超级兵工帝国-第29部分
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虼四壳笆褂煤娇栈钊⒍姆苫浞尚懈叨纫话悴怀�5000米，最高不过8000米。”
菲利普停顿了一下，发现工程师们都点头回应，便继续道：“为了满足飞机高空飞行的要求，提高飞机的升限，并且降低发动机油耗油率，增加航空发动机可用功率，就非常有必要在航空活塞发动机安装废气涡轮增压系统，从理论计算分析，单级涡轮增压就可以使M20轻型运输机的飞行高度增加40％以上，从5000米提高到7000米以上，如果使用两级涡轮增压则可以达到12000米以上，使用三级涡轮增压更能达到惊人的15000米。而且使用废气涡轮增压器，可以使用M20的油耗降低10％以上，高空可用功率增加15％以上。”
听到这里，便有一名梅塞施密特公司的工程师问道：“请问菲利普先生，既然这种废气涡轮增压器有如此之大的作用，它的结构和原理我们也作过了解，不过现在好像只有美国人研制成功，而大部分的飞机会使用机械增压器，WZ－1型涡轮增压器有何特点，可以使得M20运输性能得到如此大的提高？”
菲利普信心十足地回答道：“我们龙魂飞机制造公司的WZ－1型航空活塞发动机废气涡轮增压器，主要由压气机和涡轮机两大部分组成。涡轮机利用废气的部分能量转变为机械功，压气机利用涡轮机输出的机械功，把空气压力提高，然后把增压空气输送到活塞发动机气缸内，以达到增压的目的。WZ－1型增压器尺寸小，流量小，转速高，为了避免高转速下叶片强度的问题，它采用了高强度合金，并且采用径流式涡轮。它由涡轮进气壳、转子、中间壳、压气机蜗壳、扩压器和压气机进气壳等部件组成，大家请看。”
说到这里，菲利普拿起早就准备好的涡轮增压器部件，一个一个给工程师们展示着，并且详细介绍了每一个部件的作用。
“WZ－1型涡轮增压器的转子系统由一级离心压气机和一级径流式涡轮组成，压气机部分包括9个大叶片和9个小叶片，涡轮部分包括13个小叶片，在工作中径流式涡轮径向进气，轴向出气。这些叶片全部采用龙魂公司和博福斯公司联合开发的新型铝合金制成，具有强度高、重量轻的特点，工作转速约90000转每分钟，增压比达到2。8。随着海拔升高，压气机转速升高，流入涡轮的废气量增大，放气量减小，到达8000米以上时，所有废气都流入涡轮做功，因而发动机在海拔升高过程中，由于涡轮增压器的进气压力补偿作用，功率和转矩基本保持不变，直到8000米以上涡轮增压器的增压能力已经不能保证足够的进气压力，发动机功率才会迅速下降。如要解决继续升高的问题，就必须增大增压器的增压能力，采用多级增压了。”菲利普一口气把WZ－1型涡轮增压器的工作原理和结构讲完，只见场内的工程师们一个个都听得入神，半天没反应过来。
梅塞施密特带头鼓掌道：“菲利普，讲得好！”众人这才回过神来，跟着鼓起掌来。
梅塞施密特大声道：“菲利普，你们的WZ－1废气涡轮增压器设计很精密呀，我相信只要把它安装到M20运输机上，一定会取得成功！你接着说说WZ－1废气涡轮增压器安装和测试的安排吧，我们好尽快开展测试工作，早一天让它装上M20运输机，就早一天让M20的性能更上一层楼啊！”
第六十六章两万英尺之上
菲利普点点头继续道：“我们的设计增压比达到了2。8，是属于高增压比的涡轮增压器。我们的M20使用的是BMW工厂的航空活塞发动机，该发动机为四冲程汽油发动机，在地面标准大气条件下的起飞功率515马力，最大连续功率为470马力，发动机最大连续功率保持高度为4875米。由于涡轮增压器在低速阶段作用并不明显，因为我们这次主要测试涡轮增压器在M20飞行到3000米以上高度时的数据，再来分析它是否达到设计指标。”
“另外，涡轮增压器各特性参数的计算也是重要的一环。由于废气涡轮增压器是涡轮和压气机组成，压气机又是单级离心式，涡轮是径流式，废气涡轮增压器的稳定运行必须满足涡轮与碰运气机能量平衡、流量平衡及转速相等三个条件。单纯用理论方法计算压气机特性是十分困难的，因此我们采用实际测试的方法来取得压气机特性参数。通过绘制压气机特性曲线图，获取压气机的空气质量流量、压气机效率、压气机转速和压气机增压比之间的相互关系。我们将在飞行测试的M20运输机上安装飞行参数记录仪，实时记录转速、油门位置、进气压力、进气温度、增压压力、增压温度、排气温度、润滑油压力、润滑油温度和冷却液温度等发动机与增压器参数。”
菲利普的话音刚落，梅塞施密特就急忙道：“既然如此，那我们赶快抓紧时间进行测试，我也对WZ－1型涡轮增压器的测试结果很感兴趣，如果能安装到M20运输机上面，M20运输机的性能又能够得到很大的提高呀。”
菲利普点点头道：“好，我们首先要进行涡轮增压器和测试仪表的安装，这需要在座的工程师们大力协助。另外，在测试过程中需要安排专人实时记录测试数据。梅塞施密特先生，您看？”
梅塞施密特看向几名工程师，然后大声道：“比利、亚瑟、克鲁斯，你们三个就负责配合菲利普先生和大卫、保罗实施这次测试。”
然后梅塞施密特又对菲利普道：“菲利普，比利是我们公司的航空发动机资深工程师，亚瑟也对航空发动机有深入的研究，克鲁丝则是试验测试方面的专家，相信有他们三个的配合，今天测试工作一定能够顺利完成。”
菲利普看了看三人，然后正色道：“三位，今天的测试对于我们来说非常重要，涡轮增压器是一件精密的机器，大家需要注意在测试过程中，发动机排气温度最高不超过1000摄氏度，发动机振动不超过35个G，涡轮转速不超过20万转每分钟，润滑油温度不得超过150摄氏度。”
三人都认真地点了点头，比利热切地道：“放心吧，菲利普先生。我们保证把这件事干得漂漂亮亮的。”
菲利普点了点头道：“好，咱们现在就去安装涡轮增压器和测试仪表吧。”
还好，由于M20运输机设计时在发动机舱留的空间比较大，因此安装体积并不算大的涡轮增压器和一些仪表并没有费太大的劲，但是在涡轮增压器和活塞发动机的连接上却是费了不少功夫，虽然设计时已经考虑了安装和匹配的问题，几个人还是忙活了两个小时左右，才算安装好两台涡轮增压器以及测试用的仪表。
这次测试使用了两架M20运输机，菲利普和大卫、比利为一组，梅塞施密特和保罗、亚瑟、克鲁丝一组。两架M20运输机轻盈地从跑道上飞上蓝天，开始了它的测试旅程。
在涡轮增压器的作用下，M20运输机不断向新高度发起冲击。原本M20运输机只能飞到5000米上下，便已经无力再往上爬升了，但是今天两架M20都轻松突破了这个高度。
机舱里面，梅塞施密特兴奋地大叫道：“上帝！涡轮增压器的作用也太强大了吧！照我看，它就是飞上万米高空，也没有问题啊！不过，现在咱们必须得穿上防护服和氧气面罩了，这个高度的氧气含量实在太低了，而且温度似乎低得让人受不了，我感觉都有些吃不消了。”
经过梅塞施密特这么一说，众人这才感觉到不适。由于M20运输机的机舱是非气密舱，因此众人也各自准备了一套防寒服和氧气面罩。要知道人体一般能够承受的高度只有4000米左右，超过5000米则需要采取保护措施。像民航机都是气密性的增压舱，而战斗机飞行员则是有专用的抗荷服和氧气系统。
不过在这个时候，高空加压服还并没有出现，因此他们只能穿防寒服保暖，并戴上氧气面罩。在历史上，英国人于1933年研制出第一代高空加压服。1934年10月，各国飞行好手都聚集在伦敦，参加从伦敦飞往墨尔本的国际飞行大赛。美国人柏斯特为了在这次大赛中夺标，做了相当充分的准备。早在1931年，他在自己的飞行实践中认识到，飞机飞得越高，就能飞得越快，但要在平流层中飞行，飞行员得穿戴特殊的服装和帽子，起御寒、供氧、防震及加压的作用。柏斯特请了一位名叫古德里奇的工程师用降落伞的帆布特制了一件密封的衣服，用铅制了一顶盔帽，花费了75美元。但当柏斯特穿着这件衣服到减压室试验时，刚一打气衣服就崩破了，腰部裂开一条缝，世界上第一件飞行服就此告终。第二件飞行服赶制完毕，立即进行试验，柏斯特穿上它汗流浃背，只好脱下。制作第三件飞行服时，古德里奇的好友考列里想出了一个妙法。他把飞行服分成二层，内层用较厚的橡皮袋制成，充气后能对人的身体施加一定压力；外层用一般帆布制成衣服模样，以限止充气后橡皮袋的形状。8月，柏斯特穿着这件飞行服上天去兜了一圈，使它成了真正上天的第一件飞行服。
在众人穿戴的空隙，保罗自信地道：“有了涡轮增压器，看来咱们的机舱也需要改进啊，要不然飞得太高了人怎么受得了！菲利普先生设计的东西实在太精妙了，原来我觉得咱们的巴伐利亚机器制造厂和巴伐利亚飞机制造厂在航空工业领域，技术方面是最领先的，但是现在看来，龙魂飞机制造公司已经大大超过了德国飞机制造公司！”
第六十七章惊人的测试结果
亚瑟也激动得按住保罗的肩膀，大声道：“太好了！咱们的这架M20运输机现在已经到了6500米高度，并且正在以10米每秒的速度向上爬升，各项数据都正常！目前发动机转速5000转每分钟，涡轮转速60000转每分钟，润滑油温度110度！”一个个参数显示在机舱仪表盘上。
梅塞施密特若有所悟地道：“不错，这样一来咱们的M20不但飞行高度增加了，而且油耗也能幅度下降，特别是在高空，由于空气比较稀薄，因此飞行阻力也小，M20的最大飞行速度也应该会提高不少，但是这个高空的人体防护还需要解决才是！否则就没办法让旅客和机组成员接受！”
保罗点点头道：“的确是这样，现在我们就算穿上了防寒的衣服，还是感觉不舒服。因为在高空的空气压力减小了，人体就不能够适应。我相信菲利普先生或许已经有了办法，等我们下去之后便好好的研究一下，看看怎么样解决这个问题。”
M20飞机在众人的讨论中不断地向上攀升，最终达到了惊人的9000米高度。要知道这种轻型的运输机要达到这样的飞行高度，有多么困难，就算是后来的一些战斗机也不能达到这个飞行高度，M20已经创造了多项世界纪录！
在另一架M20运输机机舱内，菲利普也在紧张地盯着仪表上的指针，要知道这是涡轮增压器第一次测试，绝对不能出问题。如果涡轮增压器获得成功，并且大量装配到航空活塞发动机上，那么另一个问题还需要解决，那就是研制气密性机舱以及高空飞行装具。
今天虽然准备了防寒服和氧气面罩，但这只是临时措施，防寒服只能解决保温的问题，不能解决压力差的问题；氧气面罩通过输送氧气让大家都能够不被缺氧的问题困扰，但纯氧吸收过多，同样有中毒的危险。氧中毒和吸氧时间密切相关，时间越长，越容易发生氧中毒。进入体内的氧会产生氧自由基，氧自由基极为活跃，在体内到处流窜，攻击和杀死各种细胞，导致细胞和器官的代谢和功能障碍，并能促使基因突变诱发癌症。当然，有氧化就有抗氧化，这是人体自我保护的一种本领。健康人在自然状态下，体内氧化和抗氧化运动处于动态平衡。二战前的很多飞行员都是秃顶，就是因为吸入纯氧过多导致的后果。
M20飞到9000米高度，涡轮增压器的作用开始减小，这时候所有的发动机废气全部用于做功，虽然还可以再跃升一两千米，但是为了安全起见，这次测试的最大高度也就到9000米为止了。
两个测试组的成员以及飞行员都快受不了了，在这种高度飞行的滋味可真不好受，要知道每上升1000米，温度就下降6。5摄氏度左右，到了9000米高度，机舱外的温度只有零下二十几度，机舱内也高不了几度，最重要的是压力差带来的不适。因此在取得基本的测试数据后，两架M20开始缓缓下降高度，准备返回工厂的机场降落。
等到飞机下降至4000米高度，众人这才摘下了面罩，脱掉了厚厚的棉衣棉裤。
比利兴奋地道：“菲利普先生，这次测试非常成功啊！虽然咱们都吃了点苦头，不过还是非常值得！能够参与涡轮增压器的测试工作，我感觉很自豪！”
菲利普也高兴啊，毕竟第一次测试就非常顺利，而且从初步获得的数据来看，涡轮增压器带来的效果非常好，相信只要一推广出去，将会改变整个航空工业的发展。
第一次世界大战期间，法国工程师AugusteRateau第一次将涡轮增压器安装在使用雷诺引擎的法国战斗机上。不过在当时涡轮增压器还没有受到军方高层的重视，那时的各国的武器制造商还是将注意力集中在使用功率更大的发动机，火力更强的机枪上。
美国航空工程师SanfordAlexanderMoss一直在对燃气轮发动机进行研究。1918年，他首次将涡轮增压器安装在一台V12飞机发动机上，并在14。000英尺（海拔4300米）的高度上飞跃了科罗拉多州的派克峰，打破了之前的世界记录。只是在涡轮增压器准备广泛应用前，一战便结束了。
不过一战时的涡轮增压器在技术上还很不成熟，存在很多问题，而且由于战争的结束，以及它的经济性没有显现出来，因此沉寂了下来。
毕竟这是涡轮增压技术是航空史上非常重要的技术。虽然机械增压技术也有它的优点，但机械增压器在使用时会产生一个问题：由于需要利用曲轴动力作为增压器的动力来源，在一定程度上浪费了发动机的输出功率，对发动机的性能具有一定的影响。机械增压器技术相对比较成熟，但是进气效率低，耗费的曲轴做功相对较多，实用性不甚理想。而涡轮增压技术具有
