第157章 拯救大兵运8
随后的一段时间里，在常浩南的帮助和指导下，对运8主翼和尾翼表面积冰形貌的预测结果很快就被拿了出来。
11月末初冬的寒风中，182厂的总装车间内，一群人正围着那架被拖出来当做研究对象的运8f。
在距离飞机不远的地方，摆着两张绘图板，上面分别绘制着运8主翼和水平尾翼的三视图。
如果放近距离细看的话，还会发现，在机翼边缘周围，还有几道用不同颜色勾勒出来的不规则线条。
由于机翼结冰问题涉及飞行安全，因此这段时间以来整个182厂的工作都放慢了下来，尤其是运8j的试飞工作更是因为上次的二等事故而直接停滞。
按照时间表，从英国购买的前两套搜水-2000ms雷达马上就要启运回国。
尽管在过去几年的前期准备中，雷达部分已经用等重量的配重模型进行模拟，验证了飞机的飞行性能不会因为加装雷达而出现过于严重的下降，但要把真正的电子设备安装到飞机上，还要考虑能耗、震动、工作环境、电磁兼容等一系列问题。
这些都是必须要上了天才能测试出来的。
因此，如果等到雷达运回国的时候还不能重新开始进行试飞科目的话，对于装备形成战斗力的时间都会造成非常不利的影响。
甚至一度有人觉得要不就先按照一开始的计划搞一套简单的多级电加热装置，等到下个型号再慢慢考虑更加完善的除冰系统。
最后还是梁绍修抗住了压力，全力支持常浩南几个人的基础研究科目，这才在今天见到了实际的成果。
“同志们，经过将近半个月的工作，我和林国范、祝兰两位教授已经完成了对于运8飞机机翼积冰生长情况的模拟和预测，并且还确定了相应的加热除冰系统负荷。”
常浩南的第一句话就在偌大的总装车间中引起了一阵掌声。
不管站在这里的人之前对这个研究抱着什么样的态度，但既然现在才过了半个月就已经研究出结果，那也没什么好争的了。
如果不是担心项目进度赶不上时间节点的话，谁会不想要一个效果更好还能提高飞行性能的系统呢？
“这两张图里面的红色、橙色、蓝色和绿色四条线，分别对应了不同恶劣程度的气候条件下，飞机在通过积冰区域120秒之后，机翼截面上的积冰生长情况。”
182厂的条件实在有限，并没有在京城或者盛京那边已经数字式投影仪，如果用幻灯片的话，一方面清晰度比较低，另一方面也没办法投影这么大的图纸，所以只好放在绘图板上面，让大家围在一起看了。
“所以在气候条件最恶劣的情况下，积冰竟然是主要分布在机翼下表面的？”
马上就有人看出了其中的端倪。
90年代中期这会，因为结冰探测器性能不足等客观原因，不要说华夏，全世界对于飞行过程中冰害问题的研究都还处在一个蛮荒时代。
别的不说，就连后世已经非常普及，甚至成为民机适航认定工作标准程序之一的自然结冰试验，都还没有一个特别统一和科学的标准。
美国人基本是仗着五大湖区的气温够低水汽够丰富，找个差不多的云团进去飞一圈。
至于别的国家就更是各显神通了。 好在大多数喷气式飞机的飞行工况本来就处在结冰区的边缘，因此民航领域和积冰有关的空难数量也还在可接受范围内，而且多数都是些atr72这种支线客机乃塞斯纳172之类更小的通航飞机，造成的影响也比较有限。
所以这个模拟出来的结果对于绝大多数人来说确实有些反直觉。
“运8飞机的飞行速度，在螺旋桨飞机中已经算是比较快的，根据我们的研究，在来流速度超过75m/s的情况下，过冷水滴在撞击到机翼表面之后会有更大的概率出现撞击回退，而不是正常的铺展粘滞现象，所以气流速度更快的机翼上表面反而相对干净。”
“并且，就算机翼上表面发生结冰，由于更快的来流速度也对应着更小的来流角度，其冰形也主要为没有溢流过程的霜冰，附着能力很差并且冰面形状与机翼形状十分接近，危害相比前缘和下表面的命冰要弱的多。”
“如果这是一架飞行速度比较慢的飞机，比如运5，那么重点关注的积冰区域就会变成机翼前缘和上表面。”
常浩南的解释条理清晰，很快就让围在四周的工程师们听明白了：
“所以咱们，或者说过去的几乎所有大型螺旋桨飞机按照经验搞的除冰装置，其实都没有抓住重点？”
“是的，有很大一部分的能量都被白白浪费掉了。”
常浩南点了点头，然后重新拿起笔指向水平尾翼的部分：
“另外还有一点，就是飞机的积冰程度会随着机翼弦长的增加而减弱，也就是越靠近机翼外部，越不容易发生积冰，这也可以解释为什么水平尾翼的积冰情况往往比主翼更加严重。”
“而根据我们的研究，相当一部分情况下，机翼结冰不仅不会导致升力下降，反而还因为积冰背部区域形成的强烈涡流而提供了额外的正压区域，对于一架正常布局的飞机而言，就会出现强烈的低头力矩，之前的那架运8j，也就是因此而发生了事故。”
“……”
在常浩南之后，是介绍气象学因素对于积冰问题影响的林国范，以及机翼表面微结构设计的祝兰。
这场开在总装车间里面的小规模研讨会一直持续到了当天夜里，就连晚饭都是食堂派人送过来的。
随着三个人的讲解不断进行，一套崭新的积冰理论逐渐铺陈在了所有参会人员的面前……
“那么，只要我们根据不同的积冰情况，在机翼的不同区域给出不同的除冰设计，就可以大大提高防冰能力，并且改善能量消耗水平。”
“根据我们的计算，在积冰情况最严重的机翼前缘应用祝兰教授设计的柱状表面微结构之后，这四条线所对应的工况下，每米机翼所需要的电加热除冰系统功率需求分别为 160w、465w、992w和 1430w，而气热除冰系统的换算热功率分别为128w、402w、817w和1265w。”
“即便考虑留出50%的安全裕度，也比之前苏联人的设计节约65%的电能和85%的热能。”
“尤其是后者，在热气除冰装置打开的时候，可以直接提升大约8%的发动机输出功率1
常浩南说到这里，把手中的铅笔丢在了面前的桌子上：
“所以，同志们，接下来我们的工作就是，根据计算结果，把对应的两套除冰装置给设计出来，并且跟机翼内部结构进行匹配，让运8这个老兵焕发新生1
注：本章中关于机翼上下表面流速的问题采用了中学课本上出现过的伯努利原理（高流速带来低压力）进行解释。但严格来说，人们至今仍然并不完全清楚“飞机为什么能飞起来”这个问题，关于机翼升力的具体来源，也分为几种不同的流派
(本章完)
随后的一段时间里，在常浩南的帮助和指导下，对运8主翼和尾翼表面积冰形貌的预测结果很快就被拿了出来。
11月末初冬的寒风中，182厂的总装车间内，一群人正围着那架被拖出来当做研究对象的运8f。
在距离飞机不远的地方，摆着两张绘图板，上面分别绘制着运8主翼和水平尾翼的三视图。
如果放近距离细看的话，还会发现，在机翼边缘周围，还有几道用不同颜色勾勒出来的不规则线条。
由于机翼结冰问题涉及飞行安全，因此这段时间以来整个182厂的工作都放慢了下来，尤其是运8j的试飞工作更是因为上次的二等事故而直接停滞。
按照时间表，从英国购买的前两套搜水-2000ms雷达马上就要启运回国。
尽管在过去几年的前期准备中，雷达部分已经用等重量的配重模型进行模拟，验证了飞机的飞行性能不会因为加装雷达而出现过于严重的下降，但要把真正的电子设备安装到飞机上，还要考虑能耗、震动、工作环境、电磁兼容等一系列问题。
这些都是必须要上了天才能测试出来的。
因此，如果等到雷达运回国的时候还不能重新开始进行试飞科目的话，对于装备形成战斗力的时间都会造成非常不利的影响。
甚至一度有人觉得要不就先按照一开始的计划搞一套简单的多级电加热装置，等到下个型号再慢慢考虑更加完善的除冰系统。
最后还是梁绍修抗住了压力，全力支持常浩南几个人的基础研究科目，这才在今天见到了实际的成果。
“同志们，经过将近半个月的工作，我和林国范、祝兰两位教授已经完成了对于运8飞机机翼积冰生长情况的模拟和预测，并且还确定了相应的加热除冰系统负荷。”
常浩南的第一句话就在偌大的总装车间中引起了一阵掌声。
不管站在这里的人之前对这个研究抱着什么样的态度，但既然现在才过了半个月就已经研究出结果，那也没什么好争的了。
如果不是担心项目进度赶不上时间节点的话，谁会不想要一个效果更好还能提高飞行性能的系统呢？
“这两张图里面的红色、橙色、蓝色和绿色四条线，分别对应了不同恶劣程度的气候条件下，飞机在通过积冰区域120秒之后，机翼截面上的积冰生长情况。”
182厂的条件实在有限，并没有在京城或者盛京那边已经数字式投影仪，如果用幻灯片的话，一方面清晰度比较低，另一方面也没办法投影这么大的图纸，所以只好放在绘图板上面，让大家围在一起看了。
“所以在气候条件最恶劣的情况下，积冰竟然是主要分布在机翼下表面的？”
马上就有人看出了其中的端倪。
90年代中期这会，因为结冰探测器性能不足等客观原因，不要说华夏，全世界对于飞行过程中冰害问题的研究都还处在一个蛮荒时代。
别的不说，就连后世已经非常普及，甚至成为民机适航认定工作标准程序之一的自然结冰试验，都还没有一个特别统一和科学的标准。
美国人基本是仗着五大湖区的气温够低水汽够丰富，找个差不多的云团进去飞一圈。
至于别的国家就更是各显神通了。 好在大多数喷气式飞机的飞行工况本来就处在结冰区的边缘，因此民航领域和积冰有关的空难数量也还在可接受范围内，而且多数都是些atr72这种支线客机乃塞斯纳172之类更小的通航飞机，造成的影响也比较有限。
所以这个模拟出来的结果对于绝大多数人来说确实有些反直觉。
“运8飞机的飞行速度，在螺旋桨飞机中已经算是比较快的，根据我们的研究，在来流速度超过75m/s的情况下，过冷水滴在撞击到机翼表面之后会有更大的概率出现撞击回退，而不是正常的铺展粘滞现象，所以气流速度更快的机翼上表面反而相对干净。”
“并且，就算机翼上表面发生结冰，由于更快的来流速度也对应着更小的来流角度，其冰形也主要为没有溢流过程的霜冰，附着能力很差并且冰面形状与机翼形状十分接近，危害相比前缘和下表面的命冰要弱的多。”
“如果这是一架飞行速度比较慢的飞机，比如运5，那么重点关注的积冰区域就会变成机翼前缘和上表面。”
常浩南的解释条理清晰，很快就让围在四周的工程师们听明白了：
“所以咱们，或者说过去的几乎所有大型螺旋桨飞机按照经验搞的除冰装置，其实都没有抓住重点？”
“是的，有很大一部分的能量都被白白浪费掉了。”
常浩南点了点头，然后重新拿起笔指向水平尾翼的部分：
“另外还有一点，就是飞机的积冰程度会随着机翼弦长的增加而减弱，也就是越靠近机翼外部，越不容易发生积冰，这也可以解释为什么水平尾翼的积冰情况往往比主翼更加严重。”
“而根据我们的研究，相当一部分情况下，机翼结冰不仅不会导致升力下降，反而还因为积冰背部区域形成的强烈涡流而提供了额外的正压区域，对于一架正常布局的飞机而言，就会出现强烈的低头力矩，之前的那架运8j，也就是因此而发生了事故。”
“……”
在常浩南之后，是介绍气象学因素对于积冰问题影响的林国范，以及机翼表面微结构设计的祝兰。
这场开在总装车间里面的小规模研讨会一直持续到了当天夜里，就连晚饭都是食堂派人送过来的。
随着三个人的讲解不断进行，一套崭新的积冰理论逐渐铺陈在了所有参会人员的面前……
“那么，只要我们根据不同的积冰情况，在机翼的不同区域给出不同的除冰设计，就可以大大提高防冰能力，并且改善能量消耗水平。”
“根据我们的计算，在积冰情况最严重的机翼前缘应用祝兰教授设计的柱状表面微结构之后，这四条线所对应的工况下，每米机翼所需要的电加热除冰系统功率需求分别为 160w、465w、992w和 1430w，而气热除冰系统的换算热功率分别为128w、402w、817w和1265w。”
“即便考虑留出50%的安全裕度，也比之前苏联人的设计节约65%的电能和85%的热能。”
“尤其是后者，在热气除冰装置打开的时候，可以直接提升大约8%的发动机输出功率1
常浩南说到这里，把手中的铅笔丢在了面前的桌子上：
“所以，同志们，接下来我们的工作就是，根据计算结果，把对应的两套除冰装置给设计出来，并且跟机翼内部结构进行匹配，让运8这个老兵焕发新生1
注：本章中关于机翼上下表面流速的问题采用了中学课本上出现过的伯努利原理（高流速带来低压力）进行解释。但严格来说，人们至今仍然并不完全清楚“飞机为什么能飞起来”这个问题，关于机翼升力的具体来源，也分为几种不同的流派
(本章完)