第434章 十倍寿命

<\/b>在接下来的两天时间里，又有几名从事相关领域的研究人员陆续到达。实际上，如果是在科研基础比较好的国家，这种问题完全可以像当初给新舟60项目做机翼颤振分析一样，直接以606所或者科工委的名义，作为一个研究课题发出去，让几个课题组分别进行。除了可以相互竞争之外，没准还能在这个过程中搞出点什么别的东西来。先发国家的很多技术积累其实就是这么来的——研究出来的时候感觉不知道有什么用，但到了后来的某个时候突然就发现竟然对某个领域至关重要。就比如常浩南当时提出来的那套算法，现在已经在建筑、机械、能源等多个领域投入了应用，甚至在某些行业有幸成为了国家标准的一部分。不过，以华夏目前的技术底子，要是都去这么搞就有点舍本逐末了。作为一个后发国家，前人没走过的路，去趟一趟很可能有额外的收获，但别人已经走过一遍的，那还是摸着石头过河为好。更何况常浩南给涡扇10设定的时间表也不允许这么慢慢来。在有了众多专业人员的支持之后，研究速度便显而易见地被提高了上来。“其实随着弹流理论的发展，以我们现在的能力已经可以在过去拟静力学模型基础上充分考虑弹性流体动力润滑的作用，比较精确地计算出油润滑作用下的滚动体\/套圈接触区油膜厚度和压力分布……”王钦黎站在一块黑板前面，正在介绍自己目前的研究方向。“王教授，等等……”另外一名来自西北工大的张庆刚教授趁着他喝水的功夫问道：“那你们是怎么处理油膜拖动力的，还有琼斯模型里面的套圈控制理论，如果要进行动力学，或者哪怕拟动力学计算的话，也不可能继续用这方面假设……”由于这个年代相对缓慢的信息传递速度，大家过去虽然也偶有见面，但学术层面的交流基本还是局限于发文章，而论文毕竟是对研究成果的概括总结，终归不如面对面来的直观和全面。尤其对于同行来说，很多时候一个课题组研究过程中的错误和反复比研究成果本身更有启发性。而这些东西光靠看论文根本看不出来。现在常浩南突然把这老几位凑到一起，尽管前者本人还没有表过态，但仅凭他们的一番交流，就已经碰撞出了不少火花。“油膜拖动力只要用油膜厚度计算公式结合牛顿流体模型算出接触面上的切应力，再进行积分就可以求得，我们计算出来的结果是跟实际情况大概会存在10%-20%不等的差距，但作为拟动力学计算来说，已经完全可以发挥大方向上的指导作用了。”王钦黎把保温杯放下，继续回答同行的问题：“至于琼斯模型么……”他说着露出了一个玩味的笑容，回头在黑板上飞快地绘制了一个示意图。“在一年以前，我们确实没有什么更好的方法，但是现在，可以利用滚动体和套圈之间的位移-变形相容条件确定滚动体和套圈的变形和受力，求解偏微分方程组得到滚动体的公转、自转速度，即可获得轴承内部的几何关系及载荷分布情况……”“这我当然知道，但轴承的工作状态会出现很强的非线性，如何保证一定能够获得可用的数值解？”张庆刚自然能听懂王钦黎的意思，实际上，考虑弹流润滑理论也是他正在研究的方向。但工程上的事情，很多时候并不是理论说得通就行了。结果算不出，一切等于零，说什么都不好使。“这个么……就不得不提到常总了。”后者说着看了一眼正坐在教室另外一边，正一言不发地低头记录的常浩南：“我们学校作为第一批申请试用torchmultiphysics的用户，已经有几位同事通过那里面的数值求解模块解决了不少类似的强非线性偏微分方程求解问题，我和其中一位做齿轮研究的教授合作，最后开发出了一种全新的计算模型，简单来说就是……”随后，他花了十几分钟，用最精炼的语言把自己的全新成果汇报了一遍。“考虑到并不是只有我一个人在这项工作中做出了贡献，所以我暂且决定将这个模型命名为‘冰城模型’。”说到这里的王钦黎眉飞色舞，显然，能在老同行兼老对手面前显摆一番让他非常高兴。“……”张庆刚脸上的肌肉微微抽动了一下。尽管有客观因素，但相似的研究方向，人家走在更前面，他确实不好说什么。然而王钦黎继续跳脸：“所以，张教授如果在这方面不懂也没关系，只要用我们的模型代入计算就可以了……”到这里，有点担心两位老同志在他面前从学术较量演变成物理较量的常浩南觉得，自己是时候终结这场讨论了。否则恐怕不好收场。他把笔记本放到一边，然后站起身。王钦黎很自觉地把黑板翻了个面，然后挪到常浩南旁边，自己坐了回去。“首先，非常感谢各位刚刚的讨论，不仅让我确定了现在国内高速轴承的发展水平，也给了我不少启发。”客套还是要先客套一下的。不过紧接着下一句，他就看向了刚刚坐下的王钦黎。“王教授，你们这个模型相比于过去的理论确实是一个飞跃式的进步，但还是存在几个问题。”“首先是对润滑剂的牛顿流体假设在滑动状况较严重时应该会对计算结果产生比较大的误差，并且在轴承高速运动时，润滑剂的特征也会偏离理想牛顿流体，所以个人觉得，这个模型应该更适用于重载低速的场景下，跟我们现在要解决的航发轴承工作状态恰好完全相反。”王钦黎本来也只是习惯性显摆一下，而且常浩南所说的确实没有问题：“不愧是常总，简直一语中的，我们正是在给冰城锅炉厂生产的重型轮机设备研发轴承件的过程中开发了这套理论。”脸都快绿了的张庆刚终于暗中松了口气。见到气氛总算和谐了一些，常浩南回过头，在黑板上迅速地写出了几个要点：“航空发动机应用的轴承件在工作过程中，一来要面对极高的温度，二是要和飞机一起承受巨大的外部过载，所以和各位过去研究的普通轴承件有巨大的不同。”“所以我们接下来的研究方向主要是以下几点，首先是考虑航空发动机滚动轴承和挤压油膜阻尼器耦合非线性作用，把飞机的运动看作转子系统的牵连运动，建立机动飞行条件下复杂结构支撑非线性的柔性非对称转子系统动力学模型……”“其次，考虑中介轴承外圈损伤故障，研究机动负载环境下中介轴承双转子系统的冲击振动特性，分析转子转速比、机动载荷大小、轴承损伤跨度以及转子转速对多转子系统冲击振动的调幅调频作用机理……”“接着……”“最后，结合以上这些理论和工程基础，基于损伤容限思想，开展基于复杂循环工况的航空发动机轴承优化设计工作。”一番介绍结束之后，常浩南放下手中的粉笔，看向还在低头奋笔疾书的几位教授：“考虑到涡扇10发动机的基础设计目前还没有成型，我们暂时以斯贝mk202为基础进行设计，相关数据将会由我来提供，不过各位要注意，这个项目涉及到保密问题，如果要带学生参加，一定要事先跟他们说明情况。”“至于目标，初步定为把三支点和四支点两个轴承组的寿命提高到原来的十倍！”“十……十倍？”听到这个目标，就连王钦黎都一个手抖，差点把钢笔给扔出去。轴承这种东西作为一个纯机械零件，一般认为很难出现什么飞跃式的进步，他们过去的研究成果基本都是30%-50%这样提升，哪怕直接引进国外先进技术，也就是2-3倍的水平。结果现在他张嘴就是一个数量级？常浩南对于这样的反应倒是并不意外，只是淡淡点头：“嗯，目前这两个零部件的平均寿命只有不到300小时，如果能提高十倍，就能实现零件和整机同寿，这样在设计的时候就可以省去很多只是为了更换方便而不得不加入的结构，有利于降低发动机的结构复杂性和重量。”“对于新一代发动机来说，这是至关重要，也必须突破的一个部分！”<\/b>