处理压力差。处理密封问题。
这不是天空的专利。在另一个极端环境里,同样面临着甚至更为严苛的物理考验。
李枭停止了敲击,目光变得锐利。
“把视线往下看。”李枭看着沈兆轩。
“天上是把空气压进去,保持内部高压。水下是把海水挡在外面,承受外部高压。物理原理是相通的。”
李枭站起身,按下桌上的内部电话。
“接船舶与海洋工程研究所,结构工程师王海涛。让他带上潜艇舱口密封和通气阀门的设计图纸,尽快赶到政务院。”
放下电话,李枭看向满脸错愕的沈兆轩。
“你的橡胶在零下四十度会变脆。但潜艇在冬季北方的深海里潜航,同样面临着零度左右的低温和外部十几个大气压的挤压。他们用来密封鱼雷发射管和逃生舱口的特种橡胶,经过了化工厂的特殊硫化处理。拿来给你的座舱盖用,绰绰有余。”
“潜艇的水柜吹除阀门和舱内压力维持系统,需要面对极其复杂的压力变化。他们的气动阀门设计经验,正是你需要的。”
四十分钟后。
船舶研究所的副总工程师王海涛提着一个公文包走进了会议室。他原本正在核对下一批运往胶东的潜艇肋骨尺寸,接到紧急通知后直接坐吉普车赶了过来。
李枭没有废话,直接让沈兆轩把增压座舱面临的两个技术死结向王海涛复述了一遍。
王海涛听完,从公文包里拿出几份图纸,在会议桌上摊开。
“沈总工,你们对密封的理解思路需要变一下。”王海涛指着潜艇舱门的一张截面图。
“你们试图用固定的橡胶条去堵住座舱盖滑轨的缝隙。这在常压下可以,但在高压差下必定漏气。我们潜艇在密封鱼雷管时,采用的是充气膨胀密封圈。”
王海涛拿出一支铅笔,在图纸的空白处画了一个中空的管状截面。
“在座舱盖的接缝处,安装一圈中空的特种耐寒橡胶管。当座舱盖关闭后,从发动机压气机引出一根细小的气管,向这个空心橡胶管内充入高压空气。”
“橡胶管在内部气压的作用下膨胀,死死地填满座舱盖和机身之间的所有缝隙。无论外部气温降到多低,只要内部有持续的高压空气支撑,密封圈就会像充了气的轮胎一样,形成绝对的物理闭合。”
沈兆轩的眼睛瞬间亮了,这是一种巧妙的动态密封思路。
“那橡胶的耐寒性怎么解决?”沈兆轩追问。
“化工厂有一套专门为我们海军调配的配方。”王海涛回答,“在合成橡胶中添加适量的二甲基硅油作为耐寒增塑剂。这种橡胶在零下五十度的环境下依然能保持弹性。你们航空车间直接去调配方就行。”
解决了一个问题,王海涛又拿出了另一张关于潜艇排气阀的机械图纸。
“关于自动调压阀门。潜艇在水下上浮时,为了防止舱内气压因水压减小而相对升高,我们设计了一种带有多级弹簧的恒压排气阀。”
王海涛指着图纸上的弹簧结构。
“你们可以把这个阀门反向安装在座舱的尾部。弹簧的预紧力设定为等于海拔三千米的气压差。当发动机泵入的空气让座舱内气压超过这个数值时,内部气压顶开弹簧,多余的空气排入高空;当气压下降时,弹簧将阀门压死,保持密闭。”
“纯机械结构,不依赖任何电子设备,不会发生高空冻结卡死。”
沈兆轩看着图纸,大脑飞速进行着工程核算。
“理论完全可行!”沈兆轩激动地一拍桌子。
李枭看着两名兴奋的工程师。
“这个改造计划,代号天梯。从第一飞行大队调一架状态最好的西北鹰进车间。五天之内,完成所有的改装和地面测试。”
三月二十日。
特种装备试验区。
一个巨大的圆柱形废旧钢铁锅炉横卧在场地上。锅炉的前端被焊死,后端安装了一扇厚重的带观察窗的钢制密封门。旁边连接着几台大功率的工业真空抽气泵。
这是大西北临时搭建的高空低压模拟舱。
一架被拆除了机翼、只保留了机身中段和座舱的西北鹰战机,被推入了锅炉内部。
这架飞机的座舱罩比普通型号要厚实得多,使用的是双层有机玻璃,中间夹着干燥的空气层以防起雾。座舱边缘镶嵌着黑色的充气橡胶密封圈。座舱后方,安装着那个仿自潜艇的恒压排气阀。
王海涛和沈兆轩站在锅炉外面的操作台上。
试飞员齐飞穿着普通的单衣,没有戴氧气面罩,钻进了锅炉内部的飞机座舱里,拉上了沉重的座舱盖。
“准备地面模拟加压测试。座舱内部供气泵启动。”沈兆轩拿着对讲机下令。
锅炉内部,一台独立的空气压缩机开始向飞机座舱内泵入空气。
齐飞在座舱里,感觉到耳膜微微一胀。他按下仪表盘上的一个开关,将压缩空气导入座舱边缘的橡胶密封圈。
“嘶——”
随着空气注入,黑色的橡胶圈迅速膨胀,将座舱玻璃与金属滑轨之间的所有缝隙死死堵住。
“座舱密封完毕。内部气压稳定在一标准大气压。”齐飞通过座舱内的无线电报告。
“锅炉真空泵启动。开始抽气。”沈兆轩按下了控制面板上的按钮。
几台大型真空泵发出低沉的轰鸣声,开始疯狂地抽取锅炉内部的空气。锅炉内壁的压力表指针迅速下降。
“模拟高度三千米。”
“模拟高度五千米。”
“模拟高度七千米。外部气压降至海平面百分之四十。”
技术员不断报出换算后的模拟高度数据。
随着外部气压的急剧下降,飞机座舱内部的高压空气开始向外寻找宣泄口。
位于座舱后方的恒压排气阀内,弹簧受到气压差的推动,阀门自动打开了一条缝隙。
“嗤——”
多余的空气被平稳地排出座舱,确保内部压力不会超过机身结构的承受极限。
“座舱内部气压报告。”沈兆轩紧盯着锅炉观察窗里的齐飞。
齐飞坐在座舱里,看着面前的压力表,呼吸平稳,没有感觉到任何不适。
“内部气压保持在相当于海拔三千米的水平。排气阀工作正常。没有漏气声。”齐飞的声音清晰地传出。
“继续抽气。模拟高度九千米!”沈兆轩下达了极限测试指令。
真空泵加大功率。锅炉内部的空气被抽得极其稀薄。厚重的钢制锅炉外壳在巨大的内外压差下,发出轻微的金属收缩声。
十分钟后。
“模拟高度达到九千米。锅炉内部接近真空状态。”技术员看着探底的指针。
沈兆轩和王海涛对视了一眼,走到观察窗前。
玻璃另一侧的飞机座舱内,齐飞依然镇定地坐在驾驶位上,冲着窗外的工程师们比了一个大拇指。
在高压差和极寒的模拟下,充气橡胶密封圈没有脆裂,调压阀没有卡死。座舱内的气压被死死地锁在了安全的刻度上。
“测试成功。放气,打开舱门。”沈兆轩长长地出了一口气。
随着外部空气重新注入锅炉,气压平衡。沉重的钢门被拉开。
齐飞推开座舱盖,轻松地跳了下来。
“一点气闷的感觉都没有。这套系统,完全可以把我们的飞机推上同温层。”齐飞拍了拍结实的座舱玻璃。
三月二十五日。
春分已过。华北平原上空万里无云。蓝得刺眼的天空没有任何云层的遮挡。