巨大的应力。

韩铁生锻的十二件涡轮盘里最好的那件,晶粒度八级,正在以设计极限转速运转。

两万转。

段工盯着振动传感器,指针在绿色区间内。

纹丝不动。

“两万转,振动正常,温度正常。”

林栋没有说话,他的眼睛盯着转速表旁边的另一块表,涡轮盘位置的声学监测仪。

声学监测仪的耳机挂在控制台上,扬声器模式,声音外放。

两万一千转。

涡轮盘位置传出一声极短的金属响。

不是正常运转的嗡鸣。

是一声“咔”。

很短,不到零点一秒,像有什么东西在高速旋转中磕了一下。

段工的手伸向了紧急切断阀的按钮。

“听到了吗?”

“听到了。”

“停不停?”

林栋的手指按在控制台上,指节发白。

“不停,继续加。”

两万两千转。

又一声“咔”。

这次比上次长了一点,零点二秒。

段工的手指已经按在了切断阀按钮上。

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