第十九章 值得
如果人類沒有心髒，生命是否還夠延續？如果汽車沒有了發動機，旅行是否還能繼續？如果飛機沒有了發動機，飛行是否還能繼續？每一個事物無論它是否有生命，它都有其核心所在，人不能沒有心髒，飛機也不能沒有發動機，都離不開自己的核心。
廣西省的玉林是自治區非常重要的一個工業城市，之所以非常重要，原因就是這裏研製生產的東西，都是不可或缺的核心。中航動力公司在玉林不算是規模最大的，但該公司的尖端人才數量和產品科技含量都無疑是最高的，因為他們的工作就是研究、生產航空發動機。
泰山計劃為該公司帶來了前所未有的一個機遇，在九萬大山深處該公司擁有了十餘個專屬科研實驗室，並且因為他們是應用方麵研究，泰山計劃中的相當一部分部門都會竭力為之服務，尤其是泰山計劃核心部分之一的噴氣發動機係列研究案。
“發動機研究和發展工作很有特點，技術難度大、消耗資金多、研究周期長、沒有止境。但我們不得不考慮到的是，發動機對飛機的研製成敗、進展快慢、性能高低等有著決定性的影響，而且發動機技術具有良好的軍民兩用特性，對國防和國民經濟有重要意義。航空發動機是極為關鍵的不可外泄的寶貴科學技術，我們隻有堅持不斷研製更為先進的、更為可靠的、更為實用的航空發動機，才能在這一領域保持住優勢。”
張宇對中航動力公司、泰山計劃噴氣發動機研究項目組的要求，也就隻有這麽短短的一段話，話雖不多但意思是非常明晰的，那就是要不惜一切代價、不畏任何艱辛困苦，也要把航空發動機的發展當成一項需要長期奮鬥的光榮事業。事實上，知道這方麵是極有前途的他們也的的確確是在這麽做，即便泰山計劃沒有實施，中航動力已經在做相關研究，而後有了耗資奢靡的計劃做支持，他們的進展就更快了。
自治區現有的飛機，有用於軍民雙發展的C－01“藍鷹”，參與過海原大地震救災行動的Z－01“竹蜻蜓”直升機，“飛雕”戰鬥機、“飛鳥”魚雷轟炸機、“飛燕”俯衝式轟炸機，還有雙翼教練機“雛鳥”，六種飛機十餘種衍生機型，都采用的是還有很大發展空間的活塞式發動機，空軍、海航和民航都需要性能更好的活塞式發動機，比如西南民航，運量更大、航程更遠的飛機自然是受喜歡的，空軍和海航當然也希望有更好的飛機出現，雖然他們暫時並不急需。
客戶有潛在的需求，但沒有實際的訂單，航空市場僅僅局限於國內，中國航空的三大集團都在竭盡腦汁的想方設法，其目的就在於能贏得更多的市場訂單，但空軍、海航、民航企業等的需求是有限的，要想汲取更充分的營養以供其茁壯成長，走向海外拓展更寬廣的市場是唯一的途徑，屢次說服民航管理部門放寬這方麵的限製，讓飛機也能出口。當然，他們也沒有忘記急需研發更好的飛機，參與泰山計劃增強科研實力和技術儲備。
航空發動機的研製涉及到很多方麵的支持，航空材料方麵，噴氣式發動機的材料要求是遠遠高於活塞式的，並且需要更為精密的加工工藝做支撐、更為快捷的數據解算做後盾、更為齊全的設備作實驗等等，航空發動機的發展是計劃中的重要一份子，自然從一開始便受到了足夠的重視，在眾星捧月般的照顧下，這個項目遲早都會出成績，畢竟天道酬勤。
1921年11月5日這天就被獨立出來的中航動力公司，其上報的“科研獨立”計劃案被工業部批準，就此開始在渦輪噴氣、渦輪風扇、渦輪螺旋槳、渦輪軸等方麵展開研究。1923年12月5日，在泰山計劃籌備委員會的調動下，該公司主要研究機構正式並入泰山計劃航空發動機研究項目組，活塞式發動機也成為一個獨立研究方向。由此，這個項目組受到的重視程度不亞於計算機技術與發展項目組。
經過近五年的努力，該項目組終於拿出了一份較好的成績出來。
“軸流式渦輪噴氣發動機，從前到後，有進氣道、壓氣機、燃燒室、燃氣渦輪、噴管、加力燃燒室、噴油嘴、可調噴口動作管。而離心式的，首先是離心式壓氣機、燃燒室、渦輪，最後便是排氣係統。渦輪螺旋槳與渦噴發動機機構相似，隻加裝了減速裝置和螺旋槳；渦輪風扇也一樣，隻不過多了風扇和驅動風扇的低壓渦輪，低壓的帶動風扇轉動、高壓的帶動壓氣機轉動。”
“另外，這渦輪軸發動機組成部分和工作過程其實就和渦輪螺旋槳發動機很相似，隻不過它的燃氣可用能量幾乎全部轉化為軸功率，繼而通過減速器帶動直升機的旋翼和尾槳工作。我們目前完成的工作就是研究出了第一台渦輪噴氣發動機。也就是目前我們所看到的這台，我們給他取了一個有意義的名字叫泰山。”
靜靜的躺在張宇麵前的一台發動機就是項目組辛苦五年多時間的成果，渦輪噴氣式發動機可以看成整個噴氣式發動機係列的基礎所在，就像剛才王助所說的那樣，渦輪螺旋漿、渦輪軸、渦輪風扇都可以由它為基礎做相關研究。
“空氣從進氣道進入發動機，流速降低壓力升高。壓氣機可以將空氣壓力提升幾倍至十幾倍左右，讓高壓空氣進入燃燒室，與噴嘴裏噴出的燃油混合後燃燒。燃燒產生的高溫高壓氣體驅動渦輪高速工作產生大量的機械能，繼而帶動壓氣機和其他附件工作，並且渦輪出口燃氣直接在噴管中膨脹，燃氣的可用能量轉變為高速噴流的動能而產生巨大的反作用力。這也就是該發動機工作原理所在。”
進氣道是發動機的進氣通道，整理氣流、消除旋渦，保證在各種工作狀態下都能為發動機提供所需空氣量，尤其是在高速飛行之中要使高速氣流速度降下來，將空氣氣流的動能轉化為壓力勢能，進氣道的功用尤為重要。
壓氣機是發動機中很重要的一個部件，它的作用自然是提高進入燃燒室的空氣壓力，原理是利用高速旋轉的葉片對空氣做功。分為離心式和軸流式兩種，不過離心式的增壓比不夠高，不到十的比例、離心葉輪又太大，所以它隻能適用於小功率的發動機。由靜子（整流器）和轉子兩部分構成的軸流式就不存在這樣的問題。
靜子和轉子由多排葉片組成，其葉片沿壓氣機軸向交錯排列，構成的壓氣機進氣口大二出氣口小。並且，靜子的管壁看上去就像有很多的深溝槽，而轉子就很想一根長滿小刀片兒的特殊狼牙棒。
轉子的葉片在前、靜子的葉片在後，二者之間的相互運動迫使由進氣道而來的空氣不斷增壓，空氣每經過一級轉子葉片後，壓力、速度和溫度都會提升，經過一級靜子葉片的減速、增壓和整流後，再進入下一級轉子葉片。所以為了得到較高的增壓比，單級增壓是不可取的，將多級組合起來形成多級軸流壓氣機，增壓比低的可以三至五，高的可以達到二三十甚至四五十。不過，增壓效果是很好，但靜子轉子的加工可就非常麻煩，沒有高精度的加工設備是做不出“狼牙棒”的。
考驗一個國家工業實力的可不僅僅是靜子轉子，燃燒室也是發動機最為重要的一個部件。空氣經過壓氣機增壓後形成了高壓的較高溫度空氣並進入了燃燒室，在這裏將與燃料進行燃燒，氣體的溫度、壓力都將陡增，最後形成的高溫高壓空氣將衝向渦輪。
燃燒室有外套、火焰筒、噴嘴和渦流器。壓氣機過來的氣體將被分為兩部分，小部分氣體流入火焰套筒頭部及其小孔後與燃料進行混合燃燒，而大部分的氣體則必須沿著火焰筒和外套之間的通道向後流通以冷卻火焰筒壁，不至於讓火焰筒筒壁溫度太高、渦輪因過熱而燒毀，但即便是這樣燃燒室的溫度也是相當恐怖的，材料工藝不過關，是絕對不能做出好的發動機，即便做成了，也不能在使用時長、工作壽命等方麵做到優秀且實用。
渦輪的功用在於將燃燒室出口的，大量的高溫高壓氣體能量轉化為機械能。燃燒室噴湧而出的燃氣衝擊渦輪使工作葉輪高速旋轉，機械能以軸功率輸出，驅動了壓氣機、風扇、螺旋槳或者其他附件工作。經過渦輪後的高溫高壓氣體溫度和壓力都降低了不少，速度增加了很多，經過收斂形狀的尾噴管後產生推力。
渦輪的組成其實和壓氣機很相似，靜止的導向器和轉動的工作葉輪是其關鍵所在。兩者都在徑向安裝有很多的葉片，其通道都為收縮形，承受高速高溫高壓的氣流不斷衝擊，做每分鍾幾千轉、幾萬轉的高速旋轉運動，因而工作葉片必須承受很大的離心力、必須有很好的耐高溫耐腐蝕特性。
“發動機的推力與渦輪前燃氣的溫度有關。溫度越高推力越大，但渦輪葉片材料的耐熱性是有限的，采用冷卻措施也隻能讓限製範圍增大至1200攝氏度左右，單靠提高燃氣的溫度來增加推力是不可行的。但流經渦輪的高溫燃氣中還有不少的氧氣，並且這一段內沒有任何的轉動部件限製溫度的升高幅度，在渦輪的後麵增設一個燃燒室再次噴油燃燒，可以將溫度提升至1700攝氏度左右。有了這種加力燃燒，燃氣的能量和排氣速度都將大幅度提高，並且沒有改變其他部件的任何工作狀態，卻能獲得推力百分之二十以上的提升，甚至更高。當然，帶來的燃油消耗過快、溫度過高等問題也是不容忽視的……”
“我們這台發動機預計推力有八千牛，也就是800daN。推重比預計在2.7左右。在經過一次檢查後，我們將進行首次試車。另外，渦輪風扇、渦輪螺旋槳、渦輪軸等的研究工作的進展非常之快，預計明年三月份將陸續有試驗品製成。相關的試飛機型研究工作也已經展開，如果這台發動機能夠順利完成所有測試和實驗，第一架噴氣式飛機將會在30年左右試飛成功。”
“這時間安排得挺緊湊的啊！”張宇笑嗬嗬的感歎一聲，拍了拍泰山發動機一下，說道：“一直以來航空技術發展是以航空發動機的研究為主，計算機技術與發展尤以計算機集成技術研究為主。泰山計劃中最為重視的便是這兩個大型項目，除了生物製藥之類的沒有摻和進來，其餘部門都被拉扯進來了。你們的要求就是他們進步的動力，就說咱們眼前這台發動機，你們要什麽樣的材料、必須要有怎麽的機械性能，其他的科研機構就得盡量滿足，包括計算機技術與發展項目組。”
“這個問題可就不是我們能左右的，沒有他們的支持我們也不可能取得進步。”
從回國到現在，王助走了很多的路，從飛機總設計師到如今的噴氣式發動機項目組組長，他的成長過程除了用加班熬夜形容之外，更多的是不斷的學習與實踐，技術條件要求不高、難度不大的活塞式飛機的成功，並不意味著噴氣式飛機還能繼續順利，要想做出成績隻有埋頭苦幹，泰山計劃的目的就在於此。
“很期待你們能研發出更好的發動機，推重比和功重比更大的、使用時長更久的、耗油率更低的發動機。”聽了老半天，一旁的張雨生隻能給出這麽一句鼓勵，多餘的話他講不出，也說不出什麽有科技含量的東西，而就在他們談話的同時，在自治區的而另一個地方，有個富含科技的東西誕生了。
位於貴州境內的中國航空工業第二集團，之所以在有些偏遠的貴州發展，就是因為他們的生產研究東西是需要一定保密的，軍隊的俯衝式轟炸機、魚雷轟炸機、戰鬥機都由該集團生產，而在直升機的研製方麵，該集團有很強的實力，Z－01“竹蜻蜓”直升機就是他們的首個作品。
1922年4月首次試飛、23年年末定型生產的Z－01“竹蜻蜓”直升機，裝備增壓活塞軸發動機，機身構造非常簡單，空重858公斤、起飛重量1340公斤，最高速度每小時160公裏、135公裏的經濟巡航時速有400公裏的航程。十五架直升機在海原大地震中飛行共計飛行了千餘架次，每次能運三名乘客或一百五十公斤重物，救援時大多運一個擔架和一名醫護人員。
竹蜻蜓在救援行動中發揮了非常好的作用，但由於它是單人操控的輕型直升機，其民用價值不大、軍用前途有限，載重有限的它身板還不夠結實，搭載一名士兵操控一挺重機槍並攜帶一定彈藥，或許這就是它的一大用處，當然作為偵查還是可行的。總之，軍隊拿它沒有太大的用處，訂購量很少，並且政府嚴令自治區目前不對外出口飛機。所以，中航第二集團要想把直升機打造成為自己的一個強勢賣點，那需要做的就是拿出更好的直升機。
研究代號為“旋風”的直升機，是中航第二集團在整理軍隊需求、竹蜻蜓優劣等之後作出的一個多用途直升機研發計劃。裝備一台氣冷星形活塞14缸1250千瓦的發動機，主螺旋槳直徑21米，長為16.8米，高為4.4米。起落架為固定四點式，前起落架橫向輪距1.53米，主起落架輪3.82米、前主輪距3.79米。機艙體積達16立方米，一個側艙門，一個蚌式後艙門。
發動機艙位於機頭，通過傳動軸驅動機艙頂部的主旋翼和尾部的尾槳。駕駛艙位於機頭前上部，兩人機組，均可獨立完成飛行操縱。可裝載1.2噸貨物，吊運時可運載1.35噸。寬大的機艙可運載11名全副武裝的士兵，或者8個傷員擔架外加1名醫務人員，停放一輛吉普車或用於物資調用皆可。
可以說該直升機是中航第二集團針對軍隊而專門研發的，當前也隻有軍方才會是該集團最大的采購單位，所以該研究計劃推出的多用途直升機是可個多麵手，軍方可以以它為平台改出很多的衍生型，用於物資人員運輸、武裝攻擊、傷患救援、偵查巡邏等等都可以，駐於柳州的陸軍快速反應旅可是非常關注該飛機的進展情況。
但是，中航第二集團根本沒意識到這型飛機是活塞式直升機中最好的，當然也是最後一款。活塞式發動機用於固定翼飛機的前途遠大於用於直升機上，真正屬於直升飛機的渦輪軸發動機才是讓直升機大規模應用的頂梁柱。
張宇等人是在離開泰山計劃基地群，在回柳州的而路上才得知“旋風”直升機試飛已獲得成功的消息。自治區的航空事業發展很好也很快，相比之下的工業、農業、商業什麽的也不容小覷，不斷增強的綜合實力讓人民自治政府有更多的底氣，有信心也有實力去解決一些應該解決的事情，比如香港。