作者:类星体
就在BF-108成功首飞的同时,最近一直躲在爱娃家的海伦娜也迎来了一位老熟人。
作者有话说:BF-108只是一架运动飞机,飞机的一些细节这里就不作更详细的介绍了。以后在战斗机上会细讲。
第一百一十二章 死马活医
这天海伦娜刚刚成爱娃家出来,就在门口被大老远赶来柏林的赫尔曼·戈林堵了个正着。
“为什么一定要那么执着于风冷发动机呢?戈林上校。”听戈林说明来意之后,海伦娜无奈地摊手说:“我们德国航发研制的现状就是液冷强,风冷弱,现在国内搞风冷航发的只有一家半吊子水平的宝马公司,你又何必将未来的舰载机吊死在宝马这棵树上呢?”
“其实我觉得宝马公司的风冷发动机还可以抢救一下。”戈林坚持道:“最近他们不是刚刚研发出了两款新产品吗?性能都挺不错的啊,BF-108的试飞员对bmw7发动机可是很满意呢。”
“那两款发动机是仿制美国佬的产品,宝马公司只不过是在别人的基础上改了一下喷油方式和气缸排布而已。”海伦娜有些不屑地撇了撇嘴,说:“请把宝马公司的风冷发动机抬下去好好安葬了吧,戈林上校。宝马风冷机的技术底蕴跟不上,一时半会是救不回来的。”
“来这里之前,我先去了一趟总经理府,总经理阁下刚刚批准了大力发展高性能风冷发动机的计划,塞克特小姐确定不参与宝马公司的方案论证吗?”戈林笑容可掬地说道:“我知道塞克特小姐对发展风冷发动机缺乏兴趣,只好出此下策了,还希望塞克特小姐不要生气。”
“你都直接找你家老大把资源要到手了才来通知我,我现在说什么还有用吗?”海伦娜满脸黑线地说:“罢了罢了,舰载机发动机你想搞风冷就风冷吧。宝马公司的新发动机方案论证我到时候会好好把关的,就算死马当活马医了。这下戈林上校可满意了吧?”
戈林赶忙连声向海伦娜道谢,海伦娜摆摆手说:“先不要忙着道谢,我这里有句话得说在前面,高性能风冷发动机对于高标号燃油的依赖性可比液冷发动机高多了,希望你以后能争到足够多的高标号燃油供你的宝贝舰载航空兵使用。”
“不用担心,塞克特小姐。高标号燃油,今后空军是争不过我的。只要德国还有哪怕一桶高标号航空汽油,那也一定放在海军的油库里。”事实上,现在德国海航和德国空军都还处在建立前的筹备阶段。但戈林说得如此自信满满,口气之大简直让人无法相信他现在的军衔只不过是个海军上校。海伦娜不无恶意地想:如果戈林这话传导刚刚就任航空军需管理部门主管的阿尔贝特·凯塞林上校耳朵里,凯塞林会不会跑过来要求和戈林决斗?
好吧,本位面的戈林虽然没有变得像上个位面一样肥胖,但那一手出神入化的搂资源的能力,倒是完美地继承了上个位面,这恐怕也是他能这么快晋升海军上校的原因。要知道1935年扩军前的德国海军只有15000人的官方人员编制,就连掌勺的炊事兵都是当军官培养的。在这一时期一个海军上校的军衔可是非常难得的,邓尼茨这样一战时就已经是海军中尉的老人,到现在也将将爬到中校的职位上。
……
戈林之所以坚持要为未来的舰载机研发星形风冷发动机,和V形液冷和星形风冷航空发动机各自的优缺点有很大关系。
V形液冷发动机最大的优点有两个,第一是散热效率高,第二是迎风阻力小。
先说液冷发动机的第一个优点散热效率高。由于冷却液的密度是空气的数百倍,所以冷却液的导热率比空气要高得多,液冷发动机散热散热效率自然也远高于风冷。相比之下,风冷发动机如果散热设计不佳,就很容易出现过热问题。随着飞机飞行高度的提高,空气密度降低,风冷发动机的冷却效率还会进一步下降,而液冷发动机的散热效率则基本不受飞行高度的影响,从这个角度讲,液冷发动机比风冷发动机更适合作为高空战斗机的动力。
再说液冷发动机的第二个优点迎风阻力小。V形液冷发动机的两排汽缸是以一定夹角纵列布置的,整个发动机的形状近似于一个狭长的三角棱柱体,迎风面积很小。所以采用V形液冷发动机的战斗机可以把机头设计得纤细修长,这就降低了阻力,提高了飞行速度。风冷发动机则不然,为了改善散热条件,星形风冷发动机不得不将每一排汽缸都设计在迎风的平面上(星形风冷发动机每排一般会有5缸、7缸或9缸,为了提高功率也可以设计多排汽缸,但排数要受到冷却效率的制约,战斗机一般用单排或者两排汽缸。),这就使得星形风冷发动机的迎风面积比较大。所以采用星形风冷发动机的战斗机头部一般会比较粗短,迎风阻力较大。
V形液冷发动机作为战斗机动力有显著的优点,但风冷发动机既然能和液冷发动机平分秋色,那自然也是有自己的独到之处的。星形风冷发动机的独到之处主要有三个。
星形风冷发动机的第一个独到之处是结构简单,重量轻盈。相比液冷发动机需要复杂的冷却液循环系统,风冷发动机的冷却只需要让冷空气以足够的速度流过汽缸和缸盖上的散热鳍片就行了。这大约能让星形风冷发动机比同功率级的V形液冷发动机轻10%,可以在一定程度上抵消星形风冷发动机在阻力上的劣势。
星形风冷发动机的第二个独到之处是整备方便,维护性好。液冷发动机相对比较娇气,每次起飞前都需要检查冷却液位,一旦液位过低,需要及时补充。在寒区作战时,液冷发动机需要加注专门的防冻冷却液;在沙漠作战时,液冷发动机需要消耗宝贵的冷却水。风冷发动机则完全没有这些烦恼。另外,在寒冷环境下,风冷发动机暖机速度也要比液冷发动机快得多,有利于战机的快速出击。
星形风冷发动机的第三个独到之处是可靠性高,抗损性强。液冷发动机高度依赖冷却液的循环,由于冷却液循环系统的复杂性,使得液冷发动机的先天可靠性就不如靠简单的鳍片散热的风冷发动机。在激烈的空战中,风冷发动机即使被打坏一两个汽缸,也能“轻伤不下火线”,甚至有被打坏了一半的汽缸还能把飞机开回去的例子。相比之下,液冷发动机一旦在战斗中被打坏了冷却液循环系统,导致冷却液泄漏,马上就会老鹰变鹌鹑,如果继续让发动机以原来的转速运行,汽缸很快就会因为过热而烧坏。此时飞行员唯一的选择是立刻将发动机转速减到最小,然后以老牛拉破车般的速度慢慢晃悠回去,然而对手一般是不会给你这个机会的。
V形液冷发动机和星形风冷发动机各自的特点,使得上个位面的二战中,战斗机在发动机的选择上形成了“陆液海风”的总体格局。也就是陆基作战飞机多用液冷而舰载作战飞机多用风冷。
之所以出现这种格局,和航空母舰上的特殊使用环境有很大关系。
第一,风冷发动机维护便利,这正好适应了海上恶劣的维护条件。毕竟航空母舰上的空间有限,后勤保障条件是无法和设施完备的陆地机场相媲美的;
第二,风冷发动机暖机速度快,而舰载机正好非常强调在瞬息万变的海战中快速出击;
第三,风冷发动机可靠性高对提高舰载机飞行员的生存率也有很大帮助。在茫茫大海上,飞机一旦因为机械故障或者战斗而坠毁,舰载机飞行员在大海上跳伞后被成功救起的概率可没有在陆地上那么高。
第四,风冷发动机外形比较粗短,采用风冷发动机的战机长度也能做得比采用液冷发动机的战斗机短一些,这对战机在空间狭小的航空母舰上调度也有一定的帮助。
当然了,“陆液海风”、“高液低风”都是一种比较笼统的概括,并不足以被奉为圭臬。毕竟上个位面采用液冷发动机的经典舰载机也是有的,比如英国人的“海喷火”、日本人的“晴岚”等;采用风冷发动机的陆基战斗机则更多,比如德国人的Fw-190A、美国人的P-47、苏联人的拉-5/7等,其中P-47的高空性能也不逊于很多液冷战斗机。
不管怎么说,一直在要不要发展风冷发动机的问题上犹豫不决的海伦娜,最终还是因为戈林的一记先斩后奏,被赶鸭子上架,参与了宝马公司新一代风冷发动机的方案制定。
虽然海伦娜在内心里吐槽这种举措简直是死马当活马医。但既然决定要研制舰载机用的星形气冷发动机,海伦娜还是决心在力所能及的范围内做到最好!就算无法赶上对面普惠公司未来要推出的风冷神机R-2800,也至少不能在这款新型风冷发动机上留下明显的缺憾!
第一百一十三章 成败得失
海伦娜或许没有能力在短时间里弥补宝马公司在风冷发动机研制上的经验缺失,但是海伦娜毕竟大体上知道上个位面宝马公司发动机的短板所在。
于是,在新一代风冷发动机的方案的论证会议上,海伦娜根据上个位面德国风冷发动机研制过程中的经验教训,为宝马公司提提供了一些前瞻性的建议,这些建议虽然不能让宝马公司从此在风冷发动机领域大杀四方,但也能让宝马公司在研制过程中少走一些弯路。
在上个位面中,自从1933年,宝马公司在普惠公司的R-1690发动机的基础上,结合自身技术开发了经过改进的bmw132系列发动机之后,就开始走上了独立研制风冷发动机的征途。经过几年的研发努力,到三十年代后期,宝马公司的风冷发动机研制项目开始进入收获期,其成果就是双排14缸的bmw139发动机以及bmw801发动机。
相比产量相对较低的bmw139,bmw801是上个位面的德国在二战期间生产数量最多的风冷发动机,也是上个位面宝马公司星形风冷发动机的最典型代表。海伦娜认为想要让本位面的宝马公司在星形风冷发动机研制上少走弯路,做到对症下药,就不得不分析一下bmw801这款上个位面Fw-190A战机的“御用心脏”在设计上的成败得失。
在后世的军事论坛中,包括海伦娜在内的很多军迷都对宝马的这款发动机评价不高。毕竟如果单单依据硬指标来衡量,bmw801的性能参数确实和同时期世界风冷发动机的顶尖水平存在着不小的差距。不过本着该批评就批评、该表扬就表扬的原则,海伦娜认为上个位面的bmw801发动机还是有一些可取的地方的。
宝马公司在bmw801设计上最大的闪光点无疑是它的控制系统。从外观上看,bmw801的控制系统的核心是一只小小的金属盒子,盒子里装着一套机械式的逻辑控制系统,我们可以将它理解为一架机械式计算机。在这套控制系统的管理下,bmw801的转速调节、增压比调节、桨距调节全部都是自动化的,飞行员只需要依靠单一的油门杆就能实现对发动机的自动控制。
bmw801的自动控制系统除了计算单元还是机械式这一点以外,在概念上已经非常接近后世我们所熟悉的ECU(发动机控制单元)系统了,这套系统不仅能让飞行员心无旁骛地投入空战,而且还大大减小了误操作的概率。
虽然海伦娜可以算是宝马公司的半个黑粉,但就连海伦娜也不得不承认宝马公司在发动机控制系统上的创新精神。在海伦娜眼中,bmw801发动机的这套控制系统完全可以称得上是二战期间机械式计算机在实用领域的三大巅峰之作之一!另外两大是巅峰是B-17轰炸机上的“诺顿式瞄准仪”以及“衣阿华”战列舰上的机械式弹道计算机。
海伦娜每每想到要不了多久,这些代表着人类所创造的“机械之美”的极致的精巧设计,就会被冷冰冰的电子计算单元所取代,都会从心底油然而生一种怅惘之情。然而科学的进步是无情的,海伦娜所能做的也只是好好珍惜这一抹机械计算机的绚烂夕阳而已。
不得不说宝马公司为bmw801打造了一颗聪明的头脑,却没有赋予bmw801一具强壮的身躯。在Fw190A上的服役生涯中,bmw801发动机一直被两个问题所困扰。
第一个问题是高空性能不足,这个问题在后世的军迷中饱受诟病。bmw801发动机的高空性能不足和它的机械式单级增压器的设计以及有关,相比在高空稀薄的空气中仍能保持高效的两级增压器,单级增压器在高度超过6000米时,增压效率就会大幅度下降。
虽然上个位面的bmw801系列中的大部分型号都只有一级增压器确实坑爹,不过海伦娜认为这个问题虽然坑爹,但解决起来并不困难,因为上个位面的宝马公司就有很不错的解决方案,那就是涡轮/机械混合增压的bmw801TJ。
bmw801TJ大体上就是在bmw801D的后面增加了一套倾斜20度放置的废气涡轮增压器外加一套环形中冷器,这一改进举措可以让bmw801TJ在11000米的高空仍然能拥有1490马力的动力输出。更难能可贵的是bmw801TJ的发动机本体和混合增压器都被整合成一个紧凑的动力单元,对机内空间的占用比美国的P-47这种将涡轮增压器放在飞行员后面的设计小得多(P-47将涡轮增压系统和发动机的其他部分分开布置,导致废气管路和增压空气管路必须穿过整个机身,这也是导致P-47胖成“飞行奶瓶”的罪魁祸首之一)!
可惜bmw801TJ出来的时间太晚,此时Fw190的设计总师谭克博士早已把注意力转到了液冷发动机上去了(于是就有了装Jumo213液冷发动机的Fw190D系列),bmw801TJ只能去总产量只有100多加的Ju388夜间战斗轰炸机上混日子去了。而且事实上宝马在设计bmw801TJ时,也没考虑上单发机,所以bmw801TJ废气涡轮的废气都是从后上方的出口排出的,要是装上单发机,飞行员非得被喷一脸烟灰不可。
除了涡轮/机械混合增压的bmw801TJ,上个位面的宝马公司还在bmw801的基础上为Fw190研制过一款编号为P8028的二级增压改进型,不过由于这款P8028发动机太磨蹭,1941年才开始研制,命运自然比bmw801TJ更惨,移情液冷的谭克博士看都不看它一眼。
总之,上个位面bmw801中的大部分型号都既没有二级增压器、也没有中冷器虽然很坑,但这主要是宝马公司没有及时意识到空战形势的变化,导致bmw801的高空型号研发滞后导致的。如果宝马公司早点将bmw801TJ提上研发日程,bmw801的高空性能可能就不会遭受那么多诟病了。
本位面的宝马公司从一开始就将目光放到了带中冷器的混合增压型号上,这倒不是海伦娜直接干预的结果,而是因为液冷阵营给宝马公司的压力比上个位面大得多,只用一级增压根本没法和迈巴赫公司和容克公司的液冷发动机竞争啊。
如果说上个位面宝马公司的星形风冷发动机高空性能废材的问题还算是宝马公司观念上的问题,相对比较容易解决。那么另一个问题就显得特别棘手了,这个问题算是宝马公司风冷发动机的祖传毛病了,那就是发动机冷却效率的问题。事实上,冷却效率也是制约风冷发动机功率提高的最核心问题。
第一百一十四章 氪金改命
在上个位面中,从装上Fw190战斗机的第一天起,顽固的发动机过热问题就一直困扰着宝马公司的星形液冷发动机。早期的bmw139发动机是如此,后来的bmw801发动机也是如此。
1939年6月1日,在宝马公司提供的bmw139双排18缸风冷发动机的驱动下,谭克博士设计的Fw190战斗机成功实现了首次飞行。而宝马公司的星形风冷发动机的散热问题,正是从这一天开始被暴露了出来。在这次首飞中,紧邻着发动机舱的驾驶室内温度高度难以忍受的55度,飞行员的脚几乎要被发动机舱传来的热量烤熟。
为了缓解发动过热问题,谭克博士不得不修改原先的设计。他去掉了螺旋桨毂上减阻用的大型涵道式整流罩,并给发动机设计了强制冷却系统。所谓强制冷却系统,就是螺旋桨之后、发动机之前设置了一个由发动机带动的小型风扇来提高冷却空气的流速,从而提高冷却效率。风扇强制冷却的设计收到了一定的效果,但bmw139发动机的过热问题并没有得到根本解决。
1940年初,Fw190A开始换装更先进的bmw801发动机试飞,遗憾的是bmw139发动机上的过热问题到了bmw801上依然存在。在试飞中,bmw801发动机多次因过热而发生起火事故,甚至诱爆过机上的机枪弹药(Fw190的机鼻上装有两条机枪,距离发动机很近)。解决发动机过热问题花费了谭克博士大量的时间,一直拖到到1941年6月,经过一系列改进,Fw190A的发动机过热问题才算勉强达到可以接受的程度,正式投入量产。
发动机过热问题除了造成使用宝马公司发动机的Fw190A战斗机的研制进度拖延之外,还给日后bmw801发动机的功率升级之路平添了很多障碍。
首先,为了防止发动机过热,bmw801的转速和进气压力提升潜力受到限制,这就给发动机功率的提升套上了枷锁。其次,当时很多战斗机都使用一种简单的加力装置,即靠向发动机内喷射醇水混合物(MW50)的方法让飞机在短时间内获得更大的动力,然而宝马公司的bmw801发动机却因为存在过热风险而用不了这一方式。事实上,上个位面中bmw801最常用的加力方式是C3喷射,即通过向缸内喷射大量高标号的C3燃油来冷却气缸,从而允许发动机使用更高的进气压力,以在一段时间内获得更强的动力。
为了缓解气缸过热问题,在高功率状态下,bmw801发动机的空燃比(指发动机混合气中空气与燃料之间的质量比)会变得非常之低。从理论上说,需要14.7的空燃比才能将燃油全部氧化,但bmw801高功率状态下的空燃比只有8.0。
也就是说在高功率下,bmw801有将近一半的油耗都是用于冷却气缸,而不是燃烧做功。不得不说这种坑爹的加力方式,为清空德国本来就不怎么丰厚的高标号燃油储备做出了重大贡献,事实上,上个位面德国的那一点高标号航空汽油基本上都被拿去喂宝马的发动机了。
对于宝马公司星形风冷发动机的散热问题,海伦娜其实也没有能够药到病除的特效药,这个看似简单的问题其实非常考验一家公司的设计内功。除了让宝马公司沿用上个位面的强制冷却设计外,海伦娜只能在力所能及的范围内,向宝马公司的新一代发动机方案提供一些改进建议。
海伦娜的第一个建议是适度缩小气缸直径,同时增加气缸的数量。具体地说,就是将原先计划中的156mm的气缸直径削减到145mm,活塞行程依然维持在156mm,然后将气缸数量从14缸增加到18缸。这样虽然排气量变化不大,只是从41.7升略微增长到46.3升,但是单位排量所对应的散热面积却随着缸数的增加而增加了许多,缸径缩小还能在一定程度上抑制爆震。
海伦娜的第二个建议是将每缸的气门数量从两个增加到四个。宝马公司在发动机气门上采用了先进的钠冷技术,即气门中间是空心的,里面填充了金属钠。由于气门头部的温度非常高,气门头部的钠就会吸热气化并带走热量,气化的钠顺着空心的气门杆上升到气门杆顶部重新冷凝,如此循环下去。海伦娜建议将两气门改为四气门,不仅提高了空气循环效率,使得发动机在高功率下的燃烧更加充分,还顺便强化了散热。
海伦娜的第三个建议是将发动机散热片的制作工艺从铝挤压改为精密切削。一般常用的散热片加工工艺是将铝合金原锭加热到520度以上,然后利用机械加压让铝液流经挤型模具,再在模具出口处对铝液进行冷却,铝液就凝固成了散热鳍片初胚,之后再进行一些简单的修饰就算大功告成了。
海伦娜所建议采用的精密切削工艺,则是在一整块的铝合金型材上直接切削出一定厚度的薄片,再向上弯折成直立状态,成为散热鳍片,气缸盖和气缸套全部和散热鳍片一体化加工完成,这样做的话,散热鳍片可以比普通的铸造工艺做得更薄,更密,散热效率自然也就上去了。
总之海伦娜给宝马公司的所有建议上都明晃晃地写着两个字:“氪金”。没错,玄学或许救不了非酋,但氪金确实是能够改命的。
既然设计水平不如人,那就用更复杂的结构,更精密的工艺来弥补设计水平的不足,除了前面说的的这些措施外,宝马公司还准备给新发动机的每个气缸设置两个四极火花塞,以提高发动机的抗爆震能力并提升点火可靠性。根据宝马公司的自己估计,复杂度提升、工艺升级加上混合增压器的成本,本位面每台发动机的造价,至少会从上个位面bmw801的43000马克增加到60000马克。
好吧,这种设计风格一点都不海伦娜,但是海伦娜也是真的没有其他办法,才想出这些不是办法的办法的(宝马毕竟技不如人,海伦娜也只能靠堆料来硬撑性能了)。
好在德国舰载机部队所需要的发动机总数不是很多,浪费点生产成本和工时就浪费点吧,至少能在很大程度上补上上个位面中,德国风冷发动机的性能劣势。
第一百一十五章 索尔维会
“这是一封邀请函?什么?郎之万先生邀请我去参加10月份在布鲁塞尔举行的索尔维会议?这邀请函不会写错名字了吧?”到爱因斯坦家串门的海伦娜接过爱因斯坦递过来的邀请函,翻看了一下内容,惊得张大了嘴巴。
“没有搞错,没有搞错,这封邀请函就是给我们的海伦娜小姐的。”爱因斯坦一边给自己的烟斗续上烟丝,一边笑容可掬地说:“不邀请谁也不能不邀请海伦娜小姐啊,这次索尔维会议的主题是啥来着?是‘原子核的结构和性质’啊。海伦娜小姐作为中子的发现者,你若不去,这次会议可要少了一半的精彩喽。”躺在沙发上的爱因斯坦很享受地吸了一口烟斗,然后调皮地将一个烟圈吐向空中。
“听您这么一说,好像确实是这样的哦。”海伦娜有些不好意思地挠挠头:“好,这个邀请我接受了。”海伦娜一边说一边将邀请函小心翼翼地收好。
前面说到的索尔维会议,是1911年由比利时化学家、实业家欧内斯特·索尔维家创立的,会议的宗旨在于讨论物理学发展中亟待解决的关键性问题。正是由于索尔维会议讨论的议题如此重要,所以每次索尔维会议都会聚集一大批世界顶尖的物理学界参会。自1911年的第一届索尔维会议在布鲁塞尔召开之后,这一物理学盛会每隔三到五年举行一次,截至1933年,索尔维会议已经举办到了第七届。
好吧,为了更加有力地推动人类和平利用核能的进程,并为日后世界节能减排的伟大事业做出应有的贡献(这个目的不管你信不信,反正我是信了),海伦娜于1932年初顺手“发现”了中子的存在,从而证明了英国物理学界卢瑟福于1920年提出的猜想,点亮了这一核能利用的前置科技。
1931年底,约里奥·居里夫妇在用来自钋放射源的α粒子(实际上就是氦原子核)轰击铍时得到了一种穿透力极强且不带电的辐射。当他们用这种辐射照射去石蜡时,发现石蜡被这种辐射击出了大量的质子。约里奥·居里夫妇当时认定这种辐射是一种γ射线(一种波长极短的高能电磁波),虽然之前从来没有发现过γ射线有如此大的动量能够击出质子,但约里奥·居里夫妇依然猜想这是γ射线所具有的一种未被发现的性质。
拥有后世知识的海伦娜只看了一眼约里奥·居里夫妇的论文,立刻就明白了他们所发现的这种辐射其实是一种高速运动的中子流。于是海伦娜立刻“假设”这种辐射是一种中性粒子流,并对这种“中性粒子”的质量进行测定。具体做法是分别用这种辐射去轰击含氢物质和含氮物质,通过测量被辐射击出的氢核和氮核的速率,在已知氮核和氢核的质量之比约为14的前提下,很容易就得出了这种“中性粒子”的质量约等于氢核也就是质子的质量。
接下来结论就很明确了:约里奥·居里夫妇夫妇发现的新型辐射,是由质量与质子相近的不带电的粒子构成的。海伦娜将这种粒子命名为“中子”,并进一步猜想原子核是由质子和中子构成的。虽然这个结论简单到后世的中学生都能倒背如流,但中子的发现确实具有重大的意义,它意味着通向原子核奥秘的大门终于被打开了。
“对了,爱因斯坦叔叔,到时候您也会和我一块儿去吧。”海伦娜问道。
“那是当然。”爱因斯坦笑着说:“不仅是我,柏林大学的物理系主任薛定谔教授也和我们一起去布鲁塞尔。哥本哈根的那群幻想家整日里只知道神神叨叨,说一些教坏年轻人的疯话。这次我和你薛定谔叔叔一定要让他们知道,上帝他老人家是不会掷骰子的!”
海伦娜一听到爱因斯坦和薛定谔又要对哥本哈根学派开炮,一下子就来了精神,同时对这次布鲁塞尔之行也多了几分期待。毕竟这么好的一个吃瓜看戏的机会摆在眼前,不好好抓住简直就对不起这趟穿越啊!
事实上,在此之前已经召开的第五届和第六届索尔维会议上,爱因斯坦、德布罗意和薛定谔等人就和哥本哈根学派的三员大将:玻尔、玻恩和海森堡有过两次激烈的交锋。交锋的起因是对量子力学的诠释问题。
玻尔的“互补原理”指出,基本粒子的属性到底是粒子性还是波动性,完全由所探测的方法决定,观测方式的不同会影响到粒子的性质。举例来说,我们都知道基本粒子都具有波粒二象性,但是在玻尔看来,一个电子,当你用粒子的性质去探测它时,比如让它打在屏幕上,它就表现为粒子的特性;当你用波的性质去探测它时,比如让它发生干涉,它就表现为波的特性。电子到底是粒子还是波取决于你是如何探测的。
波恩的“概率诠释”则对薛定谔方程进行了全新的诠释,波恩认为波函数代表的是粒子在空间某处的概率幅,粒子存在于某一处的概率正比于波函数模的平方。举例来说。我们知道氢原子由一个质子和一个围绕它的电子构成,在波恩眼里,这个电子既没有确定的位置,也没有一定的轨道,而是以一定的概率存在于原子核外围的一片区域中。在某一时刻,电子可能存在于这片区域这的任何位置,只不过存在于某些地方的概率大,而存在于另一些地方的概率小。
海森堡则通过“测不准原理”表明,一个微观粒子的位置和动量两者不可能同时测得准确值。要么是确定微观粒子的位置,而微观粒子的动量无法准确测得;要么是确定动量,而位置不能准确测得。你要增加对其中一个量测量的准确性,就会导致另一个量更大的不确定性。
玻尔的“互补原理”,波恩的“概率诠释”和海森堡的“测不准原理”无疑动摇了一直被视为自然科学支柱的“实在论”、“因果论”和“决定论”,也挑战了爱因斯坦毕生的信仰。于是在第五届、第六届索尔维会议上,爱因斯坦、德布罗意和薛定谔等人对哥本哈根学派的阵地进行了狂轰滥炸,然而玻尔、玻恩和海森堡等人也不是吃素的,不仅把阵地守得滴水不漏,而且还将工事修筑得愈发完善。
眼看哥本哈根学派那边越战越勇,两轮攻势未能奏效的爱因斯坦等人自然不能甘心,于是爱因斯坦、薛定谔等人经过三年准备,这会儿正摩拳擦掌,力图在即将到来的第七届索尔维会议上找回场子。
在和海伦娜的交谈中,爱因斯坦还旁敲侧击地询问海伦娜的态度,想把海伦娜也拉上“贼船”,但都被海伦娜打了哈哈。海伦娜之所以没有在这个问题上明确表态,一方面是因为海伦娜知道老爱和老薛这次大概率还是赢不了哥本哈根学派,另一方面是因为海伦娜并不想轻易下场,她只想安安静静地做一个吃瓜群众,在一边欣赏大神们的第三次华山论剑。
第一百一十六章 火箭之光
当海伦娜收到第七届索尔维会议的邀请函时,距离会议的正式召开还有两个多月的时间。一直闲不下来的海伦娜决定利用这个短暂的时间窗口出去一趟,目的地是波罗的海南岸的一座不起眼的小渔村——佩内明德。
佩内明德位于德国东北部,蜿蜒北流的佩内河在这里注入波罗的海。八月的佩内明德可谓是海碧沙白,气候宜人,正是度假的好时节。不过海伦娜并不是来这里度假的,她之所以佩内明德的是经过数年的推进,这里的火箭研发工作已经抵达了一个非常关键的技术节点,海伦娜认为自己有必要关心一下研究进展,以确定下一步的研发方向。
事实上,上个位面的二战时期,德国火箭的主要研发基地就是设在佩内明德,大名鼎鼎的V-1巡航导弹和V-2弹道导弹,都是从佩内明德的研发基地里诞生的。本位面中的海伦娜经过一番考察,同样将火箭研发基地设在了远离中心城市的佩内明德,只是时间上要比上个位面早很多。
在上个位面中,佩内明德在其鼎盛时期,研发基地占地面积足有25平方公里,在基地里工作的研发人员最多时超过1.2万人。本位面的佩内明德,目前自然还远远达不到那么宏大的规模,毕竟现在的火箭技术还处于非常初级的阶段,主要任务是完成前期的技术探索工作。由于现在的火箭还基本上看不到任何实用价值,所以研制火箭这事,怎么看都像是一群头脑发热的科学极客们在玩票。虽然看起来是在玩票,但比起那些只能在自家车库里叮叮当当挥动锤子的土鳖民科们,海伦娜所组建的火箭研发团队无疑属于那种一身神装的贵族玩家。
这里之所以说是“贵族玩家”而不是“土豪玩家”,是因为海伦娜拥有的不仅是充裕的研发资金,还有一流的研发人才。早在1925年,世界经济危机爆发之前,海伦娜就从美国请来了第一员技术干将,他的名字叫做罗伯特·戈达德。
1919年,在普林斯顿大学担任研究员的罗伯特·戈达德博士发表了一篇极具前瞻性的论文,题目是《到达极高空的方法》。在论文中,戈达德详细表述了多级结构液体火箭的原理,对未来的火箭技术做出了许多天才的设想。
然而这篇有着重大意义的论文给戈达德博士带来的并不是鲜花和掌声,而是无穷无尽的白眼和嘲笑。当戈达德准备将自己的梦想付诸实践时,《纽约时报》的记者甚至尖刻地评价戈达德博士“连高中的基本物理常识都不懂”。
来自媒体的嘲笑和来自同行的冷眼,让生性腼腆内向的戈达德受到了很大的心理打击,但出于对自己梦想的执着,戈达德并不准备就此放弃。于是,一无资金二无人力的戈达德依然准备在马萨诸塞州的一座农场里继续自己的火箭研制,此时的戈达德博士觉得自己的妻子可能是自己在这个世界上唯一的支持者了。
然而就在戈达德博士像唐吉坷德骑士一样,准备凭借一腔热血单枪匹马对未知的领域发起挑战的时候,一份来自德国的邀请却让这位在上个位面中颇具悲剧色彩的火箭先驱时来运转。有人愿意提供高达500万美元的启动资金,来帮助戈达德博士实现自己的飞天梦。
在刚刚接到邀请的那阵狂喜过后,性格内向的戈达德博士很快恢复了冷静。他决定在和邀请者签署协议之前,还是先去德国看看对方的底细,以证明对方不是在戏耍自己。毕竟在美国,他的理想一直被视为无稽之谈,戈达德博士不大相信大西洋对岸的欧洲有人肯花费500万美元在火箭这种短期内明显看不到回报的事业上。
1925年底,怀着几分疑虑和忐忑的心情,戈达德博士踏上了去往德国的邮轮。等到了德国之后,戈达德惊奇地发现,世界上并不是只有自己一个人在为星辰大海的伟大理想而奋斗!更让戈达德博士羞愧不已的是,他一直以来只敢在梦想中构筑的火箭事业蓝图,在德国已经有人开始真真切切去做,并要将它付诸实践了!
对戈达德博士的邀请书当然是海伦娜发出的,事实上,在邀请戈达德博士之前,海伦娜就已经开始赞助液体火箭的研发活动了。不过由于一直缺乏该领域的领军人物,海伦娜又不可能事事躬亲,所以研发成果一直停留在大号窜天猴的层面。
在戈达德博士到来之前,德国最好的一次火箭试飞记录,也不过是让一枚发射质量仅为93千克的,以液氧乙醇为燃料的挤压循环火箭飞出了可怜的578米远,连步枪的最大射程都不到!不过即使这个寒酸的成果,也已经比上个位面中戈达德博士在1926年发射的第一枚液体火箭高出很多了,难怪初到德国的戈达德博士会对这里的一切都惊异不已。
面对远远超出自己预期的考察结果,戈达德博士最后的疑虑也被打消了,他非常爽快地在海伦娜为他准备好的“卖身契”上签上了自己的大名。
在戈达德博士加盟火箭研发项目后不久,戈达德博士的科研成果就得到了当时正在亚琛工业大学任教的西奥多·冯·卡门博士的看重。虽然两人的性格截然不同:冯·卡门博士幽默开朗,戈达德博士腼腆内向,但广泛的共同语言还是让这两位年龄相仿的大神很快成为了好朋友。由于两人擅长的领域各有侧重,在戈达德博士的邀请下,冯·卡门博士爽快地答应加盟他的火箭研发项目,为火箭研制提供空气动力学方面的支持。
随着越来越多的专业人士加盟到火箭研发项目中来,德国人的火箭很快就走上了发展的快车道。不过以海伦娜来自未来的眼光来看,目前的这些火箭都是非常原始的。事实上,火箭还需要历经一次技术上的涅槃,才有可能真正成为改变世界的伟大力量。
第一百一十七章 泵压革命
有了充裕的资金支持,有了顶尖的人才加盟,还有海伦娜这个穿越者在一边出谋划策,德国的火箭事业在短短五年时间里就取得了飞跃式的进步。
1925年7月,戈达德博士尚未来到德国之前,德国才刚刚试射了一枚编号为A-1的液体火箭,这枚火箭的发射重量还不到100千克,首次飞行距离也只有500多米远。然而仅仅五年之后的1930年,继1927年成功发射了A-1火箭的改进型A-2火箭之后,戈达德博士和冯·卡门博士所领导的研发团队又将一枚编号为A-3的液体火箭送上了发射架。
虽然依然采用乙醇和液氧作为推进剂,循环方式也依然是挤压循环,但A-3火箭的发射重量增加到了910千克,起飞推力也达到了1.7吨。在发射试验中,这枚A-3火箭拖着长长的尾焰从佩内明德的发射场腾空而起,飞行距离达到了前所未有的21千米。相比五年前玩具一样的A-1火箭,这个射程已经增长了30多倍!A-3火箭的成功极大地振奋了科研团队的士气,但是对于下一代火箭的发展路线问题,研发团队内部却出现了不小的分歧:
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