บทที่ 6 วงแหวนมัคแปดวงทำเอาตะลึงไปทั้งงาน นี่มันอัจฉริยะคนไหนออกแบบกัน?

บทที่ 6 วงแหวนมัคแปดวงทำเอาตะลึงไปทั้งงาน นี่มันอัจฉริยะคนไหนออกแบบกัน?

ในขณะนี้

หยางหมิงหย่วนอุทานด้วยความทึ่ง “นี่มันไม่ใช่การบินของโมเดลแล้ว นี่มันคือการทดสอบบินของเครื่องจริงชัดๆ!”

นอกจากขนาดที่เล็กกว่าแล้ว

อย่างอื่นเหมือนกันหมด

มันมหัศจรรย์เกินไปแล้ว

“เร็วเข้า เปิดอีกรอบ!”

“ครับ ครับ!” หลิวอวี่เฟยเปิดวิดีโออีกครั้งด้วยความตื่นเต้น

หลังจากทุกคนดูจบ สีหน้าของพวกเขาล้วนเต็มไปด้วยความตกตะลึง งุนงง และไม่เชื่อสายตา แต่ที่เด่นชัดที่สุดคือความเคลือบแคลงสงสัย

“เหมือนเกินไปแล้ว!”

“สมบูรณ์แบบเกินไปแล้ว!”

บุคลากรทางการทหารทุกคนต่างจ้องมองวิดีโอที่ฉายวนซ้ำบนหน้าจอขนาดใหญ่อย่างเงียบงัน

เงียบจนน่ากลัว

ลู่เหยียนกล่าวขึ้น “พระเจ้าช่วย จากที่เห็นในงาน นี่มันคือโมเดลเครื่องบินสำหรับเด็กจริงๆ”

“แต่ว่า นี่มันเหมือนเกินไปแล้ว!”

“นี่มันคือสุดยอดของงานฝีมือเด็กอนุบาล!”

“ตั้งแต่การทะยานขึ้น การร่อน...กระทั่งท่าที่ยากมากๆ อย่าง ‘ท่าร่อนใบไม้ร่วง’ ก็ยังแสดงออกมาได้อย่างสมบูรณ์แบบ!”

“เก่งจริงๆ เก่งมาก!”

ลู่เหยียนทั้งชื่นชมและรู้สึกว่ามันเหลือเชื่อ

ท่าร่อนใบไม้ร่วงของเครื่องบินขับไล่เป็นท่ากายกรรมที่ยากอย่างยิ่ง

มันต้องการการสนับสนุนทางเทคนิค ไม่ว่าจะเป็นเทคโนโลยีเครื่องยนต์ขั้นสูง ระบบควบคุมการบินที่แม่นยำ และโครงสร้างตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่ยอดเยี่ยม

ในขณะเดียวกันก็ต้องการทักษะการบังคับและสภาพจิตใจของนักบินที่สูงมาก

ในระหว่างการเลี้ยว เครื่องบินจะต้องรักษาระดับความสูงและเสถียรภาพในการควบคุม ส่วนท่อไอพ่นก็ต้องเปลี่ยนทิศทางเพื่อปรับแรงขับเวกเตอร์ให้เหมาะสม ซึ่งจำเป็นต่อการสร้างความแตกต่างของแรงขับ

อย่างเช่น Su-57 ซึ่งเป็นผลงานการพัฒนาในปี 2017 มันมีน้ำหนักประมาณ 18 ตัน หลังจากทำท่า “ร่อนใบไม้ร่วง” แล้วกลับสู่สภาพปกติ แรงขับรวมของเครื่องยนต์สองตัวต้องสูงถึงประมาณ 288 กิโลนิวตัน ซึ่งเป็นการทดสอบประสิทธิภาพของเครื่องยนต์อย่างมหาศาล

จะเห็นได้ว่าการทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้นบนโมเดลของเล่นนั้นยากเย็นเพียงใด

ยิ่งไปกว่านั้น ท่านี้ยังเกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีแบบบูรณาการ ไม่ว่าจะเป็นโครงสร้างอากาศพลศาสตร์ขั้นสูง ความสามารถในการควบคุมการบินที่เหนือชั้น และระบบอิเล็กทรอนิกส์การบินขั้นสูง

จำเป็นต้องมีระบบควบคุมที่แม่นยำ หากมีส่วนใดส่วนหนึ่งที่ไม่ผ่านเกณฑ์ ก็อาจทำให้เครื่องบินเสียการควบคุม

หรือแม้กระทั่งแตกเป็นเสี่ยงๆ กลางอากาศ

ในระหว่างการทำท่า “ร่อนใบไม้ร่วง” สภาพของเครื่องบินจะเปลี่ยนแปลงอย่างซับซ้อน นักบินจะต้องประเมินท่าทางและความเร็วของเครื่องบินได้อย่างแม่นยำตลอดเวลา และควบคุมเครื่องบินได้อย่างแม่นยำ

ความผิดพลาดเพียงเล็กน้อยอาจนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ร้ายแรงได้ ซึ่งต้องการทักษะการบินและสภาพจิตใจของนักบินที่สูงมาก

ถึงแม้ว่าโมเดลจะไม่มีนักบิน แต่คนที่ควบคุม “เครื่องบินของเล่น” ลำนี้ต้องเป็นยอดฝีมืออย่างแน่นอน

อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ทำให้สวี่ข่ายประหลาดใจที่สุดคือ สิ่งนี้ทำให้เขาเห็นถึงความเป็นไปได้ของเทคโนโลยีเครื่องยนต์แรงขับปรับทิศทางได้

นี่คือเทคโนโลยีที่สำคัญ

อย่างเช่นเครื่องยนต์ 117S ของ Su-35S ที่พัฒนาสำเร็จในปี 2014 มีความสามารถในการปรับทิศทางแรงขับได้รอบทิศทาง สามารถเปลี่ยนทิศทางแรงขับได้ในเวลาอันสั้น

ข้อมูลระบุว่า ในระหว่างการทำท่า “ร่อนใบไม้ร่วง” ของ Su-35S เครื่องยนต์จำเป็นต้องหมุนทิศทางแรงขับ 90 องศาภายใน 0.5 วินาที เพื่อให้แรงขับในทิศทางที่ต่างออกไปแก่เครื่องบิน ทำให้สามารถเลี้ยวในรัศมีวงแคบหรือรัศมีศูนย์ได้

วิดีโอนี้จึงเป็นข้อมูลอ้างอิงที่สำคัญสำหรับสวี่ข่าย ผู้รับผิดชอบทีมพัฒนาระบบเครื่องยนต์ ในการไขปัญหาเรื่องเทคโนโลยีเครื่องยนต์แรงขับปรับทิศทางได้

ความยากของเทคโนโลยีเครื่องยนต์แรงขับปรับทิศทางได้นั้น ส่วนใหญ่อยู่ที่วัสดุและกระบวนการผลิต การออกแบบระบบควบคุม และการออกแบบและปรับปรุงด้านอากาศพลศาสตร์

ประการแรก ท่อไอพ่นของเครื่องยนต์แรงขับปรับทิศทางได้จะต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิและความดันสูง อุณหภูมิไอพ่นอาจสูงถึง 1000°C และความดันแก๊สสูงถึงหลายร้อยกิโลปาสคาล

ดังนั้นวัสดุของท่อไอพ่นจึงต้องมีความทนทานต่ออุณหภูมิสูง มีความแข็งแรง และทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ทั้งยังต้องมีน้ำหนักเบาอีกด้วย

ในขณะเดียวกัน โครงสร้างท่อไอพ่นเวกเตอร์มีความซับซ้อน เพื่อให้สามารถหมุนได้อย่างยืดหยุ่นและรับประกันการปิดผนึกที่ดี จึงต้องการความแม่นยำในการผลิตและฝีมือเชิงช่างที่สูงมาก

นอกจากนี้ ยังต้องมีการควบคุมที่แม่นยำ

ระบบควบคุมเครื่องยนต์จึงจำเป็นต้องทำงานร่วมกับระบบควบคุมการบินของเครื่องบินอย่างใกล้ชิด โดยต้องตอบสนองได้รวดเร็วและควบคุมได้อย่างแม่นยำสูง นอกจากนี้ยังต้องพัฒนาระบบอัลกอริทึมการกระจายแรงขับโดยเฉพาะ เพื่อให้สามารถควบคุมการทำงานร่วมกันของหลายหน่วยได้

ยิ่งไปกว่านั้น ยังต้องเข้าใจข้อมูลหลักของเครื่องยนต์อย่างถ่องแท้ เพื่อรับประกันความแม่นยำของอัลกอริทึมการควบคุม และประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ที่ผลิตในแต่ละล็อตจะต้องมีความเสถียร โดยความแตกต่างระหว่างเครื่องยนต์แต่ละเครื่องต้องน้อยที่สุด

นี่เป็นโครงการขนาดมหึมา

และเป็นปัญหาที่สร้างความเดือดร้อนให้สวี่ข่ายมาเป็นเวลานาน

บางที วันนี้เขาอาจจะพบคำตอบแล้วก็ได้

จากวิดีโอจะเห็นได้ว่า

เมื่อเครื่องยนต์แรงขับเวกเตอร์เปลี่ยนทิศทางของกระแสไอพ่น คุณลักษณะทางอากาศพลศาสตร์ของเครื่องบินก็จะเปลี่ยนแปลงไปด้วย

อาจทำให้การดูดอากาศเข้าเครื่องยนต์ไม่ราบรื่น และก่อให้เกิดปัญหาอย่างอาการเครื่องยนต์สะดุดได้

ในการออกแบบจำเป็นต้องพิจารณาผลกระทบของการเบี่ยงเบนกระแสไอพ่นต่อแรงยก แรงต้าน ความเสถียร และความสามารถในการควบคุมของเครื่องบินอย่างรอบด้าน

ผ่านการออกแบบทางอากาศพลศาสตร์ที่ชาญฉลาด เช่น การจัดวางตำแหน่งเครื่องยนต์ที่เหมาะสม การออกแบบรูปทรงท่อไอพ่นและมุมเบี่ยงเบน เป็นต้น

เพื่อลดผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์ และรับประกันประสิทธิภาพและความปลอดภัยของเครื่องบินในทุกสภาวะการบิน

สิ่งนี้ต้องการการวิเคราะห์ทางทฤษฎี การจำลองเชิงตัวเลข และการทดสอบในอุโมงค์ลมเป็นจำนวนมาก

สวี่ข่ายเปี่ยมไปด้วยความมั่นใจ “เทคโนโลยีเครื่องยนต์ไม่มีปัญหาแล้ว ตอนนี้ก็เหลือแค่เชื้อเพลิงเครื่องยนต์!”

ความกังวลบนใบหน้าของเขาค่อยๆ เปลี่ยนเป็นความสดใส

แต่ในมุมมองของหยางหมิงหย่วน การที่เครื่องบินขับไล่สามารถทำท่าร่อนใบไม้ร่วงได้นั้น

ระบบควบคุมการบินที่มีประสิทธิภาพสูงคือหลักประกันที่สำคัญที่สุด

ยกตัวอย่าง Su-35S อีกครั้ง ระบบควบคุมการบินของมันต้องประมวลผลข้อมูลมากกว่า 2,000 ชุดต่อวินาที เพื่อให้แน่ใจว่าลำตัวเครื่องมีความเสถียร

ระบบควบคุมการบินต้องทำงานร่วมกับเครื่องยนต์เวกเตอร์

โดยอิงตามท่าทางของเครื่องบินและคำสั่งของนักบิน เพื่อควบคุมทิศทางและขนาดของแรงขับเครื่องยนต์อย่างแม่นยำ ในขณะเดียวกันก็ปรับการทำงานของส่วนประกอบต่างๆ เช่น ปีก

รวมถึงโครงสร้างตามหลักอากาศพลศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมก็ช่วยเพิ่มความคล่องตัวและความเสถียรของเครื่องบิน

“จากการบินของเครื่องบิน ดูเหมือนว่าการออกแบบของเรา (J-20) ที่ใช้โครงสร้างแบบปีกคานาร์ดนั้น...”

“สามารถเพิ่มแรงยก ปรับปรุงประสิทธิภาพการควบคุมของเครื่องบิน ทำให้เครื่องบินสามารถรักษาคุณสมบัติทางอากาศพลศาสตร์ที่ดีได้แม้ในสภาวะความเร็วต่ำและสภาวะร่วงหล่นจากการสูญเสียแรงยก”

ดังนั้น จึงเป็นเงื่อนไขพื้นฐานที่ทำให้สามารถทำท่า “ร่อนใบไม้ร่วง” ได้

“พูดแบบนี้ก็เท่ากับว่า โมเดลเครื่องบินในวิดีโอได้ชี้แนวทางการวิจัยให้เราแล้วใช่ไหม?”

“อืม จะว่าอย่างนั้นก็ได้...” ในแววตาของหยางหมิงหย่วนฉายแววความนับถือ “ไม่รู้ว่านี่เป็นผลงานของอัจฉริยะท่านใดกัน!”

“น่าละอาย น่าละอายจริงๆ!” ใบหน้าของสวี่ข่ายร้อนผ่าว “ไม่นึกเลยว่าเครื่องบินที่เรากำลังพัฒนาอยู่ จะสู้โมเดลของคนอื่นไม่ได้”

“น่าอายจริงๆ!”

สีหน้าของหยางหมิงหย่วนเคร่งขรึมลง “ต่อไป เราต้องทุ่มเทให้กับระบบอิเล็กทรอนิกส์การบิน”

รูปลักษณ์ภายนอกตามหลักอากาศพลศาสตร์และเครื่องยนต์ไม่มีปัญหาอะไร

ระบบอิเล็กทรอนิกส์การบินต่างหากที่เป็นกุญแจสำคัญ

ระบบอิเล็กทรอนิกส์การบินขั้นสูงสามารถให้ข้อมูลการบินและข้อมูลท่าทางที่แม่นยำแก่นักบิน ช่วยให้นักบินรับรู้สภาพของเครื่องบินได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งจะทำให้ควบคุมเครื่องบินได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ในขณะเดียวกัน ระบบอิเล็กทรอนิกส์การบินยังสามารถแลกเปลี่ยนข้อมูลกับระบบควบคุมการบิน ระบบควบคุมเครื่องยนต์ และอื่นๆ

เพื่อให้เกิดการทำงานร่วมกันระหว่างระบบต่างๆ รับประกันความสำเร็จของการทำท่า “ร่อนใบไม้ร่วง” ได้อย่างราบรื่น

ในตอนนี้ หัวหน้าวิศวกรและผู้เชี่ยวชาญทุกคนในที่นั้น ต่างก็ได้พบคำตอบของปัญหาที่ค้างคาใจมานานจากวิดีโอสั้นๆ นี้

ทันใดนั้น

หยางหมิงหย่วนเห็นอะไรบางอย่างในวิดีโอ จึงตะโกนขึ้นว่า “ลดความเร็วลงหน่อย!”

ความเร็ว 0.75 เท่า

“ยังมองไม่ชัด...ช้าลงอีก...”

ความเร็ว 0.5 เท่า

“ยังมองไม่ชัด...ช้าลงอีก!”

เมื่อความเร็วถูกปรับลงมาที่ 0.125 เท่า

ทุกคนต่างตกตะลึงกับภาพที่ปรากฏอยู่ตรงหน้า

ในภาพ

วงแหวนแต่ละวงห่างกันประมาณครึ่งเมตร แต่กลับเหมือนถูกร้อยเรียงกันเป็นโซ่แห่งแสงในแนวตั้งด้วยเส้นด้ายที่มองไม่เห็น

วงแหวนสามวงที่อยู่ใกล้ท่อไอพ่นที่สุดมีสีเข้มที่สุด เป็นโทนสีเย็นเกือบจะเป็นสีคราม ราวกับอากาศที่ถูกบีบอัดจนกลายเป็นรัศมีแสงที่เป็นของแข็ง

เมื่อทอดยาวออกไป สีของวงแหวนก็ค่อยๆ อุ่นขึ้น

วงที่สี่เริ่มเจือสีม่วงอ่อน วงที่ห้าเจือสีส้มอมชมพู วงที่หก จนถึงวงที่เจ็ดและแปด...

พระเจ้า!

“นี่มันคือวงแหวนมัคแปดวงเลยเหรอ?”