Для Хань Чэньфэна, который занимался теоретическими исследованиями плазмы, концепция всасывания пограничного слоя была действительно несколько незнакомой.
К счастью, её принцип несложен: преждевременно удалить низкоэнергетическую жидкость, которая может вызвать отрыв, или, по крайней мере, отсрочить точку перехода пристеночного потока от ламинарного к турбулентному, тем самым уменьшив потери.
Первоначально он был использован Чан Хаонанем в двигателе Turbofan 10 для повышения эффективности наддува компрессора.
Хотя канал генератора магнитогидродинамического генератора, находящегося перед ними, не является линейной механикой, метод проектирования всё равно остаётся тем же.
Чан Хаонань всего за несколько минут объяснил весь процесс собеседнику.
Хань Чэньфэн немного подумал, затем просто снял теплоизоляционный слой с поверхности канала генератора и сделал несколько жестов на стенке:
"В таком случае, помимо модификации электродов на внутренней стенке канала генератора, потребуется соответствующая конструкция для безопасного выпуска откачиваемого газа..."
По сравнению со сложной ситуацией на торце лопатки компрессора, этот в целом имеющий форму сужающегося к переду и расширяющегося к заду раструба канал генератора был просто до безобразия прост.
Поэтому Чан Хаонань, почти одновременно с тем, как придумал решение, уже продумал приблизительный проектный план.
Он взял ручку и несколькими быстрыми движениями нарисовал простую схему поперечного сечения канала генератора:
"Более сложные случаи рассмотрим позже, а что касается конкретно этого вашего экспериментального устройства, то всасывающий электрод можно спроектировать в виде проводящей плоской пластины с полостью, во внешней части которой сделать сквозные отверстия, соединяющиеся с каналом генератора внизу. В нижней части полости, ближе к входному концу, вырезать наклонный глубокий паз в качестве всасывающего канала, а выхлопную крышку сделать просто в виде плоской пластины с выхлопным отверстием и вакуумным фланцем, и прижать их друг к другу, образуя вакуумную камеру..."
Хань Чэньфэн поначалу немного сомневался в работе этого электрода, но, увидев схему сборки, мгновенно просиял, словно его осенило:
"Тогда нет необходимости выбрасывать откачиваемый газ, можно подсоединить к выходному отверстию выхлопного отверстия ещё один сильфон и направить его прямо в выхлопную соединительную секцию, чтобы инертный газ, а также оставшаяся в нём часть плазмы, участвовали в следующем цикле..."
"Я немедленно свяжусь с товарищем Ли Цзыинем, ответственным за проектирование конструкции, чтобы он пересчитал проектные параметры канала генератора и посмотрел, нужны ли какие-либо дополнительные изменения конструкции... Если запаса достаточно, то будем улучшать прямо на этом канале генератора..."
Эти операции по созданию канавок и отверстий неизбежно окажут негативное влияние на прочность конструкции, а канал генератора является основной нагрузкой после секции детонационного привода и должен работать в условиях высокой температуры и высокого давления.
Поэтому, прежде чем приступать к каким-либо улучшениям, необходимо убедиться, что само оборудование может безопасно работать.
Чан Хаонань не собирался вмешиваться в более конкретную работу по разработке, поэтому, выслушав план Хань Чэньфэна, лишь добавил:
"Что касается конкретных параметров всасывающих канавок, то у вашей системы атомной промышленности, возможно, раньше не было опыта в этой области. Я попрошу Старого Лю прислать несколько технических специалистов из 606-го института для поддержки, но вам нужно поторопиться, у них сейчас мало времени и много задач, и людей тоже не хватает..."
Несмотря на то, что за последние десять с лишним лет Китай вложил немало сил и ресурсов в образование, технические специалисты - это всё же не промышленный продукт, который можно производить серийно. Среди них тех, кто способен самостоятельно справляться с работой, можно пересчитать по пальцам, и их можно отобрать только путём проб и ошибок, что в конечном итоге приводит к тому, что потребности в технологическом развитии и расширении производства намного превышают скорость подготовки кадров.
По крайней мере, для Чан Хаонаня, по сравнению с ситуацией на рубеже веков, когда не хватало людей и приходилось одному человеку совмещать несколько должностей, ситуация только усугубилась.
Услышав о возможности получения дополнительной поддержки, Хань Чэньфэн обрадовался и тут же заверил:
"Об этом можете не беспокоиться. В процессе создания этого экспериментального устройства для проверки принципа мы уже досконально освоили выбор поставщиков для каждой подсистемы, а также процесс сборки и производства. Как только будет готов проектный план, мы сможем всё сделать примерно за неделю..."
Принципиально-верификационное устройство похоже на принципиальный прототип в области авиационных двигателей.
Главное, чтобы всё кое-как работало, и если оно запустится, то это уже успех. Нет необходимости слишком много думать о конкретных производственных потребностях, поэтому затраты низкие, цикл короткий, и если обнаружится, что путь не работает, то психологическое бремя отмены и повторного запуска будет относительно низким.
"Тогда я..."
Чан Хаонань уже собрался сказать, что вернётся в свой кабинет, чтобы позвонить, но Хань Чэньфэн окликнул его сзади:
"Академик Чан, есть ещё кое-что..."
Первый остановился и жестом показал второму, чтобы тот говорил прямо:
"Согласно предыдущему плану, после определения принципиальной осуществимости магнитогидродинамической генерации с детонационным приводом, следующим шагом должно быть рассмотрение непрерывной работы для создания периодической разности потенциалов... Но это предварительное условие практически невозможно реализовать на земле. Как вы смотрите на то, чтобы использовать гиперзвуковой летательный аппарат..."
В этот момент Чан Хаонань почувствовал только одно —
"Онемел".
Впервые с момента перерождения его кто-то подгонял.
Магнитогидродинамическая генерация требует адаптации к воздушно-реактивному гиперзвуковому и прямоточному воздушно-реактивному двигателю, и на данный момент он действительно не мог ничего предложить.
Но весь план исследований был предложен им самим Хань Чэньфэну, и если на полпути сказать другому человеку, чтобы он отдохнул год-другой, то это тоже как-то не очень...
Мозг Чан Хаонаня заработал с бешеной скоростью, и он быстро придумал решение:
"Не стоит спешить с объединением с воздушно-реактивным гиперзвуковым двигателем, ведь обе стороны представляют собой совершенно новые концепции и технологии, и если риски сложатся, то ситуация может выйти из-под контроля".
Он неторопливо заложил руки за спину, делая вид, что "всё под контролем":
"Сначала проверьте мою идею и посмотрите, можно ли увеличить пиковую мощность устройства до 250 МВт, или хотя бы до уровня выше 200 МВт. Если это возможно, то сначала проведите цикл прикладных исследований... С одной стороны, чтобы найти и решить те проблемы, которые не были выявлены в процессе исследования принципа, а с другой стороны, чтобы доказать вышестоящему руководству, что результаты этого проекта оправдывают огромные инвестиции, которые потребуются в дальнейшем".
Услышав это, Хань Чэньфэн почесал затылок, подумав, что это как-то не похоже на то, о чём договаривались изначально.
Но, посмотрев на Чан Хаонаня, который стоял перед ним с уверенным видом, он решил больше не зацикливаться на этих мелочах —
Раз академик Чан так решил, значит, у него наверняка есть на то свои причины.
"Но прикладные исследования..."
Хань Чэньфэн мысленно перебрал все места в повседневной жизни, где требуется импульсный разряд, а затем беспомощно нахмурился:
"Даже в тех случаях, когда требуется импульсный разряд, в большинстве случаев кривая мощности относительно плавная, а время выхода магнитогидродинамического генератора слишком короткое..."
"Если добавить дополнительные схемы, то можно отрегулировать рабочие характеристики, но сейчас технологии маховичного и емкостного накопления энергии средней и малой мощности уже достаточно зрелые, и это было бы излишним... Трудно сказать, есть ли у этого какая-то конкурентоспособность".
Из-за специфики направления исследований 240-й институт ядерной промышленности в прошлом редко брался за проекты, ориентированные на прикладной уровень.
Несмотря на то, что в последние годы сфера деятельности института расширилась, недостаток воображения трудно восполнить за год или два.
"Если конкурентоспособность в отношении существующих потребностей недостаточна, то мы создадим новые потребности..."
Этот трюк Чан Хаонань использовал уже сотни раз и ни разу не прогадал:
"Если исходить из средней мощности 100 МВт, то получается, что даже это лабораторное устройство для проверки принципа может генерировать около 5 мегаджоулей энергии за 0,05 секунды. Учитывая, что эффективность преобразования электромагнитной энергии на оконечном устройстве может достигать половины или даже выше, то на стороне нагрузки может быть около 2,5-3 МДж".
"По общему правилу, для того, чтобы инженерный прототип действительно вышел на масштаб, выходная мощность должна быть увеличена как минимум на два порядка, достигнув уровня 200-300 МДж... А вот эту цифру уже не так-то просто реализовать с помощью маховика или конденсатора".
Глаза Хань Чэньфэна загорелись:
"Электромагнитное оружие... Например, рельсотрон?"
Верхний предел дульной кинетической энергии химических пушек составляет около 25-30 МДж. Если бы его можно было увеличить в 10-12 раз за один раз, то это, очевидно, было бы очень привлекательно для военных.
"Э-э... Можно и так сказать".
Чан Хаонань неохотно кивнул:
"Но для настоящего оружия время подготовки при детонационном приводе всё ещё слишком велико... Я только что взглянул на ваш тестовый процесс. Идеальное время подготовки в полностью автоматическом режиме составляет две минуты, и даже если использовать 6-8 групп детонационных секций для поочерёдного привода одного и того же канала генерации, то максимальное время подготовки можно сократить до 15-20 секунд..."
"Такая частота стрельбы может быть достаточной для линкора, но современная артиллерия не может мириться с такой низкой скорострельностью. Кроме того, соотношение затрат и эффективности увеличения дальности за счёт повышения начальной скорости очень низкое, а стоимость водорода и кислорода высока. Даже если в будущем заменить водород метаном, трудно сказать, будет ли это выгоднее, чем обычные ракеты".
Хань Чэньфэн подумал и решил, что собеседник прав:
"Тогда что вы имеете в виду..."
"Конечная цель - это, конечно, электромагнитная катапульта на авианосце... Разумеется, на этапе проверки её можно временно назвать "системой запуска электромагнитной энергии" или каким-нибудь другим не столь чувствительным названием".
Чан Хаонань наконец-то прояснил свою идею:
"Особенно это касается атомных авианосцев, где водород и кислород могут производиться непосредственно реактором, а частота катапультирования 15-20 секунд почти в два раза выше, чем у паровой катапульты... На самом деле, наша страна начала предварительные исследования этой технологии очень давно, но из-за отсутствия высококачественных накопителей энергии она так и не была реализована на практике, а наше решение как раз может обойти это препятствие".
"Если говорить о недостатках, то комбинация нескольких детонационных секций, безусловно, будет занимать больше места, чем ёмкостное хранилище энергии, но для авианосца это не имеет большого значения..."
Обновлено: 07.04.2026