赵学成明白,要实现这种前所未有的隐形快舟,必须解决许多尖端技术上的难题。
首先是减阻技术的关键——超空泡技术。
从毛熊的超空泡鱼雷中获得启发,着手设计一个更大规模的空气泵系统。
他首先选用了稀土磁材料来制造小型的高速涡轮发动机,这种发动机体积小巧但转速极快,非常适合驱动空气泵。
他花了一个月时间反复测试不同涡轮叶片的空气动力学设计,通过 cFd 计算机流体动力学模拟优化涡轮动力输出。
最终,他设计出的涡轮叶片与机匣相位完美匹配,可以达到每分钟20万转的超高转速,稳定输出5千瓦特的动力。
8台这样强劲的小型涡轮发动机被安装在船体底部,分别驱动8台大功率离心空气泵。
空气泵经过精密设计,旋转叶片与机匣的气动匹配度达到99%。
在涡轮驱动下,它们可以以每分钟10万转的转速高速运转,产生强大的气流涡旋。
这8台泵在船体下方对称安装,并配合专门研发的气流整形系统,将产生的气流集中汇聚在船底。
空气流在船体下方形成厚达2米、覆盖全长的气泡幕膜,完美地将快艇的船体与水面分离开来。
经过水槽测试,这套系统可以将船体与水面的直接接触面积降低80%以上,大幅减少水面的形式阻力。
为了稳定并优化气泡幕的减阻效果,赵学成还开发了高精度的气幕控制系统。
使用激光雷达对气泡膜进行扫描检测,收集厚度、稳定性等大量参数数据。
这些数据通过先进的pId控制算法进行处理,实时调节空气泵的工作状态,精细控制气泡幕膜,达到减阻效果的最佳化。
数周的水槽试验验证了这套完整的超空泡减阻系统的效果,为快舟的高速航行奠定了坚实的基础。
电磁轨道炮的研制也面临重重技术难题。
其中最关键的就是强力的磁铁发生器。
这个时候之前大量收购的稀土矿石就派上了用场。
上百吨稀有稀土矿石,提纯出含量极高的钕、钐等稀土元素,这是制造强磁体的关键材料。
他带领团队进行了大量的材料配方试验,反复调节各元素的百分比,严格控制生产工艺中的温度、压力、配比、混合工艺等参数。
经过长达3个月的反复试验,终于获得了一种磁能积极高的新型磁性合金。
这种合金使用的配方创新性地加入了钛、锌等过渡金属,显着提升了磁能积密度。
测试结果显示,其磁能积是普通稀土磁铁的3倍,获得了空前的磁性能。
使用这种材料,成功解决了磁铁发生器的性能瓶颈。
接下来,轨道结构的优化设计也非常关键。
赵学成团队设计最先进的三维电磁场计算软件,结合粒子加速器的磁场经验,对电磁炮的磁场分布进行了上万次的计算机仿真,每次仿真规模达到10亿离散单元。
他们反复修改结构参数,对比了数十种磁铁排布方案,终于获得一个磁场聚焦性能最优的特殊磁场分布方案。
这个方案采用了八磁铁的换向排布,可产生交替强强磁场,使飞镖在轨道内受到大小相同、方向交替的推进力,获得近似恒定的加速度。
大量仿真验证了这种磁场的聚焦稳定性,飞镖可以被牢牢约束在轨道中央,获得持续的电磁推进。
极高水平的计算机辅助工程技术确保了电磁炮的结构设计、电流设定和磁场分布的精确匹配,达到了理论上的最佳参数配置。
通过近半年时间的不懈努力,首台隐形快舟的试制终于在奉天造船厂完成。
这种飞快的战舰成功融合了种花多项尖端技术,由500名科研人员和赵学成带领完成。
首次航行中,它依靠8台涡轮发动机和超空泡减阻技术达到了时速80节的极速,完全验证了设计指标。
200米长的巨型快舟仅有20%的船体与水面直接接触,气泡幕层将大部分船体悬浮于水面之上,极大减少了水面的阻力。
这为其实现每小时80节的极速奠定了基础。
同时,船体表面涂有光学隐形涂料,使雷达反射截面小于0.01平方米,几乎无法被敌方雷达发现,获得了良好的隐身性能。
高速机动和隐形设计使这种快艇成为水面上最难缠的对手。
配备的电磁轨道炮也展现出了出色的性能。
2特斯拉强磁场牢牢约束着金属飞镖,使它在轨道内稳定加速到时速3000米。
自动装填机构与精密的电子控制系统结合,可以每秒向电磁炮提供50发准备发射的金属飞镖,实现了惊人的每秒50发射速。
首次试射验证了这种极高的持续射速,同时飞镖的轨迹重合度高达99.5%,精度超乎想象。
这种前所未有的电磁武器对传统舰炮形成了绝对的压倒性优势。
标志着种花海军进入了一个崭新的战斗力时代,将彻底改写水面作战的模式。
观看试射的海军司令们无不兴奋万分。
“太厉害了!这种新武器简直碾压传统舰炮!”
“以后装备这种快舟,我们的海军将所向披靡!”众将领纷纷看到了建立蓝色海军梦想的曙光。
在隐形快舟取得成功后,赵学成并没有停下研发的脚步,而是迅速着手在此基础上,研制更多小型快速舰艇。
这主要是为了满足海军对于局部战争快速化的迫切需求。
这批小型快艇继承了隐形快舟的关键技术,比如超空泡减阻系统和涡轮发动机等,同时在尺寸上做了缩小,排水量在50-100吨,船身长度在10-15米。
但是保留了 80节的极高航速。
这种极速的小型快艇成为了海上的“蚊子”存在,可以进行各种迅速的袭扰作战。
其高速机动让它难以被敌方系统瞄准,在近海对大型舰艇实施非对称战争,发挥巨大的战术价值。
与此同时,赵学成也在研究将电磁轨道炮应用到更多的武器平台上,以发挥它的战略优势。
他最近的设想是在旋翼机上安装小型电磁炮。
旋翼机可以低空快速飞行和悬停,这为电磁武器的使用提供了极大的便利性。
为此,研发团队缩小了电磁轨道炮的体积,做出仅重1吨的微型化设计。
这种微型电磁炮安装在旋翼机机舱处,可以360度旋转。
稀土磁铁发生器的体积也做了精简,但输出的磁场强度仍达到1特斯拉。
精密的自适应光学瞄准系统则可自动锁定目标。
试飞表明,这种搭载电磁炮的旋翼机获得了可怕的打击火力。
它可以选择在低空快速飞行模式下进行打击,也可以悬停于目标上空精确射击。
最重要的是,它的电磁炮射速达到了惊人的每秒100发。
这意味着它可以在数秒时间内对目标精确投放上百枚金属飞镖,进行密集打击。
这对于局部战争中的部队支援来说意义重大。
这种新型武装直升机可以对陆军目标进行精密打击,如坦克、装甲车、防空阵地等。
电磁炮产生的高速金属飞镖对各种装甲目标具有穿透作用。
同时,它的快速打击方式也难以拦截。
任何地面目标在其面前都将一览无遗,陷入完全暴露的危险境地。
它将彻底改变局部战争的战术运用。
未来配备这类先进武装的直升机编队将对地面部队产生巨大的威胁。
可以迅速压制敌方的坦克、防空系统,为友军地面部队夺取制空权。