第二十一章 方案论证会

其实，这次这个课题的构想，很早就出现在网上了。21世纪初期就曾经有人在互联网上发表了类似的产品构想。然而限于当时的基础条件，这一构想不具备实际可操作性，所以很快就销声匿迹了。

这个项目里最核心也是最困难的就是承担数百吨上千吨的巨型飞行器的驱动功能的牵引电机，根据其飞行工况的要求，巨大的驱动能力和飞行器自重就形成了一对特殊的矛盾对立。能否有效的实现矛盾两方面的平衡。完成在大推力（升力）和巨量的承载能力的目的，就成为最重要的核心技术难题。

方案论证会议被安排在位于中山门外的东郊风景区梅花山旁四方城2号的南京国际会议大酒店举行。来自国内30多家科研机构、高等学府的100多位顶级专家、教授共聚于此，将在这里举行为期半个月的研讨审核工作，项目方案具体内容将被逐项审核，并提出增补改进意见。这是一次内部的方案审核评估会议，并未邀请外方人员参加。相反，原本和这个项目关系不是很大的国家有关部门也派出了自己下属的几个顶级科研机构的专家参与此会。由于这项目中有几项核心技术构想正好与国家近期某些发展思路比较吻合。所以相关单位参与其中，将更有利于实现技术突破。把一些初步的技术设想代入具体方案验证，从来就是一种很好的解决问题的方法。即使未能获得预期的成功，借助这个项目验证出设想中的疏漏之处，也是很有价值的。对以后进一步的工作也是大有好处的。

作为项目召集人，主要责任者的冯教授、自然不会亲自前来安排具体的会务接待工作。鉴于黄秋铭同志在北京中俄协调会议期间对工作精益求精的表现，这个刚被任命为冯教授的执行助理的黄秋铭，非常荣幸的成为了会务组里具体打杂的一员。这个职务实际上也就是一个啥都要管，啥都管不了的工作状态。老教授美名其曰叫做：“让年轻人多挑些担子，让他们在泥塘里多打打滚，这样有利于他们的快速成长。”

为了提高工作效率，对方案的技术审核是分为几个部分进行的。结构总体设计，动力驱动系统，产品空气动力学外形验证。新材料应用及材料性能分析评估。人机工程与自动驾驶，电力供应系统控制。等等。至于运行路线图有关的：自然环境评估，站点、轨道设置和配套工程，能源供给方案，超导供电体系的设置和配套工程这一类和当地实际环境有关的部分，是由俄方负责解决的，中方除了初始阶段提出一些意见建议之外，也只会在中后期再加入其中。

首先审核的是结构总体设计部分：为了同时满足驱动功率和自身重量这矛盾两方面的需求，在初始方案构想中考虑采用了主体龙骨加支撑衍梁的方法。在飞行器纵向轴线两侧安排两条主梁龙骨。相互之间用横向衍梁连接。衍梁铺设地板后正好作为上、下层机舱的分隔层板。两根主梁按一定间距向上、下延伸出弧状支撑相互对接。圆弧支撑与机体纵向按上两下三的要求由副梁串联。支撑梁向机首方向逐渐按比例缩小。机尾部分逐渐扁平，为了减轻自重，主梁，衍梁弧形支撑均采用以高力学性能石墨烯纳米复合材料为核心的新一代多层碳纤维复合材料来实现。在衍架的内外蒙皮之间预设供电系统和控制线缆管道。机体外部蒙皮采用铝质材料和碳纤维混合模式配置。

动力，配电，光脑控制中心以及货舱均设置在底层。以满足配重及机体飞行稳定性要求。动力舱上层是连接机翼的动力传动构件。驱动电机的主能源供电线缆也是由此受控后分流至两侧旋翼。考虑力矩平衡，此处主梁通过高强度加强型弧形支撑将主梁连接到机舱顶部的旋翼基座。以保证扭力力矩平衡稳定。动力舱后部的下层安排了供电系统的自动化操控室，能源动力输入后的电力总成也被安排在这里。飞行器连接地面供电轨道的内置中空液氮冷却液的超导电缆的牵引索也从这里伸出，并根据飞行器飞行起降要求。自动完成牵引索的收放操作。

机身框架的前后延伸部分根据飞行器空动力学测试后确定的外形设计调整。暂不做具体数值认定。

这样的结构方案，其实也没什么特别之处，老套路，跟过去的普通飞机差不多。就是做一个笼子，外面再根据外形设计要求接上翅膀，罩上蒙皮。对于这样的设计，飞行动力学与工程专业的优秀硕士生徐杰早就吐槽过了，什么没新意，保守，僵化，不思进取，这种原始社会遗留下来的破烂早就该丢进垃圾堆去了等等。身为项目总负责人冯教授的执行助理。黄秋铭可不能这么直接说出来。万一这是哪位德高望重的老教授、老专家或者是某个学术权威搞出来的。这些话说出去，肯定会被冯老头给活活打死的。

坐在审评小组负责人位置上的冯教授把目光投向坐在后面一排的黄秋铭，朝他瞪了一眼。心想：“平时不让他多嘴时，哔哔哔“韶”的很。（韶，南京土话，话痨的意思）昨天还听见他躲在背地里跟那个徐杰俩嘀嘀咕咕的说这也不好那也不成，现在该他说话了，臭小子怎么就没声了？”

黄秋铭见老师瞪自己，心里明白：“这是要让自己上去堵枪眼呀，老家伙忒刁毒了，让我去趟雷，他来做好人。没办法，领导都表态了，不上也得上。”咬咬牙，深吸一口气站起身来。动作有点大，拱翻了身后的座椅。一下就闹了个大红脸，引起在座诸位一片哄笑。手忙脚乱的扶起座椅，臭小子鼓足了勇气，清了清嗓子说道：“这位老师介绍的结构方案对我很有启发，考虑的也很周到。在这里我想说一说自己的一些不太成熟想法，请各位老师，领导指正。现在的方案确实考虑的比较全面，各方面都顾及到了。四平八稳滴水不漏。完全符合俄罗斯方面的初始设计思想。一眼就让人觉得安全可靠。这本来是没错的。可是这种安全可靠，四平八稳在这里就有些问题了。我们要搞的是一种新型的飞行器，这种飞行器应该更多的饱含现代的气息，应该能够体现出先进设计理念的内涵。我在这里冒昧的问一句：为什么我们不能从采用飞行器机身/动力系统一体化设计方向上来考虑问题？我们是不是可以打破常规，突破俄国人思路。设计出一款被赋予时代生命气息的全新产品。我的话讲完了，肯定会有很多错漏，荒谬之处。希望能得到各位老师的批评指正。”

冯教授和身边的几位专家交换了几句意见。拿过话筒说道。“好啦，这里是研讨会，不是检讨会，大家都可以畅所欲言。你哪来那么多废话？不要空对空的放空炮、拿点实际的出来……”

臭小子挨了骂，心里却美滋滋的。打开自己的个人平板，连接上会议室中间的3D激光投射仪。调出一份模拟实际成品效果的3D激光视频文件。一架线条流畅，体态修长扁平状的飞行器出现在会场的中间。完全摆脱了俄国人原型机样品那种憨傻模样。设置在机身顶部的平直机翼上，原先两台硕大的发动机和螺旋桨也被分布在旋翼上均匀排列着的一排排孔洞里的小型旋翼取代了。这是他和徐杰在看到方案初审稿后，连夜在兄弟俩原先私下里搞着玩的方案基础上，花了几个小时赶出来的3D激光立体效果图。

拿出一支激光笔，黄秋铭指着飞行器机身介绍说。我们考虑到飞行器在沿途各个站点起降时，粗短的机体对站点的降落场承重会提出比较高的要求，因此修改了原先俄国人的设计思想，用这种较为修长而又扁平的机体架构来分散飞行器对基础站点降落场的压迫。使的飞行器对降落场的要求大大降低。从而使得整个项目在起降场地方面大大降低施工难度和建造成本。

黄秋铭又将手中激光笔指向机体上部的水平机翼，说；同样，为了降低制造难度并减轻机翼的承受的力量负担。我们将原设计中的两台巨型的驱动电机和大型旋翼去掉，改为均匀分布的小型旋翼矩阵来替代。在同样的驱动推力条件下，由于大功率的驱动电机被均匀分散开来的动力驱动矩阵所替代，从而使得动力载荷被均匀分布，其力学构成也更趋于合理。机翼的结构设计也会被大大地简化。自身的重量和结构复杂性都将被降低。但是同样因为均匀分布式动力矩阵的原因，在水平方向飞行时，其风阻将会有较大的提高，机翼迎面的升力也会受到影响。由于时间匆忙，我们尚未完成针对此问题的进一步的改进设计。大致的改进的思路是在机翼的空气动力学机翼截面方面和机翼旋转方式这两个方面进行。”

接着黄秋铭又指着扁平的超宽机身的下部：“由于这是一架低速飞行器，所以我们没有考虑采用较为极端的乘波体设计。但我们还是借鉴了乘波体外形那种具有冲击力的视觉表现。同时，扁平的宽机身更能增加飞行的平稳性，舒适性以及人们的审美需求。同时在机身的下层货舱的底部，我们还考虑设置了一个类似缓冲垫一样的舱体。这个缓冲舱体的外壳局部区域采用高分子金属复合形状记忆材料。缓冲舱内部除了附着于内外壳之间的固体支架外，其余空间都被充满了懒惰的氦气。由氦气所产生的浮力来抵消飞行器的部分自重。除此之外，这种可更换的缓冲舱设置的主要目的还是在于提高飞行器安全性。在遇到紧急突发情况时，例如在突然遇到电力中断这样的危急情况。利用飞行器自动调整机翼角度而形成的滑翔能力和缓冲舱中惰性轻质气体产生的托举力。也可以保证飞行器机体不会直接冲击地面。以减轻由此类事故造成的损伤。当飞行器遭遇到较为轻微的形变时，可以由缓冲舱底部的高分子形状记忆材料通过触发恢复条件来消除形变。如果遇到较大损伤时，可以直接更换备品缓冲舱。这种缓冲舱说穿了就是一个特殊造型的大号充氦气球。舱体内部被分割成一个个独立空间，即使有一个或者数个破损，都不会对其他完好隔间造成影响。在这个缓冲舱下面挂一个简易无人遥控推进器，自己都能飞。这为在远东人烟稀少的旷野地区的维修工作提供了极大的便利。替换下来的被损坏舱体仍然可以修复或者回收使用。

说完这些，黄秋铭收起手中的激光笔，点了一下自己的个人电脑的某个按键。会议室中间那一架3D激光投射仪投射出来的仿真实体模型，在灯光下缓缓的旋转了起来，机身两侧的水平翼也在平飞和升空两种模式下来回切换。

会场上，大家都低声的交换起各自的意见。冯总师又与身边几位主要评委交换了看法。并且请来自西安大学航空航天学院的高教授作综合性发言。

高教授站了起来，首先向黄秋铭鼓掌表示感谢，会场里其他人也跟着鼓起掌来。高教授又压了压手示意大家安静。开口说道；“首先，我们为我们所进行的事业后继有人而感到高兴。同时，我们也为年轻人的这种敢想敢的精神为而感到自豪。他们不畏权威，敢于在这样的重要场合亮出自己的想法，拿出自己的方案。虽然这个方案可能还会有许多不足，会有一些稚嫩的地方。但是，他们敢于拿出自己的想法来就是好事。我们不是为他们这个方案鼓掌，因为他们的方案，还需要经过大家的审验，还要经过大家的评头论足，提出各种不同的意见。还要经受大家吹毛求疵的挑刺吐槽。也许，他们的方案有可能最终未能通过审评而被搁置。但是，他们行为的本身，就是我们最大的收获，也是大家在这里举行这样的会议的真正的意义所在。只要有了后续者。只要有了一代代前赴后继的后来人，我们还会有什么新产品造不出来？在这里我们请这个方案的另一位参与者徐杰同学一起到这里来。让我们再一次为他们鼓掌，为我们将来的接力者鼓掌！”当这个一点也不懂得谦虚，因为激动和得意而胀得满脸通红的徐杰站到了会议室的中间时，大家的掌声和善意的哄笑声同时在会场响了起来……

第二天的动力驱动部分的讨论中，大家却争执了起来。这里面主要分成两派，一派的人员坚持要使用已经稳定的成熟产品，高温超导电机作为动力源，他们的意见是高温超导电机虽然成本比较高，但是经过长时期考验的可靠性稳定性是毋庸置疑的。由于使用了牵引索中内嵌式中空管液氮冷却超导电缆供电。飞行器的动力能量来源不成问题。为了解决高温超导电机无法小型化的问题，两台大功率高温超导电机可以被安装在机身的动力核心舱内。通过动力匹配平衡系统，再利用连接到机翼的动力传动轴，将旋翼所需的动力传送分配给每一台旋翼上去。同时飞行器内建的一座小型液氮加压站也被设置在动力核心舱中。而且这一方案还有一个很好地亮点：综合水平推力和抬升力需求的通盘考虑。为了解决因为改变机翼夹角而造成的升力损失问题，他们大胆的提出了固定翼方案。不同飞行工况的且换，也只是通过改变旋翼方向来实现，这样更加有利于降低机翼的结构复杂性，从而也达到了减轻机翼自重目的。

另一派的观点就比较激进了。他们认为应该选择新一代由魔角石墨烯效应制作的常温石墨烯超导电机为最佳选择，原因就只有一个，简单可靠。由于可以通过选择合适角度的双层结构石墨烯就可以获得超导石墨烯导线，采用这种超导石墨烯线材制作的常温超导电机不需要另行配置液氮冷却装置，大大的降低的飞行器动力部件的复杂性，是起整体上显得更为合理。从长远看收益将会是巨大的。而且这一类产品也已经投入实用。只不过，暂时还没有得到大规模的推广，尚未获得大量的实际应用数据，这里面确实蕴含着一定的风险。

同时他们还综合水平推力和抬升力需求的整体考虑。为了解决因为改变机翼方向而造成的升力损失问题，他们同样也提出了固定翼方案。将原先考虑安放在机翼内部的动力矩阵改为设置在固定机翼后部的旋转支架上，垂直升空时，风扇旋翼处于水平位置。提供足够的升力。转入平飞后通过旋转支架使得动力矩阵改变输出方向，推动飞行器前进。这个构想的最大好处是不破坏机翼截面的空气流体力学结构，从而保证了在飞行工况条件下机翼能够提供稳定有效的升力。而承载动力矩阵的旋转支架，恰好可以利用在垂直起降模式下作用不大的机翼升降舵的原始构件来实现。这种固定翼方案也因为取消了机翼旋转功能部件，而减低了机翼结构复杂性从而减轻了机翼的自重。

根据两种都具有充分理由的不同意见，评审领导小组经再三的讨论商议后决定，在动力驱动部分成立两个小组，分别采用两种不同的方案。高温超导电机方案和可控石墨烯超导电机方案双管齐下，同时进行。即使可控石墨烯超导可控电机方案不成功，起码也能探索出一些经验。为下一次突破打下基础。更何况这些费用都会由俄方承担。都不用自己掏钱，有什么可担心的？

完成了动力系统的方案论证审核，后续其他几个部分相比之下就比较顺利了。而结构总体的最终试制方案，也在经过多轮的讨论后。同样也是按两套方案分别同时进行……