第三卷 中國,一個盛夏的風暴 第130章 材料學

自從萊特兄弟在美國北卡羅來納州的基蒂霍克首次駕駛有動力的飛機升空飛行成功、開創了人類征服天空的新紀元之後,很快就出現了以飛機為主要武器裝備的最活躍的軍事行動——軍事航空。軍用飛機的應運而生,使戰爭於本世紀初真正進入了立體化時代。軍用飛機的介入,極大地豐富了戰爭手段,強化了戰爭的打擊力度與深度。與此同時,戰爭又刺激並促進了軍用機的進步和發展。

1794年,軍用載人氣球先于飛機投入戰爭之神的懷抱,當年,法國建立了世界上最早的軍事氣球部隊——「氣球分隊」,此後約五十年間,氣球主要用於對敵偵察。1849年,奧地利炮兵中尉弗蘭茨?烏查特斯最先想到用氣球炸彈襲擊敵軍的威尼斯城,成為歷史上最早的轟炸作戰。飛艇是繼氣球之後人類發明的又一種飛行工具,它與氣球之間的區別是可以用動力驅動作可控制的飛行。很快,它也被用于軍事行動,對作戰行動產生過一定的影響。

而在飛機發明後,僅僅過了七年,就被小心翼翼地用於作戰,那是義大利軍隊航空營營長皮亞紮上尉駕駛飛機對黎波里和阿齊齊亞之間的土耳其軍隊陣地進行了一個小時的空中偵察。這次行動因系飛機首次參戰,而被載入航空史,它發生在1911年10月23日。同年11月1日,意軍飛行員朱利奧?喬蒂中尉從空中向地面土耳其軍隊目標扔下4枚各重2千克的炸彈,開創了飛機轟炸之先河。意土戰爭中的幾次規模極小,僅屬象徵性的航空作戰行為雖然只是軍事航空的萌芽,卻引起了各國的注目和仿效。

1912年初,法軍飛行員外出執行偵察通信任務時,要求攜帶機槍,以利自衛,但從未發生過空戰。據統計,至1910年為止,德國、奧匈帝國、英國、法國和俄國等五大軍事強國僅擁有軍用飛機50架。

1914年8月,第一次世界大戰爆發後,飛機才真正被人們廣泛地用於戰鬥。但一開始,軍用機幾乎清一色都是偵察機,人們對飛機用於空戰和空襲尚認識不足。可是不久,人們便領略了空中作戰的神奇效果和強大威力。而在「膠澳事變」期間,異軍突起的江蘇陸軍航空隊,以零損失為代價,幾乎全殲強大的日本海軍主力,在世人的驚訝之中,從而揭開了人類戰爭史上的一次革命,戰爭的形式從陸地、海洋,轉至天空,發展成為陸海空的立體化作戰。

此後,各國鑒於中國航空力量在戰爭中所取得的決定性作戰結果以及革命性的創舉,紛紛投入巨資發展本國軍用航空技術,各種不同用途的軍用飛機先後出現,形形色色的航空作戰模式不斷湧現,軍用飛機已成為戰爭中不可缺少的重要武器裝備,亦是由此作為開端,航空製造從「冒險者的行業」迅速發展成為聚集著大量專業人士的科技領域……

作為中國最高等的理工學校的德華大學,從建校的第一天起,就不僅僅只是一所大學,在更多的時候,他同樣也是一所研究院,在公司和學校的資助下,這裡的學生和老師們共同進行各種樣的研究,建立一所研究型大學,而這也正是當初建立這所大學時,李子誠和公司對其的一種期望。

德華大學航空工程學院,或許,這是世界上最高的設立於大學內的航空工程科學系統,在這裡從航空動力、航空材料、航空工程、空氣動力等等與航空科技相關各個方面,都設有專業的教師,對其進行系統化的培訓,而學生們在掌握這一切學識之後,則可以迅速成長為一名合格的航空工程師。

「……材料,從所周知,萊特兄弟發明的飛機之所以能夠上天,與其選擇的材料有著很大的關係,比如其為減輕發動機重量所採用的鋁製氣缸……」

當德裔工程材料教授在課堂上講解著材料時,陳方翰的腦海中依然考慮著他正在進行的試驗——大塊層板。

大塊層板是製造飛機時所採用的材料,原本中華飛機製造公司製造的各型飛機,都是採用以杜拉鋁為蒙皮的鋁合金材質,這種輕金屬材質帶來一系列飛機的成功,但是,相對應的是,根據陸軍部制定的出口原則,陸軍部擁有對飛機出口的直接否決權。

在「膠澳事變」之後,各國都對在事變期間大放異採的中國攻擊機表現出了濃厚的興趣,紛紛試圖以高價購買飛機,面對各國提出的採購,公司也曾因為飛行器為國防機密的原因拒絕出售,同時開始著手開發「縮水版」的飛機,而在「縮水版」飛機完成試驗,製造公司準備趁著戰爭,從國外大掙一筆時,陸軍部卻主動出面了,以國家安全為由禁止公司出口飛機,原因非常簡單——金屬的飛機,很容易泄露相應的國防機密。

而在縮水版飛機的出口受挫後,中華飛機製造公司卻陷入一種困境之後——飛機產量受限於訂購數量,「法國人每個月製造500架飛機、德國人每個月製造400架……而我們,一年才製造不到一千架!」,江蘇陸軍的採購是極為有限的,即便是中央陸軍採購的「縮水版」亦極為有限,而公司欲獲得發展,就必須要依靠國際市場,利用「膠澳事變」打出的名牌效應,向各國大量出口戰鬥機、轟炸機。

金屬機身,這是中國飛機最大的特點,此時,各國的飛機只是採用木製的機梁、布制的蒙皮,這些輕質材料,或許可以滿足低速飛機的需要,但對於高速飛機而言卻是不夠的,而在另一方面,儘管中國飛機以鋁合金製造飛機,但是中國的鋁合金的產量卻極為有限,每年千餘噸的鋁合金產量,使得飛機製造公司不得不向美國公司進口鋁合金。

出口的限制、原料供應問題,迫使公司的工程師們不得不把視線投向其它材料上,除去鋁合金之外,還有什麼材質?布,顯然不行,幾乎自然而然的想到了木材,想到了木材層版,隨後公司便投入了大量的人才和財力,先研究解決大塊層板的生產工藝和製成後對層板的力學及其相關性質進行試驗等一系列的問題。

而所謂的「大塊」是指寬度及其長度各在一米以上的層點,因為只有這種尺寸的層板才適合飛機的製造和將來的修理,長度的問題,容易解決,但寬度問題則涉及到刨切刀具和設備的尺寸問題,這就需要一個巨型的刨木機和巨型的波壓機,而一般的金屬切削機床不能改裝為巨型刨木機,所幸的是,此時層板生產工藝在連雲港早已發展成熟,剩下的問題就是選擇合適的木材。

最終經過一系列的試驗,製造公司選擇了樺木製造航空層板,將樺木刨切成適當厚薄的薄木片,並通過適當的壓力及膠質將薄木片以三層、五層或者多層而壓合起來,每一個薄片的木波紋方向與相鄰一層的木紋方向合成90度角,使其縱、橫兩個方向的強度及收縮率相經接近,從而滿足力學性能上的需要。

即便是在選擇樺木之後,公司亦成立研究所,並且派人前往國內各省,採集樣本,購買不同的種類的木材,進行力學和相關性質的試驗,在過去的一年間,陳方翰所在的研究所採得試材達三百餘種,作各種強度及物理試驗達二十九萬次之多,制定的《飛機木材之處理與使用》、《木材力學試驗標準草案》除去成為公司的標準案外,還成為航空工程科學的教材,即便是直到現在,對各種木材的研究的力學性質試驗仍然在進行著,以得出最為可靠的數據,以適應于飛機設計及製造。

而在這些試驗進行的同時,層板的製造和使用都在不斷的改進著,在一架飛機上採用多種材質種類不同的航空層面,在滿足性能的同時,又降低了飛機的自重,早在幾個星期前,全木製造飛機製造就已經獲得成功,而且公司已經開始著手,研究鋁、木混合飛機,以節省鋁合金的使用。

而此時,陳方翰之所以會在課堂上走神,卻只有一個原因,他所申請的試驗,現在正在進行之中,作為一個大二的學生,不過只在航空研究院當了幾個月助理的他,之所以能夠成功的申請到一個科目,是因為他所申請的科目開創性的提出了另一個材料——竹材。

想到自己的試驗,陳方翰的腦海中不禁浮現出兩個月前,那次午飯之餘的意外發現之後,用半天的時間進行測試,不無激動的向院里提出試驗方案時的激動。

「……竹材的強度材度,近表皮的無節部分,也就是竹青部分的抗張強度和用於製造飛機的杜拉鋁相等,而他的比重僅為鋁合金的三分之一,各項強度亦比木材為佳,相比於木材,其更適合製造飛機。」

也正是在那個建議之後,他得到了一間試驗室,甚至得到了幾名助手——他的同學,以及一筆還算豐厚的——兩千元試驗經費,以進行他的研究,從而確定竹材是否適合用於航空製造。

「怎麼樣?」

在下課後,孫啟明,這位剛剛改用中國名的德裔教授看著自己的學生,之前在課堂上,他就注意到自己的學生走神了,對於陳方翰的走神他到是能理解,也許,是因為他的試驗,對於材料工程而言,在試驗上所學到的,遠超出在課本上所學到的。

「非常抱歉,孫教授,我……」

陳方翰不無歉意地看著教授,連忙道起歉來。

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