「第一個,空氣越來越薄,內燃機吸不進足夠的氣,混合氣燒不充分,轉速上不去。」
「這是進氣端的瓶頸。」
「第二個——」
他手指轉向那副靜止的十字螺旋槳。
「就算發動機的轉速能維持住,槳葉在那個高度切的也是稀粥,推力會隨著高度持續衰減。」
「兩頭同時掐,所以到三千五百丈就死了。」
他轉過身,看向李承乾。
「殿下,這不是銥鋼不行,也不是地髓不夠猛。」
他手指在螺旋槳和發動機之間畫了個圈。
「是這整套動力的原理,碰到天花板了。」
周圍的匠師們沒有出聲。
幾個老匠的眉頭擰到了一塊兒。
材料可以換,設計可以改。
但原理上的極限,不是拿命堆就能填的。
公輸岩說到這裡,並沒有停下,繼續道。
「這兩個問題,我們要分開看。」
他開始踱步,粗糙的靴底踩在青石路面上,一下一下。
「進氣不足的問題,臣在格物城做過一組實驗,密封容器加熱空氣,氣體膨脹後壓力暴增。」
「如果能在高空把稀薄的空氣先壓縮一遍,再灌進氣缸——進氣量就上去了。」
他說到這,腳步頓住。
「但靠什麼來壓縮?」
「額外裝一台內燃機?太重了,增加飛行負擔!」
「用齒輪從曲軸分動力出來帶壓縮扇?試過,轉速不夠,壓縮比上不去。」
他站在原地,兩手抱胸,眉頭越擰越緊。
方向有了。
但路他一時半會找不到。
李承乾一直站在旁邊,沒有打斷。
此時經公輸岩提醒,他腦海中想到了後世記憶中的一個方法。
「公輸大匠,你的方向分析是對的。」
「問題就出在進氣上。」
李承乾走到那台發動機前面,手指點了點那根扯斷的排氣管。
「鐵匠打鐵,爐中火不夠旺,該如何?」
「用風箱鼓風。」
公輸岩答得很快。
「但風箱要有人拉,你剛才也說了,在高空沒有多餘的力來拉這個風箱。」
李承乾手指在排氣管口上敲了兩下。
「可你忽略了一個東西。」
「這管子裡吐出去的廢氣。」
公輸岩眉頭一跳。
「溫度上千度,流速極快。」
「這股力量從排氣管里噴出去,就白白散掉了。」
李承乾的語速不快,但每個字砸得很實。
「在排氣口裝一組葉片。」
「廢氣衝過去,葉片就轉。」
「葉片的另一頭連著進氣道里的另一組扇葉,同軸聯動,跟著一起轉。」
「外面的空氣被進氣端的扇葉瘋狂灌進來,壓死了塞進氣缸。」
「空氣夠了,地髓就燒得起來。」
「而且飛得越高、油門越大、廢氣越猛,灌進去的空氣就越多。」
「自己給自己鼓風,不需要任何額外的動力。」
渦輪增壓。
後世內燃機突破高空性能瓶頸的核心技術之一。
李承乾用最直白的語言,把它砸了出來。
聽到這,如同醍醐灌頂。
公輸岩整個人釘在原地,腦子在瘋轉。
排氣管里的廢氣溫度上千度,流速極快——這股能量,所有人都當廢物排掉了,從來沒有人想過要利用。
但如果在出口裝一組扇葉,用廢氣去推。
再通過同軸連杆帶動另一組扇葉,把外部空氣硬塞進氣缸。
不需要額外的動力源。
不需要多裝一台機器。
幾乎不增加重量。
而且轉速越高,增壓越猛,形成正反饋。
他大步走到機頭前,繞著發動機的排氣管和進氣管之間那段空間轉了一圈。
眼睛盯著那段間隙,腦子裡已經在畫蝸殼的形狀、轉子的位置、兩組葉片之間的同軸連杆。
轉完一圈,他臉上沒有狂喜。
只有一種老匠人摸到了路之後特有的沉著。
「原理,臣明白了。」
公輸岩轉過身,語氣穩了下來。
「但要落地,至少有三道坎。」
他伸出三根手指。
「第一道,排氣端葉片的材料。」
「排氣溫度上千度,葉片轉速要達到每息數千轉,溫度和離心力同時往上拽。」
「銥鋼是大唐目前最好的耐高溫合金,缸體靠它才扛住了地髓的燃燒。」
「但缸體是死的,不轉。」
「葉片要在千度高溫下每息轉幾千圈,受力完全不同。」
「能不能扛住,得一組一組去試。」
「銥粉的配比、澆鑄工藝、葉片壁厚和根部加強筋——沒有捷徑,只有磨。」
「第二道,壓縮空氣進缸之後,氣缸內壓力會暴增。」
「現有的密封膠墊和活塞環是按自然吸氣設計的,撐不住翻倍的缸壓。」
「整套密封系統要從頭來過。」
「第三道——」
公輸岩看了一眼那副粗大的十字螺旋槳。
「就算進氣的問題全部解決,槳葉本身的效率也會隨高度持續衰減,空氣越薄,槳葉切得越空。」
「增壓能把天花板往上頂一截,但能頂到多高,臣說不準。」
「這是螺旋槳這個東西本身的極限。」
他沒有在這個問題上多展開。
因為他還沒有想到替代方案。
但作為格物院首席,他有義務把所有已知的瓶頸全擺到殿下面前——一個不藏。
李承乾聽完,沒有馬上接話。
他看著那副靜止的螺旋槳槳葉。
槳尖上反射著落日的暗銀色微芒。
公輸岩說得沒錯。
螺旋槳有極限。
後世的記憶告訴他,即便是二十一世紀最先進的渦槳飛機,也飛不到真正的萬丈之上。
槳葉要抓空氣才能產生推力,空氣越稀薄,它就越無力。
渦輪增壓解決的是發動機的呼吸問題,解決不了槳葉本身的效率問題。
要真正突破天穹——
最終要走的路,是徹底拋棄螺旋槳。
不靠槳葉抓風。
而是把氣流吸進來、壓縮、點燃、從尾部噴出去。
用反作用力推著整架飛行器往前沖。
但這條路太遠了。
大唐眼下的工業水平,連渦輪增壓的葉片都還沒造出來。
跳過這一步直接搞噴射動力,等於讓剛學會走路的孩子去跑百步。
一步一步來。
先把渦輪增壓做出來。
把天花板從三千五百丈,頂到五千丈、六千丈。
在這個過程中積累高溫合金、高速旋轉部件、精密加工的全套經驗。
等這些基礎打牢了,公輸岩和他的匠師們,自然會摸到那扇門。
「進氣問題先解決。」
李承乾收回目光,看向公輸岩。
「葉片材料,銥鋼配比你最熟。」
「一組一組地試,炸了就換配方,再炸就再換。」
「密封系統讓材料所同步推進。」
「至於螺旋槳本身的效率——那是下一步要考慮的事,先把眼前這道坎過了。」
「這個需要多久?」
「葉片材料的攻關最吃時間。」
公輸岩沒有打誑語。
「若一切順利,兩三年,若不順利——」
「五年,十年。」
李承乾替他把話說完了。
「大唐都等得起。」
說著,他轉過身,將玄黑大氅攏緊。
風從荒漠深處灌過來,扯著大氅的下擺獵獵作響。
他看向一旁始終未語的公孫婉兒。
「回長安。」
「傳戶部唐儉,傳六部尚書,傳訊天衍院孫思邈。」
「大唐腳下的路快走到頭了。」
「是時候,換一套規矩了。」