问题已经被发现,解决办法倒是很简单:设计时,就把机翼设计一个扭转角,等机翼受力之后的形状正好是设计的机翼。
这事儿,听着简单,但是,如果李巍不提醒,大家伙还真没想到。
这是经验!
类似机翼扭转角这种问题,在各大飞机厂家都是属于经验类的知识,根本不外传。有时候是不知道真正的机理,无法外传。
这个年代的航空业,刚刚度过了“木匠和工程师之争”。
飞机发明后的前二十年,经常有工程师造飞机,水准不如木匠的。其中一大原因就是,某些经验,没有形成文字和理论,木匠们却根据经验或者直觉进行改进,掌握了一定诀窍。
一战中,某牛叉的飞机设计师根本不懂空气动力学,看一眼飞机的实物就能造出来,而且性能还更好。
堪比神话小说。
这特么找谁说理去?
普朗特教授知不知道?肯定知道。但就是不说,不是使坏,而且希望学生们在实际工作中发现问题解决问题!而且,实践问题和理论问题不同,解决需要经验!需要试验!
错误已经找出来了,下面就是改正错误。
在座诸位,沉默良久,最终计算组的周小胖子周宇吉红着脸道:“这个,这个,真算不了。”
在座地都有相当的数学水准,眉毛都快拧一堆了,最终纷纷放弃,的确,算不了。
李巍诧异了一秒钟,立刻意识到他是想当然了。
周宇吉领导的计算组,其实已经相当“前沿”,飞机上每一个节点结构都经过了计算。这种计算在这个时代其他的飞机设计单位根本是不可想象的。哪怕在哥廷根大学空气动力实验室,理论已经有了,但还是理论。
周宇吉的计算组遇到机翼扭转角这个具体科目的计算,力不从心!
数学理论,在三十年代和二十一世纪初相比突破性的进展不多。李巍所能想到的解决办法就是使用计算机“有限元”设计。
在这个年代,没计算机,就别想了。
但也不是不能算。可是呢?要知道,机翼由两根主翼梁,十几道横隔板(腹板),前樯后樯,再加上蒙皮组成。这些零部件的紧固方式有铆接,有粘接,有榫接,螺栓等,其中涉及的力学计算非常复杂。
更增难度的是,这是要计算三维的弹性变形!
那啥,学过结构力学的,都知道,弹性变形是多么难计算的玩意。
总之,公式和计算方法,计算组还能解决。也就是说能计算!
可是计算量以及需要做的实验,简直是天文工作量。需要时间!不是一两天,一两个月,很可能是一两年,甚至更长的时间!
那咋办?
总设计师在!
汉斯迈耶认为,遇到这个问题,李巍必须去找哥廷根大学在这方面最有研究的托尔明博士。托尔明博士很牛,乃是应用数学和空气动力学的双料博士,他的理论成果其实就是有限元的基础模型!
只是,李巍虽然找了托尔明博士的论文,但并没有计算,而是再一次站在机翼模型前面,“看”!
据汉斯迈耶的日记,李巍又看了大约一个小时,就定下来扭转角。
“按六度扭转角设计!”
这是李巍在飞机设计这个行当中的高光时刻。
金口玉言!言出法随!印象派设计大师的名号真正的竖立!
实际上,还有另一个办法,那就是按照不同的扭转角度造几幅机翼,一个一个的实验。弊端是:费时,费力,费资金,费生命。
划重点:费生命。飞机是要试飞的!试飞是危险的!是会出人命的!
敲黑板,李巍是试飞员!
解决了扭转角问题,终于,进展到了投料制造阶段!
在设计飞机的过程中,李巍的科技素养折服了不少人。空气动力学方面让汉斯迈耶视为神奇,不算什么。在机械方面,让天才常磐璞赞叹这才是值得猪脚骄傲的!
大家知道,无论是飞机的机身还是机翼上,有不少维修孔,观察孔,加油孔。这些孔都需要盖子。常规的用螺丝紧固,很明显不利于维修检查,需要更简洁的设计。
李巍亲自动手设计的几个盖子,有抽屉式的,有合叶式的,好几种。这几种盖子的设计,含金量都非常高,甚至是在这个时代的独创!其中一种“盖子”的设计,利用了拓扑学原理!
外行看热闹,内行看门道。就这个拓扑学盖子,让常磐璞“浪费了”整整一个下午!
“这个设计,非常巧妙。”常磐璞道:“甚至可以用到机枪设计上!”
“我只问你,服不服?”李巍也很傲娇的。要知道这是常磐璞这个天才,第一次真正的佩服,来之不易啊!
常磐璞:“。。。。”
“送你几个字“最精心的思考,最简单的实现!””
这句名言,毛子某著名枪械设计大师说过,其他还有很多名人说过,现在,姓李了!这句话乃是真正的机械设计真谛!
机械这门学问,易学难精。这些盖子的紧固方式,其实可以有很多种,但是简单可靠的方式,却不是每个人都能想出来的。
李巍倒也不是比别人聪明,而是他见过很多类似的“盖子”。互联网时代的机械工程师的见识,就一个字“广”。但缺点是深耕的领域相当狭窄!
投料制造都已经进入第三天。哥廷根大学空气动力学实验室最近有了一项新的发现,在极小的风洞中,第一次观测到了激波现象。对此,李巍是不感兴趣的,而且这些教授们发现了激波现象,却定义为“空气压缩”。这一现象的发现,比起美国NACA晚了两三年。话说在二战中,几乎所有科学家都把激波现象当作了空气压缩!
李巍漫不经心的参加了有关“空气压缩”的报告会后,普朗特教授把李巍叫到了办公室。
“威廉,你要两个月造一架飞机?还要去投标?”普朗特教授问道。
“教授,是这样的。”
“造飞机不是简单的事情,不要太急了。“普朗特教授道:“另外你的学业一定要抓紧。”
“教授,我每天都上课的。”
“我是说你与迈耶的课题。”
“教授,你放心,我感觉已经找对了路子,接下来就是实验和计算论证。”
“很好。不过,你的课题要保密,而且速度要加快。如果在明年二月之前能拿出来,说不定有意想不到的好处。”
保密,李巍已经很注意了。有关“机翼震颤”这一类课题,并非纯理论性的课题,有着极高的实用价值。虽然大学生课题组与博士研究生课题组之间有保密隔断,但是,李巍还是得知了博士生组有“bf109机翼震颤分析”的课题。普朗特教授如此重视,说明那个博士生课题组的进展并不顺利。
德国空军,很着急的!
这项研究,价值高到何等程度呢?
前文已经提过,比如一架飞机,四百公里时速就发生了机翼震颤,只需在机翼的前缘外端绑上一块几公斤的废铁,就能解决这架飞机的震颤!从而让这架飞机跨过这一阶段,发挥发动机的全部能力,真正地体现这架飞机的性能。
这就是科技的价值,性价比超高!
“有什么需要帮助的吗?”普朗特教授问道。
“风洞!”李巍道:“现在最难的是做实验,咱们学校速度高于四百公里速度的风洞太小了。教授,您知道的,结构设计中小模型的力学性能与全尺寸模型之间的线性关系很复杂,我已经头疼好久了,线性关系还不能确定。如果有大型的高速风洞,哪怕能测试四分之一模型,也会容易得多!精确得多。”
李巍所说的头疼,其实是汉斯迈耶在头疼。不过李巍也不是没帮忙。
“这样吧,明天你来我办公室一趟,我给你写封信。容克斯公司在亚琛有全尺寸风洞还有六百公里的高速风洞,应该会卖我的面子。”
普朗特教授道:“不过,你要把实验计划做好,否则很难得到容克斯公司的通过。”
这个,李巍当然是明白的。哥廷根大学的小型低速风洞,学生做实验是不收费的。而大型风洞和高速风洞,哪怕是普朗特教授做实验也需要申请的,这玩意花钱很多的!
而且,如果没有面子,还真约不到!威廉飞机的百分之十四点五模型,吹风实验,就花了足足一千马克!这仅仅是学校收的电费,其他费用全免!按照李巍的跨时空汇率,就是二十一世纪的四万美金!而且,还不包括李巍和汉斯.迈耶两人的课题消耗的资金。李巍和另外两个课题组消耗的试验资金。真细算的话,三千马克都打不住!
这是幸运还是不幸?要知道教练机的原型机现在已经在投料生产了!在这个时间段才得到更先进的风洞实验的机会!
不过,中国有成语:亡羊补牢,为时不晚!
去吹风!