第130章 材料学（1 / 2）

自从莱特兄弟在美国北卡罗来纳州的基蒂霍克首次驾驶有动力的飞机升空飞行成功、开创了人类征服天空的新纪元之后,很快就出现了以飞机为主要武器装备的最活跃的军事行动——军事航空。($小说_网军用飞机的应运而生,使战争于本世纪初真正进入了立体化时代。军用飞机的介入,极大地丰富了战争手段,强化了战争的打击力度与深度。与此同时,战争又刺激并促进了军用机的进步和发展。

1794年,军用载人气球先于飞机投入战争之神的怀抱,当年,法国建立了世界上最早的军事气球部队——“气球分队”,此后约五十年间,气球主要用于对敌侦察。1849年,奥地利炮兵中尉弗兰茨?乌查特斯最先想到用气球炸弹袭击敌军的威尼斯城,成为历史上最早的轰炸作战。飞艇是继气球之后人类发明的又一种飞行工具,它与气球之间的区别是可以用动力驱动作可控制的飞行。很快,它也被用于军事行动,对作战行动产生过一定的影响。

而在飞机发明后,仅仅过了七年,就被小心翼翼地用于作战,那是意大利军队航空营营长皮亚扎上尉驾驶飞机对黎波里和阿齐齐亚之间的土耳其军队阵地进行了一个小时的空中侦察。这次行动因系飞机首次参战,而被载入航空史,它发生在1911年10月23日。同年11月1日。意军飞行员朱利奥?乔蒂中尉从空中向地面土耳其军队目标扔下4枚各重2千克的炸弹。开创了飞机轰炸之先河。意土战争中的几次规模极小,仅属像征性的航空作战行为虽然只是军事航空的萌芽,却引起了各国的注目和仿效。

1912年初,法军飞行员外出执行侦察通信任务时,要求携带机枪,以利自卫,但从未发生过空战。据统计,至1910年为止,德国、奥匈帝国、英国、法国和俄国等五大军事强国仅拥有军用飞机50架。

1914年8月,第一次世界大战爆发后。飞机才真正被人们广泛地用于战斗。但一开始,军用机几乎清一色都是侦察机,人们对飞机用于空战和空袭尚认识不足。可是不久,人们便领略了空中作战的神奇效果和强大威力。而在“胶澳事变”期间。异军突起的江苏陆军航空队,以零损失为代价,几乎全歼强大的日本海军主力,在世人的惊讶之中,从而揭开了人类战争史上的一次革命,战争的形式从陆地、海洋,转至天空,发展成为陆海空的立体化作战。

此后,各国鉴于中国航空力量在战争中所取得的决定性作战结果以及革命性的创举,纷纷投入巨资发展本用航空技术。各种不同用途的军用飞机先后出现,形形色色的航空作战模式不断涌现,军用飞机已成为战争中不可缺少的重要武器装备,亦是由此作为开端,航空制造从“冒险者的行业”迅速发展成为聚集着大量专业人士的科技领域……

作为中国最高等的理工学校的德华大学,从建校的第一天起,就不仅仅只是一所大学,在更多的时候,他同样也是一所研究院,在公司和学校的资助下。这里的学生和老师们共同进行各种样的研究,建立一所研究型大学,而这也正是当初建立这所大学时,李子诚和公司对其的一种期望。

德华大学航空工程学院,或许。这是世界上最高的设立于大学内的航空工程科学系统,在这里从航空动力、航空材料、航空工程、空气动力等等与航空科技相关各个方面。都设有专业的教师,对其进行系统化的培训,而学生们在掌握这一切学识之后,则可以迅速成长为一名合格的航空工程师。

“……材料,从所周知,莱特兄弟发明的飞机之所以能够上天,与其选择的材料有着很大的关系,比如其为减轻发动机重量所采用的铝制气缸……”

当德裔工程材料教授在课堂上讲解着材料时,陈方翰的脑海中依然考虑着他正在进行的试验——大块层板。

大块层板是制造飞机时所采用的材料,原本中华飞机制造公司制造的各型飞机,都是采用以杜拉铝为蒙皮的铝合金材质,这种轻金属材质带来一系列飞机的成功,但是,相对应的是,根据陆军部制定的出口原则,陆军部拥有对飞机出口的直接否决权。()

在“胶澳事变”之后,各国都对在事变期间大放异采的中国攻击机表现出了浓厚的兴趣,纷纷试图以高价购买飞机,面对各国提出的采购,公司也曾因为飞行器为国防机密的原因拒绝出售,同时开始着手开发“缩水版”的飞机,而在“缩水版”飞机完成试验,制造公司准备趁着战争,从国外大挣一笔时,陆军部却主动出面了,以国家安全为由禁止公司出口飞机,原因非常简单——金属的飞机,很容易泄露相应的国防机密。

而在缩水版飞机的出口受挫后,中华飞机制造公司却陷入一种困境之后——飞机产量受限于订购数量,“法国人每个月制造500架飞机、德国人每个月制造400架……而我们,一年才制造不到一千架”,江苏陆军的采购是极为有限的,即便是中央陆军采购的“缩水版”亦极为有限,而公司欲获得发展,就必须要依靠国际市场,利用“胶澳事变”打出的名牌效应,向各国大量出口战斗机、轰炸机。

金属机身,这是中国飞机最大的特点,此时,各国的飞机只是采用木制的机梁、布制的蒙皮,这些轻质材料,或许可以满足低速飞机的需要,但对于高速飞机而言却是不够的。而在另一方面。尽管中国飞机以铝合金制造飞机,但是中国的铝合金的产量却极为有限,每年千余吨的铝合金产量,使得飞机制造公司不得不向美国公司进口铝合金。

出口的限制、原料供应问题,迫使公司的工程师们不得不把视线投向其它材料上,除去铝合金之外,还有什么材质?布,显然不行,几乎自然而然的想到了木材,想到了木材层版。随后公司便投入了大量的人才和财力,先研究解决大块层板的生产工艺和制成后对层板的力学及其相关性质进行试验等一系列的问题。

而所谓的“大块”是指宽度及其长度各在一米以上的层点,因为只有这种尺寸的层板才适合飞机的制造和将来的修理,长度的问题。容易解决,但宽度问题则涉及到刨切刀具和设备的尺寸问题,这就需要一个巨型的刨木机和巨型的波压机,而一般的金属切削机床不能改装为巨型刨木机,所幸的是,此时层板生产工艺在连云港早已发展成熟,剩下的问题就是选择合适的木材。

最终经过一系列的试验,制造公司选择了桦木制造航空层板,将桦木刨切成适当厚薄的薄木片,并通过适当的压力及胶质将薄木片以三层、五层或者多层而压合起来。每一个薄片的木波纹方向与相邻一层的木纹方向合成90度角,使其纵、横两个方向的强度及收缩率相经接近,从而满足力学性能上的需要。

即便是在选择桦木之后,公司亦成立研究所,并且派人前往国内各省,采集样本,购买不同的种类的木材,进行力学和相关性质的试验,在过去的一年间,陈方翰所在的研究所采得试材达三百余种。作各种强度及物理试验达二十九万次之多,制定的《飞机木材之处理与使用》、《木材力学试验标准草案》除去成为公司的标准案外,还成为航空工程科学的教材,即便是直到现在,对各种木材的研究的力学性质试验仍然在进行着。以得出最为可靠的数据,以适应于飞机设计及制造。

而在这些试验进行的同时。层板的制造和使用都在不断的改进着,在一架飞机上采用多种材质种类不同的航空层面,在满足性能的同时,又降低了飞机的自重,早在几个星期前,全木制造飞机制造就已经获得成功,而且公司已经开始着手,研究铝、木混合飞机,以节省铝合金的使用。

而此时,陈方翰之所以会在课堂上走神,却只有一个原因,他所申请的试验,现在正在进行之中,作为一个大二的学生,不过只在航空研究院当了几个月助理的他,之所以能够成功的申请到一个科目,是因为他所申请的科目开创性的提出了另一个材料——竹材。

想到自己的试验,陈方翰的脑海中不禁浮现出两个月前,那次午饭之余的意外发现之后,用半天的时间进行测试,不无激动的向院里提出试验方案时的激动。

“……竹材的强度材度,近表皮的无节部分,也就是竹青部分的抗张强度和用于制造飞机的杜拉铝相等,而他的比重仅为铝合金的三分之一,各项强度亦比木材为佳,相比于木材,其更适合制造飞机。”

也正是在那个建议之后,他得到了一间试验室,甚至得到了几名助手——他的同学,以及一笔还算丰厚的——两千元试验经费,以进行他的研究,从而确定竹材是否适合用于航空制造。

“怎么样?”

在下课后,孙启明,这位刚刚改用中国名的德裔教授看着自己的学生,之前在课堂上,他就注意到自己的学生走神了,对于陈方翰的走神他到是能理解,也许,是因为他的试验,对于材料工程而言,在试验上所学到的,远超出在课本上所学到的。

“非常抱歉,孙教授,我……”

陈方翰不无歉意的看着教授,连忙道起歉来。

“没什么,我是说你的试验进行的怎么样了?”

“很顺利”

一提到试验,为擅言词的陈方翰的话顿时跟着多起来。

“现在,我们正在对楠竹进行试验,这也是一种竹子。在西南地区非常普遍。来源多、产量大,供应极为充足,我们选择的楠竹高度在五至十米之间,直径六厘米至12厘米的楠竹65株,制成合格标本上万个,分别作了比重、收缩、抗张、抗压、抗弯、抗剪等强度试验,以及不同含水量与强度关系等试验,仅只是抗长强度与部位关系一项试验,就进行了两千多次……”

尽管当着教授的面,陈方翰还是没有把试验结果说出来。现在所取得的试验结果远比他当初想象的更为成功,在距离竹材表面约8厚度处的抗张强度与比重的比率三倍于公司所用的杜拉铝,而这个结果在上报公司之后,他所在的试验组被迅速充实了起来。而且也获得了更多的投资,在公司看来,他们或许得到一种可以全面取代铝合金的“新型材料”,而更为重要的一点是,这种材料全部来源于国内,来源不受限制,这是发展军事工业最基本的一个前提条件。

随后两人一边走,一边相互谈论着材料工程技术问题,准确的来说是相互请教,作为学生陈方翰极为擅长天然材料。而孙启明这个德国人,更偏重于金属材料,这种互相交流或许可以各取所长。