第424章 V2升级与惯性漂移(2/5)

是传统的三自由度万向节机械陀螺仪。它的转子需要两端的高精度滚珠轴承来支撑。”

“在静态测试中,这套系统的漂移率非常小。但是,在导弹实际发射时,环境发生了极端的改变。”

总工程师在黑板上写下了一个牛顿力学公式。

“导弹在主动段加速时,产生了高达八个G的纵向过载。同时,在穿越对流层时,高空急流带来的横侧风,导致弹体产生了高频的横向震动。”

“在这庞大的过载下,重达两公斤的陀螺转子,死死地压在支撑它的滚珠轴承上。轴承内部的钢珠与滚道之间的正压力瞬间增加了八倍。”

“正压力的增加,直接导致了滑动摩擦力和滚动摩擦力的几何级数暴增。”

总工程师用粉笔在陀螺仪的自转轴上画了一个垂直的力矩箭头。

“根据科里奥利力和陀螺进动原理。当高速旋转的陀螺转子在某个方向上受到外来的摩擦力矩时,它并不会在这个力的方向上倾倒,而是会在垂直于自转轴和外力矩平面的方向上,产生一个进动角速度。”

“简单来说,轴承的摩擦力,硬生生地把原本应该绝对静止的陀螺参考面,推偏了一个极其微小的角度。”

“这个角度可能只有零点一度。但是,导弹要在太空中飞行两千五百公里。在发动机关机的一瞬间,差之毫厘,在两千五百公里外,就是谬以千里。零点一度的发射仰角误差,加上积分电路对错误加速度的放大,最终导致了那十八点五公里的巨大弹道偏离。”

会议室里陷入了沉默。

这就是机械加工的极限。只要有接触,就必定有摩擦;只要有摩擦,在数十万个G和高频震动的长时间累积下,就必定会产生致命的进动漂移。

大西北的数控机床即使将滚珠轴承打磨得再光滑,表面粗糙度降低到纳米级别,也无法消灭摩擦力的存在。

“能不能用电磁悬浮?”一名电子工程师提出了建议,“就像我们提纯铀-235的离心机那样,用磁场把转子托举起来,不接触就不会有摩擦。”

总工程师摇了摇头。

“不行。离心机是固定在地面上的,只有单一的重力方向。而导弹在飞行中,加速度方向时刻在剧烈变化。要用电磁场在三维空间内,在八个G的过载下死死地稳住一个两公斤的转子,现有的固态电子响应速度和线圈磁场强度根本做不到。转子会瞬间砸穿磁场,撞毁壳体。”

机械轴承摩擦太大,电磁悬浮无法承受过载。

似乎物理学的规则在这个节点上,锁死了大西北的远程精确打击能力。

李枭靠在椅背上,手指轻轻敲击着红木桌面。

“消除固体摩擦的最好办法是什么?”李枭突然开口。

众人一愣。

赵广陵教授推了推眼镜,眼神中闪过一丝思索。

“使用流体。液体的分子间摩擦力远远小于固体的表面摩擦。用润滑油形成流体动压油膜,可以极大降低摩擦系数。”

“但润滑油膜依然有粘滞阻力。”李枭站起身,走到黑板前。

“我们要的不是降低摩擦,而是将支撑转子的承重力彻底从轴承上卸载掉。”

李枭在黑板上写下了四个字

“浮力定律。”

李枭转过身,目光如炬地看着在场的科学家。

“把整个陀螺转子和它的电机,封装在一个绝对密封的金属浮子圆筒里。”

“然后,把这个金属浮子,完全浸泡在一个充满特种液体的外壳腔体中。”

“只要我们精确配制这种液体的密度,使得液体的密度与金属浮子的平均密度完全一致。根据浮力定律,浮力等于重力。这个装满转子的金属筒,在液体中将处于绝对的悬浮状态。”

赵广陵的眼睛猛地亮了起来,他迅速在脑海中构建着这个模型。

“绝妙的思路!如果浮子处于零浮力状态,那么它在任何方向上都没有重量。这个时候,两端的轴承就不再承受那两公斤的转子重量,更不用承受八个G过载带来的十几公斤压力。”

“轴承的唯一作用,仅仅是像一根导向针一样,将浮子维持在腔体的几何中心。承重为零,摩擦力矩无限逼近于零!这叫液浮陀螺仪!”

总工程师在短暂的兴奋后,立刻从机
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