第130章 材料學
自從萊特兄弟在美國北卡羅來納州的基蒂霍克首次駕駛有動力的飛機升空飛行成功、開創了人類征服天空的新紀元之後，很快就出現了以飛機為主要武器裝備的最活躍的軍事行動——軍事航空。軍用飛機的應運而生，使戰爭於本世紀初真正進入了立體化時代。軍用飛機的介入，極大地豐富了戰爭手段，強化了戰爭的打擊力度與深度。與此同時，戰爭又刺激並促進了軍用機的進步和發展。
1794年，軍用載人氣球先於飛機投入戰爭之神的懷抱，當年，法國建立了世界上最早的軍事氣球部隊——“氣球分隊”，此後約五十年間，氣球主要用於對敵偵察。1849年，奧地利炮兵中尉弗蘭茨?烏查特斯最先想到用氣球炸彈襲擊敵軍的威尼斯城，成為曆史上最早的轟炸作戰。飛艇是繼氣球之後人類發明的又一種飛行工具，它與氣球之間的區別是可以用動力驅動作可控製的飛行。很快，它也被用於軍事行動，對作戰行動產生過一定的影響。
而在飛機發明後，僅僅過了七年，就被小心翼翼地用於作戰，那是意大利軍隊航空營營長皮亞紮上尉駕駛飛機對黎波裏和阿齊齊亞之間的土耳其軍隊陣地進行了一個小時的空中偵察。這次行動因係飛機首次參戰，而被載入航空史，它發生在1911年10月23日。同年11月1日。意軍飛行員朱利奧?喬蒂中尉從空中向地麵土耳其軍隊目標扔下4枚各重2千克的炸彈。開創了飛機轟炸之先河。意土戰爭中的幾次規模極小，僅屬像征性的航空作戰行為雖然隻是軍事航空的萌芽，卻引起了各國的注目和仿效。
1912年初，法軍飛行員外出執行偵察通信任務時，要求攜帶機槍，以利自衛，但從未發生過空戰。據統計，至1910年為止，德國、奧匈帝國、英國、法國和俄國等五大軍事強國僅擁有軍用飛機50架。
1914年8月，第一次世界大戰爆發後。飛機才真正被人們廣泛地用於戰鬥。但一開始，軍用機幾乎清一色都是偵察機，人們對飛機用於空戰和空襲尚認識不足。可是不久，人們便領略了空中作戰的神奇效果和強大威力。而在“膠澳事變”期間。異軍突起的江蘇陸軍航空隊，以零損失為代價，幾乎全殲強大的日本海軍主力，在世人的驚訝之中，從而揭開了人類戰爭史上的一次革命，戰爭的形式從陸地、海洋，轉至天空，發展成為陸海空的立體化作戰。
此後，各國鑒於中國航空力量在戰爭中所取得的決定性作戰結果以及革命性的創舉，紛紛投入巨資發展本國軍用航空技術。各種不同用途的軍用飛機先後出現，形形色色的航空作戰模式不斷湧現，軍用飛機已成為戰爭中不可缺少的重要武器裝備，亦是由此作為開端，航空製造從“冒險者的行業”迅速發展成為聚集著大量專業人士的科技領域……
作為中國最高等的理工學校的德華大學，從建校的第一天起，就不僅僅隻是一所大學，在更多的時候，他同樣也是一所研究院，在公司和學校的資助下。這裏的學生和老師們共同進行各種樣的研究，建立一所研究型大學，而這也正是當初建立這所大學時，李子誠和公司對其的一種期望。
德華大學航空工程學院，或許。這是世界上最高的設立於大學內的航空工程科學係統，在這裏從航空動力、航空材料、航空工程、空氣動力等等與航空科技相關各個方麵。都設有專業的教師，對其進行係統化的培訓，而學生們在掌握這一切學識之後，則可以迅速成長為一名合格的航空工程師。
“……材料，從所周知，萊特兄弟發明的飛機之所以能夠上天，與其選擇的材料有著很大的關係，比如其為減輕發動機重量所采用的鋁製氣缸……”
當德裔工程材料教授在課堂上講解著材料時，陳方翰的腦海中依然考慮著他正在進行的試驗——大塊層板。
大塊層板是製造飛機時所采用的材料，原本中華飛機製造公司製造的各型飛機，都是采用以杜拉鋁為蒙皮的鋁合金材質，這種輕金屬材質帶來一係列飛機的成功，但是，相對應的是，根據陸軍部製定的出口原則，陸軍部擁有對飛機出口的直接否決權。
在“膠澳事變”之後，各國都對在事變期間大放異采的中國攻擊機表現出了濃厚的興趣，紛紛試圖以高價購買飛機，麵對各國提出的采購，公司也曾因為飛行器為國防機密的原因拒絕出售，同時開始著手開發“縮水版”的飛機，而在“縮水版”飛機完成試驗，製造公司準備趁著戰爭，從國外大掙一筆時，陸軍部卻主動出麵了，以國家安全為由禁止公司出口飛機，原因非常簡單——金屬的飛機，很容易泄露相應的國防機密。
而在縮水版飛機的出口受挫後，中華飛機製造公司卻陷入一種困境之後——飛機產量受限於訂購數量，“法國人每個月製造500架飛機、德國人每個月製造400架……而我們，一年才製造不到一千架！”，江蘇陸軍的采購是極為有限的，即便是中央陸軍采購的“縮水版”亦極為有限，而公司欲獲得發展，就必須要依靠國際市場，利用“膠澳事變”打出的名牌效應，向各國大量出口戰鬥機、轟炸機。
金屬機身，這是中國飛機最大的特點，此時，各國的飛機隻是采用木製的機梁、布製的蒙皮，這些輕質材料，或許可以滿足低速飛機的需要，但對於高速飛機而言卻是不夠的。而在另一方麵。盡管中國飛機以鋁合金製造飛機，但是中國的鋁合金的產量卻極為有限，每年千餘噸的鋁合金產量，使得飛機製造公司不得不向美國公司進口鋁合金。
出口的限製、原料供應問題，迫使公司的工程師們不得不把視線投向其它材料上，除去鋁合金之外，還有什麽材質？布，顯然不行，幾乎自然而然的想到了木材，想到了木材層版。隨後公司便投入了大量的人才和財力，先研究解決大塊層板的生產工藝和製成後對層板的力學及其相關性質進行試驗等一係列的問題。
而所謂的“大塊”是指寬度及其長度各在一米以上的層點，因為隻有這種尺寸的層板才適合飛機的製造和將來的修理，長度的問題。容易解決，但寬度問題則涉及到刨切刀具和設備的尺寸問題，這就需要一個巨型的刨木機和巨型的波壓機，而一般的金屬切削機床不能改裝為巨型刨木機，所幸的是，此時層板生產工藝在連雲港早已發展成熟，剩下的問題就是選擇合適的木材。
最終經過一係列的試驗，製造公司選擇了樺木製造航空層板，將樺木刨切成適當厚薄的薄木片，並通過適當的壓力及膠質將薄木片以三層、五層或者多層而壓合起來。每一個薄片的木波紋方向與相鄰一層的木紋方向合成90度角，使其縱、橫兩個方向的強度及收縮率相經接近，從而滿足力學性能上的需要。
即便是在選擇樺木之後，公司亦成立研究所，並且派人前往國內各省，采集樣本，購買不同的種類的木材，進行力學和相關性質的試驗，在過去的一年間，陳方翰所在的研究所采得試材達三百餘種。作各種強度及物理試驗達二十九萬次之多，製定的《飛機木材之處理與使用》、《木材力學試驗標準草案》除去成為公司的標準案外，還成為航空工程科學的教材，即便是直到現在，對各種木材的研究的力學性質試驗仍然在進行著。以得出最為可靠的數據，以適應於飛機設計及製造。
而在這些試驗進行的同時。層板的製造和使用都在不斷的改進著，在一架飛機上采用多種材質種類不同的航空層麵，在滿足性能的同時，又降低了飛機的自重，早在幾個星期前，全木製造飛機製造就已經獲得成功，而且公司已經開始著手，研究鋁、木混合飛機，以節省鋁合金的使用。
而此時，陳方翰之所以會在課堂上走神，卻隻有一個原因，他所申請的試驗，現在正在進行之中，作為一個大二的學生，不過隻在航空研究院當了幾個月助理的他，之所以能夠成功的申請到一個科目，是因為他所申請的科目開創性的提出了另一個材料——竹材。
想到自己的試驗，陳方翰的腦海中不禁浮現出兩個月前，那次午飯之餘的意外發現之後，用半天的時間進行測試，不無激動的向院裏提出試驗方案時的激動。
“……竹材的強度材度，近表皮的無節部分，也就是竹青部分的抗張強度和用於製造飛機的杜拉鋁相等，而他的比重僅為鋁合金的三分之一，各項強度亦比木材為佳，相比於木材，其更適合製造飛機。”
也正是在那個建議之後，他得到了一間試驗室，甚至得到了幾名助手——他的同學，以及一筆還算豐厚的——兩千元試驗經費，以進行他的研究，從而確定竹材是否適合用於航空製造。
“怎麽樣？”
在下課後，孫啟明，這位剛剛改用中國名的德裔教授看著自己的學生，之前在課堂上，他就注意到自己的學生走神了，對於陳方翰的走神他到是能理解，也許，是因為他的試驗，對於材料工程而言，在試驗上所學到的，遠超出在課本上所學到的。
“非常抱歉，孫教授，我……”
陳方翰不無歉意的看著教授，連忙道起歉來。
“沒什麽，我是說你的試驗進行的怎麽樣了？”
“很順利！”
一提到試驗，為擅言詞的陳方翰的話頓時跟著多起來。
“現在，我們正在對楠竹進行試驗，這也是一種竹子。在西南地區非常普遍。來源多、產量大，供應極為充足，我們選擇的楠竹高度在五至十米之間，直徑六厘米至12厘米的楠竹65株，製成合格標本上萬個，分別作了比重、收縮、抗張、抗壓、抗彎、抗剪等強度試驗，以及不同含水量與強度關係等試驗，僅隻是抗長強度與部位關係一項試驗，就進行了兩千多次……”
盡管當著教授的麵，陳方翰還是沒有把試驗結果說出來。現在所取得的試驗結果遠比他當初想象的更為成功，在距離竹材表麵約8%厚度處的抗張強度與比重的比率三倍於公司所用的杜拉鋁，而這個結果在上報公司之後，他所在的試驗組被迅速充實了起來。而且也獲得了更多的投資，在公司看來，他們或許得到一種可以全麵取代鋁合金的“新型材料”，而更為重要的一點是，這種材料全部來源於國內，來源不受限製，這是發展軍事工業最基本的一個前提條件。
隨後兩人一邊走，一邊相互談論著材料工程技術問題，準確的來說是相互請教，作為學生陳方翰極為擅長天然材料。而孫啟明這個德國人，更偏重於金屬材料，這種互相交流或許可以各取所長。
“……天然材料，最終還是受限於天然材質的最基本性能，它的提升是極為有限的，短期內或許，天然材料可以成為優良的航空用材，但就未來的發展來看，還是鋁合金的發展更具前景……”
對於航空材料的未來，陳方翰看的極為透徹。
“就像鋼一樣。初時鋼的硬度有限，但是通過多年的發展，添加各種合金、采用各種技術處理工藝之後，鋼材的強度在不斷增加著，鋁合金也是如此。所以，在完成這個試驗之後。我還是會專心從事鋁材的研究，……”
在兩人邊走邊談時，走出航空學院時一個學生走過他們身邊時，看著他兩一眼，隨後便自顧自的朝著化學院的方走去，對於實施著小學院製德華大學而言，小學院幾乎就是一個單獨的小大學，甚至在中國，這些小學院本身的師資、規模就強於很多大學，而化工學院的規模得益於化工業的發達，規模在德華可以排進前十名。
“我隻有一個問題，什麽材料能抗化學腐蝕！”
幾乎是在和老同學剛一見麵，史剛強就問到眼前這位考了兩年，才考上德華的馮守禮，他之所以從船塢乘車回到母校，就是為了解決船艙的化學腐蝕問題，而在這個問題上，他自然而然的想到了自己的老同學。
“啊……”
扶了下眼鏡，史剛強看著老同學在那裏數起了手指來。
“這個，材料有很多，但並不是每一種材料，都可以抵製所有的化學腐蝕，剛強，你怎麽想起來問這個問題……”
“船！”
吐出一個字，史剛強瞧著這間滿是各種試驗器材的試驗室。
“用船運**化學品……”
不待他把話說完，馮守禮隨口回答道。
“公司生產的防腐蝕漆！”
說著，他的手指著試驗室內的一個保險櫃，那裏就有那種抗腐蝕漆，不過作為保密材質，他並沒有辦法接觸到。
“那個不行，那是禁售產品！”
用力的搖著頭，對於禁售產品，史剛強連想都不會去想，對於德華的學生來說，這裏除去教給了他們知識，同樣也教會了他們保密意識，一開始他們並不知道這是為什麽，對於很多學生來說，在他們進入公司試驗室之後，方才意識到保密的重要性，而禁售產品則意味著，一但外泄就有“資敵”的潛在可能。
“禁售什麽啊……”
沒來由的，馮守禮的眉頭一揚，神情似有些輕蔑，雖說對於那個防腐蝕漆並不算了解，但是對於腐蝕他卻有著自己的一番認識。
“世界上，沒有什麽材質是真正能防腐蝕的，即便是玻璃也不能！隻不過是很多化學**對玻璃的腐蝕速度極為緩慢罷了，所謂的防，其實就是抗！”
“哦？”
老同學的一句話，隻讓史剛強眼前一亮，這倒是和之前他們說的那個鑄鐵有點接近，老同學既然知道這個，他肯定有自己的辦法。
“守禮，我想問一下，如果用船艙運那些**化學品，有什麽有什麽辦法，能讓船艙抗那個腐蝕？”
“這個……”
思索片刻，馮守禮倒是有些拿不準，之前，他說的固然是一個原理，但如果真的操作起來，卻是另一回事，不過……
突然，馮守禮從試驗室抽屜中取出一塊漆來。
“大漆？”
對於家在湖北的史剛強來說，對於大漆，他並不陌生，甚至於對馮守禮為什麽一門心思要學化工也非常清楚，馮家是家鄉的漆商，從明朝那會就做著大漆，而現在大漆卻被洋漆衝擊的奄奄一息，也正因如此，史剛強才立誌要學化學。
“要不，你試試這個，”
看著大漆時，馮守禮的臉上閃動著極為複雜的神采。
“過去，我不知道，不過大漆防腐蝕、耐強酸、強堿、耐溶劑，你把需要運送的化工品種類表發給我，我最近一直在坐這個試驗……”