第369章 艦載機與發動機
朱仲梁和朱靖垣祖孫兩個上了航母之後，已經休整補給完成的航母雙編隊就再次離港。
這兩艘大型航母雖然都已經正式交付海軍了，但工部爲了記錄和解決實際使用中可能出現的新的問題，仍然安排了小規模的工匠團隊，繼續跟着海軍艦隊活動。
這個團隊的負責人名叫鄒明海，是一個四十歲上下的北方漢子，是正五品的高級工匠。
這時候就跟在朱仲梁和朱靖垣身邊，給兩人介紹航母和飛機的情況：
“陛下，殿下，現在咱們的航母和飛機，其實都還算是測試當中。
“所以現在船上搭載了的飛機型號比較多，目前總共有七種。
“首先就是已經定型的，在原有的定海號上測試過的，五型戰鬥機的艦載型號。
“五型艦載戰鬥機是數量最多的戰鬥機，是用於驗證和摸索航母作戰理論的主力戰鬥機。
“然後就是兩種測試中的新型艦載戰鬥機，七型和八型。
“七型戰鬥機是在五型的基礎上，更換了驗證中的雙排氣缸發動機。
“它的汽缸從一排九個，增加到了兩排十八個，理論最大功率應該能夠超過兩千馬力。
“發動機目前還不是非常穩定，持續輸出功率暫時只有一千六百馬力。”
朱仲梁和朱靖垣祖孫兩個，站在航母甲板中間的跑到上。
看着兩側船舷上傾斜着停放的兩排戰鬥機。
其中一排朱靖垣在地面上見過，類似歷史上的海怒式戰鬥機。
他們就是已經定型的五型艦載機，使用單排九缸星型發動機，標準功率一千馬力。
目前航程已經優化到了一千公里，作戰半徑也超過了四百公里。
另外一排中的一部分，形態跟五型戰鬥機類似，但是機頭被略微加長了一部分。
整個機體外形輪廓，也發生了一些不是細微的變化，似乎是重新設計了。
那些就是換裝了雙排十八缸的新發動機的七型戰鬥機。
朱仲梁聽着鄒明海的說明，明顯帶着驚歎和感慨，以及毫不掩飾的驚喜說：
“短短五年的時間，發動機功率就從上百馬力，一路提升到了一千六百馬力。
“太快了，真的太快了，這種功率的飛機，已經具有統治天空的能力了！”
說到這裏的時候，朱仲梁下意識的轉臉，看向自己身邊的朱靖垣。
在心中忍不住感慨，有自己這寶貝孫子的引導，有大明皇帝和皇室財團的權力支持，大明的航空技術發展真的快到飛起來了。
如果沒有他直接指明瞭道路，大明的工匠應該自己也會慢慢摸索出這些技術。
但是實現的時間就可就沒數了。
自己有生之年能不能看到一千馬力的發動機都是個未知數。
朱靖垣正仔細的盯着一架七型戰鬥機的前頭觀察，心中考慮發動機相關的事情。
星型活塞發動機，從一排變成兩排，是一個非常重要的技術節點。
理論上可以讓功率直接翻倍，增加的空間卻並不是很多。
有了兩排就能繼續設計三排，甚至四排的超級星型活塞發動機。
這樣的技術成熟之後，把活塞發動機功率提升到兩千馬力，只是時間問題了。
有了這種多排氣缸堆疊的設計，再加上渦輪增壓、噴水恢復、渦輪複合等幾個增加發動機功率的關鍵配套技術，基本上就是風冷發動機的終極形態了。
這條路走到極限之後，就該轉向渦輪發動機了。
現在大明的設計工匠，在自己的引領下，已經基本完成了多排氣缸的堆疊。
渦輪增壓等配套技術，不知道有沒有自發的摸索出來。
如果沒有的話，自己也差不過該主動提一嘴了。
鄒明海注意到太上皇朱仲梁看着朱靖垣，而朱靖垣正在仔細觀察旁邊的這些飛機，就馬上跟着說明它的大致情況：
“七型艦載戰鬥機更換了發動機之後，性能有了很明顯的提升。
“最重要的是最大平飛速度，已經達超過了六百公里每小時。
“正常巡航速度也超過四百公里每小時。
“航程達到了一千兩百公里，作戰半徑逼近五百公里了。
“我們安裝了兩門二十毫米機炮，機腹下能夠掛載五百公里的炸彈。”
朱靖垣聽了輕輕點頭，這飛機看參數已經完全可以用了。
朱靖垣記得不是很清楚，感覺二戰早期的大部分戰鬥機，應該都達不到這個水平。
然後朱靖垣的視線轉移，看向了旁邊的十幾架雙發戰鬥機。
還有他們後方的，那些雙發攻擊機們。
這些東西更是直接超出了二戰服役的戰鬥機和攻擊機的規模。
歷史上的雙發螺旋槳艦載機，英國的海蚊式、海黃蜂，美國的F7F虎貓，其實都是戰後才完成並服役的。
倒不是說當時的海軍強國，在二戰前乃至二戰中都造不出雙發艦載機。
而是大飛機要用大航母，不然作戰能力直接斷崖式的降低。
當時的世界各國都沒有那麼大的航空母艦，
虎貓是給六萬噸的中途島搭配的，海蚊式和海黃蜂也是伴隨着四萬七千噸的大膽級航母的設計和建造推進的。
但是等到中途島和大膽級航母服役的時候，噴氣時代已經到來了。
雙發螺旋槳艦載機直接錯過了時代。
現在這個世界，噴氣時代還沒影呢，甲板比中途島更大的航母已經造出來了。
那雙發艦載機也就理所當然的可以嘗試上艦了。
眼前這個雙發戰鬥機，甚至不是朱靖垣主動提的，而是大明的工匠自己搞的，只不過當時也諮詢了朱靖垣的意見。
朱靖垣的意見就是可以搞，還給他們畫了海蚊式和虎貓的大概輪廓給他們參考。
然後他們就搞出來了，樣子有點像是兩者的混合體。
鄒明海看着發現朱靖垣的視線轉移，馬上過來繼續說明這邊的飛機的情況：
“八型戰鬥機，是咱們全新設計的，使用兩臺發動機的重型戰鬥機。
“飛機的機體尺寸增大的同時，各種基本性能都有了大幅度的提升。
“最大飛行速度已經測出了六百八十公里，後續可能會繼續攀升。
“最大航程已經達到了一千八百公里，載彈量也超過一噸。
“由於發動機放在了兩側，中間的機頭部分完全空了出來。
“我們在這裏安裝了四門二十毫米機炮。
“兩個發動機同時工作，也讓戰鬥機的安全性更高了。
“就算是一臺發動機發生故障，也有很大概率能夠依靠另一臺發動機平安降落。
“雙發戰鬥機的缺點也很明顯。
“靈活性不如單發戰鬥機，佔用的甲板空間也更大。
“目前海軍和工部的看法比較一致，都認爲雙發飛機更加適合做攻擊機。”
朱靖垣聽到這裏，也跟着慢慢點頭。
現代噴氣式戰鬥機，雙發對單發基本是全面碾壓的。
因爲噴氣式發動機可以並排放在中間，基本不影響機體的靈活性。
但是雙發螺旋槳飛機，發動機就只能和客機一樣，放在兩側的翅膀上了。
這必然會影響飛機的盤旋和翻滾能力，對空作戰能力也就隨之明顯的降低了。
但是這種戰鬥機也不是沒有用。
朱靖垣笑着回頭說：
“還可以當截擊機，需要有更高的速度和航程，用於攔截敵方大型轟炸機的戰鬥機。”
朱仲梁和鄒明海聽了頓時下意識的跟着點頭。
“我們目前……潛在的對手，泰西各國應該已經在設計大型轟炸機了。”
“所以這個路線還是不能放棄的，要繼續保留測試和升級研發……”
朱靖垣和爺爺以及大工匠鄒明海，在航母甲板上聊着天繼續看飛機。
從甲板中間往後走，就到了停放攻擊機和偵察機的地方。
鄒明海繼續說明了三種偵察機的情況。
與戰鬥機的分類非常類似，也是一種原有的成熟的五型單發攻擊機，然後有換了雙排氣缸大功率發動機的七型攻擊機，最後是使用兩臺發動機的八型攻擊機。
相比戰鬥機，攻擊機當然更加追求穩定和掛在能力。
所以八型雙發攻擊機的載彈量已經達到了兩噸。
理論上可以掛兩發航空魚雷。
海軍和工部對雙發攻擊機都非常的滿意。
雙發飛機的特點，對於攻擊機而言，幾乎全部都是優點。
足夠大的體型，也能同時承擔魚雷攻擊和俯衝轟炸兩種不同類型的任務。
至於偵察任務，當然也可以承擔。
所以目前工部和海軍的判斷是，航空母艦上只需要兩種飛機。
單發的戰鬥機，雙發的攻擊機，以及攻擊機兼任的偵察機。
朱靖垣等人在甲板上逛着聊天的時候，航空母艦也逐漸離開了港口。
到了外海之後，航母開始加速，開始調試飛機，準備放飛測試和展示。
朱靖垣一行人也在航母上的軍官的帶領下，進入了艦橋上面向甲板的指揮室裏面。
朱靖垣通過窗戶上的玻璃，看着外面熱鬧起來的甲板，開始詢問自己的猜測：
“鄒工，現在工部和財團的工匠們，有沒有考慮過，在不增加氣缸的情況下，繼續提升發動機的功率，也就是提升燃油利用率，或者說工作效率。”
鄒明海稍微有點意外，然後馬上回憶自己瞭解的情況，不是很確定的說：
“我記得應該是有的，應該說是很多人都考慮過。
“內燃機發動機工作的時候，產生的廢棄噴出的速度可能超過音速。
“這些能量實際上都浪費了，如果能夠利用起來的話，應該是能夠增加工作效率的。
“只不過，目前大家的主要精力，基本都放在堆疊汽缸上。
“目前的核心任務是解決雙排汽缸設計中的各種問題。
“在這個時候同時考慮廢氣回收利用，很可能會讓這些問題變得更加複雜。
“所以對於廢氣利用相關的研究還，目前還沒有成爲正式的課題。
“所以現在只是部分同僚個人在在進行理論上的探索。
“等到雙排氣缸的發動機基本穩定之後，這些同僚的研究結果應該就有機會利用上了。”
說到這裏的時候，鄒明海想到了朱靖垣以往的奇思妙想，幾乎是下意識的追問說：
“殿下，您在這方面是有什麼想法嗎？”
朱靖垣笑着點頭說：
“我還真的有，不過正如你所說，目前的主要任務是解決雙排氣缸堆疊的問題。
“但是，廢氣利用，效率提升相關的研究，也可以同步開始研究。
“可以在單排氣缸的發動機上進行研究和測試。
“兩個方向的研究完成之後，直接合並升級的速度，可比一一單獨研究的效率高多了。”
“我目前有這樣幾個想法，首先是渦輪實驗室和空包彈起動機的經驗。
“就像風吹風車一樣，氣流可以能夠推動渦輪旋轉，發動機噴出的廢氣同樣可以。
“可以用設計幾個輔助的渦輪機，接收發動機噴出的廢氣的能量，轉化爲旋轉的動能。
“再通過齒輪將這些能量合併到發動機主軸上。
“這個設計可以叫渦輪能量回收系統。”
鄒明海和朱仲梁聽了都是下意識的點頭：
“這個邏輯很清晰，可以預料的是肯定會有效的。”
“這樣理論上完全不增加油耗，就能直接提升發動機的最終功率……”
朱靖垣笑着說：
“邏輯很簡單，難點在於渦輪的設計，以及能量回收的效率。
“整個渦輪能量回收系統要佔用多少重量？放在對重量敏感的航空發動機上是否划算？
“按照我的預料，這個過程可能會比較困難，但也是值得去研究的。”
鄒明海和朱仲梁馬上陷入了沉思，本能的開始思考其中的難度有多大。
朱靖垣是早就知道，這裏面的坑大着呢，可靠性都很難控制。
但是做到極致的效果也真的很厲害。
首先能讓把功率密度提升到極限，還能把風冷發動機的燃油效率基本追平液冷發動機。
歷史上末代十八缸星型活塞發動機R-3350，總排量54.862升，使用渦輪能量回收的末期型號，最大功率達到了三千八百馬力。
同時代的二十八缸星型活塞發動機R-4360，總排量71.489，沒有使用渦輪能量回收的最終型號，最大功率也是三千八百馬力。
4360使用了廢氣助推的最終型號，最大功率才達到了四千三百馬力。
就算是按照4300馬力算，4360的單位排量功率也明顯小於3350。
二十八缸的結構複雜度也遠遠超過3350。
單位油耗也遠高於3350。
不過他們都不只是使用渦輪能量回收，還都用了渦輪增壓和噴水恢復技術。
所以朱靖垣就順着這個思路，把這兩個方向也說了一下：
“然後就是另外一個思路，還是來源於渦輪原理。
“還是利用內燃機排出的廢氣吹動渦輪風扇，但不是直接將能量合併到主軸上了。
“而是製作一個壓縮機，將空氣壓進氣缸，增加氣缸內的壓力。
“這當然能夠提升發動機的單位功率，但是缺點也是能夠想象得到的。
“空氣壓縮後溫度會升高，會讓汽缸溫度上升的更快。
“同時壓縮後的空氣，與噴入燃油混合之後的油氣比例可能失調。
“這樣的結果就是增加發動機爆震……
“不過這個問題也不是沒辦法解決，最起碼是能夠讓其控制在合理的範圍內。
“往氣缸內噴水和酒精或者甲醇混合液，降低渦輪增壓導致的高溫，再次提升或者說恢復發動機損失的功率。
“同時水和酒精霧化後能夠增加壓力，再次增加氣缸做工的功率，同時還能降低渦輪增壓導致的爆震。
“這樣的組合設想放在一起應用，應該能同樣排量的發動機效率再次提升一大截。
“而且我覺得，這個組合的設計製造和控制難度，應該是低於渦輪能量回收，可以把優先級放在渦輪能量回收設計前面。”
鄒明海聽得稍微有點懵，不過作爲高級的工匠，也就是現代的高級工程師，基礎知識和經驗都非常紮實。
鄒明海很快就理順了朱靖垣講得這些事情的邏輯。
這兩個想法雖然有點腦洞大開，而且兩種設想的組合的方式，給人的感覺格外的巧合。
但是也覺得這種設想的確是具有一定可行性的。
如果是普通人提出了的，鄒明海和工部的工匠們，可能不會特別的重視。
只是在例行的實驗中安排一下。
但是朱靖垣提出的設想，那就需要重點去反覆研究了。
不是因爲朱靖垣的身份高貴，而是朱靖垣的設想實現的概率實在太高了。
這些年來朱靖垣拿出來的想法，雖然不能說完全沒有失敗的，但絕大部分都非常有用。
鄒明海仔細的把朱靖垣說的內容記下來，非常認真而且鄭重的說：
“感謝殿下的指示，我會盡快把這些信息發回軍器司，讓京師的同僚們儘快開始測試。
“有結果了之後馬上通知您，中間如果遇到什麼問題，也請您繼續不吝賜教。”
以往朱靖垣和工部也都是這麼配合的。
設想提出來只是第一步，摸索和實現的過程中的問題還多着呢。
這些技術都實現出來，活塞發動機也基本上走到頭了。
在原本的歷史上，二戰之後的幾十年裏面，一直到二十一世紀，活塞發動機也再也沒有出現特別劃時代的革命性改進。
就算是不斷革新的汽車和工程機械上，也都基本延續着以往的經典設計。
未來的方向是渦輪機，包括噴氣式發動機，燃氣輪機。
朱靖垣直接微笑着頷首說：
“沒問題，不過鄒工和工部的大工們，也可以順着這個思路思考和驗證。
“我們正在利用的能量轉化方式，這些設想中能量轉化方式的效率是如何提升的。
“其實這也是我的實驗室正在研究的技術，工部也可以同時做一些同步的先期研究了。”
鄒明海不愧是真正的高級工程師，聽到這個提示瞬間就反應過來了：
“您的意思是，渦輪？已經有工匠看到了渦輪的潛力，工部的確有相關的研究。
“不過研究目前也是處於前期摸索之中，還沒有明確的方向，殿下有好的想法嗎？”
朱靖垣直接給了確定的迴應：
“可以說是有的。
“我現在發現，我的實驗室也發現，渦輪動力相關的設計，真的是簡單粗暴。
“而簡單粗暴就是工業的極致追求。
“越是簡單的設計，製造和維修越簡便，能量損耗越低，效率越高，能量密度越高。
“包括飛機發動機在內的絕大部分發動機，都是將內能最終轉化爲圓周運動的動能。
“無論是汽油機還是柴油機還是蒸汽機，都是最終輸出的都是旋轉的動能。
“只不過中間有一個轉換過程，內燃機要有曲軸和連桿，先將內能轉化爲往復運動，再轉化爲旋轉運動。
“蒸汽輪機要先將燃料的內能，轉化爲水蒸氣的動能，再用水蒸氣驅動蒸汽渦輪旋轉。
“但是鍋爐和水蒸氣的能量密度太低，重量太大，沒辦法裝在飛機上。
“飛機能夠利用的渦輪機，顯然是類似廢氣渦輪和燃氣渦輪。
“廢氣渦輪歸根結底也是燃氣渦輪。
“所以，我們不如這樣考慮，燃料不再燃燒推動活塞運動了，直接燃燒形成燃氣，直接去推動渦輪旋轉。
“就像空包彈啓動器那樣，只不過不是空包彈的那樣一錘子買賣了。
“而是要在一個穩定的空間持續的燃燒，持續的噴涌加熱膨脹後的燃氣，燃氣持續的推動渦輪旋轉，渦輪持續推動螺旋槳旋轉。
“甚至讓燃氣直接噴，直接不要螺旋槳了，看看能否獲得足夠的動力，讓飛機飛起來。
“我的思路就是這樣，工部可以考慮搞搞這方面的研究。”
朱仲梁在旁邊聽得眼睛發亮，他顯然是發現了自己知道的東西，自己非常期待的東西。
朱仲梁幾乎是本能的追問朱靖垣：
“這種發動機做出來要多久？”
朱靖垣想了想說：
“本來我估計可能需要十幾年，現在我感覺應該能夠縮短几年了……”
朱仲梁明顯有些激動，下意識的追問：
“爲什麼？怎麼回事？發生了什麼？”
旁邊的鄒明海，聽到朱靖垣那些描述，已經陷入了思考，這時候試探着說：
“要讓燃氣在一個空間內持續燃燒，並且用高溫燃氣推動渦輪旋轉，對燃燒的空間和渦輪葉片的強度和耐高溫的能力都有很高的要求。
“而現在……我們有了電渣重熔鋼，目前已經確定這種鋼材的性能遠遠超過傳統鋼材，可以用來製作各種高強度、高精度、耐高溫的合金鋼。
“這些材料可以用於高功率的大型電機轉子，高強度和精度的軸承以及切削工具，需要高強度和耐高溫的燃氣渦輪製造應該也能用得上……”
朱仲梁恍然大悟，在眼前一亮的同時，又想到了另外的事情。
鋼鐵這種基礎材料工藝的提升，能夠帶動整個工業體系的基礎升級。
那麼，能否加速濃縮鈾的提煉速度，乃至是製造原子能武器的速度呢？
這種事情是絕對的祕密，除了兩代皇帝和知情者朱靖垣之外，不可能讓任何人知道。
所以朱仲梁強行安耐住了好奇心，決定等到晚上休息的時候在單獨跟朱靖垣討論。
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