机翼不再是与机身垂直的平直矩形或梯形,而是以一个夸张的三十五度角,向机身尾部倾斜。
这就是大西北在消化了苏联中央流体力学研究院风洞数据后,独立设计的代号鲲鹏的大型后掠翼喷气式战略轰炸机。
后掠翼的逻辑在于速度矢量的分解。当迎面而来的高速气流冲击到倾斜的机翼前缘时,气流速度被分解为垂直于机翼前缘和平行于前缘的两个分量。决定激波是否产生的,只有那个被大幅度削减的垂直速度分量。这就在物理学上欺骗了空气,极大地推迟了激波阻力发散马赫数的到来。
但理论上的突破,在转化为工程实体的过程中,伴随着海量的材料学与结构力学挑战。
西北第一航空制造总厂。
全封闭的总装车间内,成百上千名高级铆接工、焊工和液压工程师,正在这架庞大的原型机周围进行着高强度的手工作业。
鲲鹏轰炸机的机身长度达到了三十五米。为了减少迎风面积,机身被设计成了一个细长的流线型圆柱体,这使得飞机内部的空间变得极其狭窄。
此时,车间东侧的翼段对接区。
几十名技术工人在龙门吊的配合下,正在进行机翼主梁与机身承重隔框的结合。
后掠翼带来了致命的结构扭转问题。在飞行中,机翼不仅受到向上的升力,还会因为后掠角度产生强烈的向后扭转力矩。
为了抵抗这种扭曲,大西北的冶金部门提供了高强度的铝锂合金和钛合金。机翼内部不再采用传统的单根主梁,而是采用了多墙式的扭力盒结构。
一名七级铆接工戴着防护耳罩,手里握着高压气动铆钉枪。他的前方是一块厚达二十毫米的钛合金接头。
“顶把就位。”铆接工确认内侧的助手已经将沉重的钢制顶把抵住了铆钉尾部。
他扣动扳机。
“哒哒哒哒……”高频的金属撞击声在车间内回荡。气动锤每秒数十次的敲击,强行超越了铆钉材料的屈服点,使其发生塑性变形,将机翼的蒙皮与内部的加强肋死死地挤压在一起。一架鲲鹏轰炸机需要消耗超过两百万个这样的航空铆钉。
在机翼下方的挂载区,体现了鲲鹏在气动布局上的另一项重大创新。
它没有将喷气式发动机像战斗机那样埋入机身或者翼根内部。那样会破坏后掠翼的翼型厚度,降低临界马赫数。
工程师采用了悬吊式发动机吊舱设计。
六台由西北动力厂量产的先锋-3型轴流式涡轮喷气发动机,被分别安装在四个流线型的金属短舱内。内侧的两个吊舱各并排安装两台发动机,外侧的吊舱各安装一台。这些吊舱通过长长的钛合金挂架,悬挂在机翼前缘的下方。
这种设计具有多重优势。首先,发动机的重量悬挂在机翼前方,恰好起到了质量配重的作用,在高速飞行时能够有效抵消机翼的弯扭耦合颤振。其次,发动机在舱外工作,吸入的空气没有经过长长的进气道损失动能,且一旦发生涡轮叶片断裂或者起火,不会直接烧穿主翼的承重梁。
焊接车间的高级技工们正在对连接发动机吊舱的挂架进行钨极氩弧焊。