第九百六十九章 飞天之梦(1/2)
永乐十二年十月,金陵城秋意渐浓,明华大学的实验室里,吴淑姬正埋首於一堆图纸与计算稿之间。她纤细的手指在纸面上快速移动,时而停下,眉头微蹙,时而又奋笔疾书,彷佛在追逐某种遥不可及的梦想。
她的思绪却飘回了三年前,明州中学的物理课堂上。那时,她还是个十二岁的少女,对世间万物充满了好奇。先生讲授了关於力与运动的基本原理,黑板上画下流体压强与速度的关係,吴淑姬的目光却飘向窗外的海鸥。它们振翅掠过,轻盈地乘风而起,激发了少女的奇思。她低头在笔记本上勾勒出一幅草图:一辆木製车身,顶部固定双层木板,形似海鸥的双翼,两侧加装木质“翅膀”,前端繫绳,仿若风箏。她写道:“若车速够快,空气流过双翼,升力可托车飞天。”
她兴奋地画下了设计图:一个双层木板结构,下方是车轮,上方是两片宽大的木製“翅膀”,看起来像是某种奇特的“木头车”。她甚至计算了车轮的转速和“翅膀”的角度,坚信只要速度够快,这玩意儿就能飞起来。
当时,她的同学们笑得前仰后合,连先生也摇头嘆息:“吴淑姬,妳的想法很有趣,但……飞天可不是那么简单的事。”
如今,三年过去了,吴淑姬已是明华大学的二年级生,但她心中的“飞天梦”却从未熄灭。
不久前,“沧海龙吟號”蒸汽船横渡太平洋归来的消息震撼了整个明国,螺旋桨推进技术让吴淑姬眼前一亮——如果螺旋桨能让船在水中高速前进,那为什么不能让它在空气中推动一架“木头车”飞起来?
吴淑姬在马鞍山参与动力舱调试,目睹螺旋桨推动巨轮破浪前行的壮景,心中飞行之梦再燃。她翻出明州中学的草图,对照“沧海龙吟號”的螺旋桨,设想將蒸汽机与螺旋桨装於“双翼车”,驱动其加速至“飞天速度”。
冬月初五,吴淑姬带著草图,来到金陵大学方梦华的实验室。办公室內,书架上堆满《工科力学原理》与《化学通识》,桌上摆著石化实验室的硬质胶板样品。方梦华一身藏青长袍,速记本摊开,正审阅电力研究实验室的电报机报告。
吴淑姬恭敬呈上草图,激动道:“首相,学生有一个想法……如果能造一架带有螺旋桨的『飞天车』,或许真的能飞起来!”
方梦华接过草图,细看片刻,眼中闪过一丝惊讶。这草图的双翼结构,与她记忆中一战时期的双翼机(索普威斯骆驼)惊人相似:上下两层木翼,流线型机身,尾部稳定翼,下方是螺旋桨推进装置,甚至还有简单的座椅和操控杆。
她轻轻一笑,却没有立即夸讚,而是拿起笔,在图纸上標出几个关键数据:“淑姬,妳计算过这架『飞天车』需要多大的速度才能起飞吗?”
吴淑姬一愣,隨即点头:“学生估算过,大约需要每时辰120里的速度,翅膀的迎风面积大概……”
方梦华摇头,拿起粉笔,在黑板上写下伯努利方程与升力公式:[ㄌ= 1\/2ㄡㄩ2ㄙㄘ]
其中,ㄌ为升力,ㄡ为空气密度,ㄩ为速度,ㄙ为翼面积,ㄘ为升力係数。她道:“假设妳这双翼车重5000斤(约2500公斤),翼面积20平方丈,升力係数1.2,空气密度约0.0012斤\/立方尺。算算,起飞需多大速度?”
吴淑姬埋头演算,片刻后答:“约140里\/时辰。”
方梦华打断她:“很好,那妳知道这样的速度需要多大的螺旋桨才能提供足够的推力吗?”
吴淑姬摇头。
方梦华点头:“参考『行者號』,百马之力蒸汽机推39.6万斤火车,巡航50里\/时辰。妳这车虽轻,空气阻力隨速度平方增长,推力需至少600马力。”
“更关键的是,妳要让这么大的螺旋桨转动,需要多大的锅炉?”方梦华在图纸上画出一个巨大的圆柱体,“这样的锅炉本身就极重,如果安装到『飞天车』上,整体重量会大幅增加,到时候……妳又得重新计算所需的升力。”
吴淑姬续算,推力公式(ㄈ=ㄆ\/ㄩ)(功率除以速度)显示,650马力需多大螺旋桨与锅炉。她参考“沧海龙吟號”的螺旋桨,估算飞行器需更大桨叶,约3丈,配600马力锅炉,重量达三万斤。她脸色微变:“这锅炉与桨叶装上,车重翻几十倍,需更大升力,又需更大桨与锅炉……”
她嘆了口气:“这是一个死循环——妳需要的动力越大,装置就越重,而越重的装置又需要更大的动力才能起飞。”
吴淑姬沉默了,方梦华却继续道:“而且,妳有没有想过燃料和锅炉的问题?”
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