在GF部第五研究院的日子,紧张而充实。
何雨柱凭借着系统赋予的超越时代的视野和自身扎实的功底,在总体设计部如鱼得水,不仅完美地扮演着钱学成与化罗庚之间的“学术桥梁”,更在实际科研攻关中屡屡提出关键见解,地位日益稳固。
这天,研究院内部的气氛格外凝重。
一个重要型号的火箭发动机地面试车,遭遇了挫折。
虽然不是毁灭性的失败,但试车数据表明,发动机的涡轮泵在长时间高负荷运行时,出现了异常振动和效率衰减的迹象。
这直接影响了发动机推力的稳定性,是关乎整个型号成败的“心腹大患”!
会议室里烟雾缭绕,负责动力系统的专家们眉头紧锁,争论不休。
“我认为是轴承问题!高速高温环境下,现有轴承材料和润滑方案扛不住!”
“我更倾向于是叶片的气动设计有瑕疵,产生了不该有的激波或涡流!”
“会不会是转子动平衡没做到极致?微小的不平衡在高速下被放大了?”
“材料!归根结底还是材料!我们耐高温高强度的合金不过关!”
各位老专家引经据典,分析得都有道理,但谁也拿不出一个能让所有人信服的、且能快速解决问题的方案。
问题的根源似乎隐藏在复杂的流场、应力、热传导耦合之中,难以精准定位。而时间不等人,项目的节点压力巨大。
钱学成先生静静地坐在主位,听着大家的争论,手指轻轻敲击着桌面。
他没有轻易下结论,而是将目光投向了坐在角落,一直认真聆听、偶尔在笔记本上写写画画的何雨柱。
“小何,”钱学成点名了,“你听了这么久,有什么看法?不要拘束,大胆说。”
顿时,所有人的目光都集中到了何雨柱身上。有期待,有审视,也有几分不以为然——毕竟他太年轻了,动力系统又是极其复杂的专业领域。
何雨柱合上笔记本,站起身,走到前面的黑板前。
他没有直接回答哪个观点对错,而是拿起粉笔,画出了一个简化的涡轮泵转子-轴承系统示意图。
“各位老师,各位领导,”何雨柱语气沉稳,“我认为,单纯争论是轴承、叶片还是动平衡的问题,可能陷入了‘头痛医头,脚痛医脚’的困境。
涡轮泵是一个高速旋转的复杂系统,其振动和效率衰减,很可能是多物理场耦合作用下,系统失稳的表现。”
他先在黑板上写下几个关键词:流体激励、转子动力学、热变形、间隙变化。
“我们可以尝试建立一个简单的集中质量模型,”何雨柱一边说,一边快速写出几个微分方程的核心项,“将转子、轴承、叶片简化为具有质量、刚度和阻尼的单元,重点考虑高速流体对叶片的非定常激励力,以及由于温度场不均匀导致的转子热变形和轴承游隙的变化。”
他看向一位负责材料的专家:“章工,您说得对,材料是基础。但如果能通过系统动力学优化,降低关键部件承受的极端载荷,或许能为我们现有的材料体系争取到更大的安全裕度,解了燃眉之急。”
他又看向负责气动设计的专家:“卢工,叶片气动设计固然重要,但如果转子系统本身在特定转速下存在固有频率,容易被流体激励起来产生共振,那么再好的气动设计也可能无力回天。我们需要进行坎贝尔图分析,避开危险转速区。”
何雨柱侃侃而谈,他没有给出一个现成的答案,而是提出了一套系统性的、全新的分析思路。
他将一个看似孤立的问题,上升到了“流固热耦合”的系统动力学高度,并指出了利用现有技术条件进行优化设计的可能性。
会议室里安静下来,几位老专家开始认真思索何雨柱的话。
他提出的“集中质量模型”、“坎贝尔图”、“多物理场耦合”等概念和方法,虽然原理他们未必完全陌生,但如此清晰、系统地将它们应用到眼前这个具体难题上,并指出一条可行的分析路径,这无疑让人眼前一亮!
钱学成先生的眼中露出了赞许的光芒。
何雨柱的这种思维方式,正是他所欣赏的——抓住问题的物理本质,用合适的数学模型进行描述,进而寻找工程上的解决途径。
“很好!”钱学成一锤定音,“雨柱同志的思路很有价值!我们不能只盯着局部。
我建议,立即成立一个由动力、结构、材料、控制专业组成的联合分析小组,就按照雨柱提出的这个系统动力学分析框架,进行深入建模和计算!
小何,这个分析小组的组长,由你来担任,负责技术协调和模型构建!”
“是!钱先生!”何雨柱立刻领命。他知道,这既是信任,也是巨大的责任。
接下来的几天,何雨柱几乎泡在了计算室和实验室里。
他表面上带领着团队查阅资料、建立简化模型、进行手算和利用院里那台老旧的计算机进行数值模拟,暗地里,却早已让系统对涡轮泵进行了全方位的“虚拟诊断”。
【叮!基于输入参数及多物理场耦合模拟,涡轮泵异常原因分析完成。】
【主要问题:1、轴承支承刚度在高温下下降明显,导致转子临界转速降低,落入工作转速区间,引发共振。2、第三级涡轮叶片叶尖间隙在热变形后过小,导致局部气流激振。】
【优化方案:1、调整轴承预紧力和润滑冷却方案,提升高温刚度。2、微调第三级涡轮叶片型线及安装角,优化热态间隙。3、建议在xx-xx转速区间设置快速穿越程序,避开共振区。】
有了系统的“标准答案”,何雨柱在组织分析讨论时,就显得更加游刃有余。
他巧妙地引导着团队的思路,让他们通过自己的计算和实验,一步步“发现”了系统指出的那两个核心问题以及优化方向。
当联合分析小组将最终的分析报告和优化方案呈交给钱学成和各位专家时,所有人都被其清晰的逻辑、翔实的数据和切实可行的解决方案折服了!
“妙啊!原来是支承刚度和热变形的耦合问题!”
“这个微调叶片型线避开激振的思路,真是巧思!”
“快速穿越共振区,虽然增加了控制复杂度,但确实是解决振动立竿见影的办法!”
按照优化方案进行紧急修改后,再次进行的发动机地面试车取得了圆满成功!
涡轮泵运行平稳,推力曲线完美,那个困扰大家许久的“心腹大患”被彻底清除!
消息传来,整个动力研究室都沸腾了!几位之前还对何雨柱能力有所怀疑的老专家,纷纷对他竖起了大拇指。
“后生可畏!后生可畏啊!”
“何工,这次多亏了你!你这系统性的思路,给我们这些老家伙都上了一课!”
钱学成先生更是亲自来到何雨柱所在的办公室,当着所有人的面,用力地拍了拍他的肩膀,语气中充满了欣慰和激赏:
“小何,干得漂亮!你这次不仅解决了一个具体的技术难题,更重要的是,你为我们提供了一种解决复杂系统问题的新思路、新方法!这价值,无可估量!”
何雨柱连忙谦虚道:“钱先生过奖了,这都是集体智慧的结晶,我只是做了些梳理和引导工作。”
但他的心里,同样充满了成就感。
这一次,他不仅仅是依靠系统“开挂”,更是在系统的辅助下,运用自己的智慧和能力,真正带领团队解决了一个国家级的关键技术难题!
“巧破困局,妙手解‘心’忧”——何雨柱在五院的声望,凭借此役,达到了一个新的高度。
所有人都意识到,这个年轻的“学术联络人”,不仅是个桥梁,更是一把能够披荆斩棘、攻坚克难的锋利尖刀!
而何雨柱也明白,这仅仅是个开始。在通往星辰大海的征途上,还有无数这样的“困局”等待着他去破解。他期待着下一次的挑战。