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“把整個陀螺轉子和它的電機,封裝在一個絕對密封的金屬浮子圓筒裡。”
“然後,把這個金屬浮子,完全浸泡在一個充滿特種液體的外殼腔體中。”
“隻要我們精確配製這種液體的密度,使得液體的密度與金屬浮子的平均密度完全一致。根據浮力定律,浮力等於重力。這個裝滿轉子的金屬筒,在液體中將處於絕對的懸浮狀態。”
趙廣陵的眼睛猛地亮了起來,他迅速在腦海中構建著這個模型。
“絕妙的思路!如果浮子處於零浮力狀態,那麼它在任何方向上都沒有重量。這個時候,兩端的軸承就不再承受那兩公斤的轉子重量,更不用承受八個G過載帶來的十幾公斤壓力。”
“軸承的唯一作用,僅僅是像一根導向針一樣,將浮子維持在腔體的幾何中心。承重為零,摩擦力矩無限逼近於零!這叫液浮陀螺儀!”
總工程師在短暫的興奮後,立刻從機械製造的角度指出了這項工程的絕望難度。
“理論上無懈可擊。但在工程上,這是一個地獄級難題。”
總工程師掰著手指,列出了一道道難關。
“第一,液體的選擇。金屬浮子內部裝有高密度的黃銅轉子和銅線圈。整個浮子的平均密度至少在每立方厘米兩克左右。而普通的水隻有一克,機油隻有零點八克。我們需要一種密度高達兩克以上,並且在高頻震動下不會產生氣泡、在不同溫度下粘度保持絕對穩定的液體。自然界中根本不存在這種液體。”
“第二,材料的熱膨脹。液體受熱會膨脹,密度會下降。哪怕溫度改變零點一度,液體的密度變化就會導致浮力改變,浮子就不再是懸浮狀態,又會壓在軸承上產生摩擦。”
“第三,機械加工的死結。為了利用液體的粘性提供阻尼,浮子外壁與腔體內壁之間的間隙,必須極其狹窄。而且浮子必須是一個絕對完美的圓柱體。任何微米級別的表麵凹凸,都會在轉動時擾亂液體的流場,產生渦流乾擾力矩。”
李梟看著總工程師。
“大西北的工業體係,就是為了解決這些不可能而建立的。”
“沒有合適的液體,就去合成。沒有合適的金屬,就讓冶金部去熔煉。加工精度不夠,就用金剛石去一點點地磨。”
命令下達。一場橫跨化學、冶金和極限精密加工的微觀戰役,在大西北的實驗室和車間裡全麵打響。
首當其衝的,是尋找那種違背常識的高密度液體。
任務交給了大西北第三氟化工聯合實驗室。
普通的碳氫化合物密度太低。化學家們將目光投向了鹵族元素中最活潑的元素——氟。氟原子的電負性極強,與碳原子結合形成的碳氟鍵極其穩定,且分子量較大,能夠顯著提高液體的密度。
化學家們選定的目標產物是:聚三氟氯乙烯低聚物油。
但這是一種需要駕馭極度危險化學反應的合成過程。
在蒙乃爾合金反應釜中,將無水氟化氫與二氯化鈷反應,通入高溫氟氣,強製將其氧化為具有極強氟化能力的強氧化劑——三氟化鈷粉末。
將經過精餾的碳氫基礎油注入含有大量三氟化鈷粉末的高壓反應釜內。在三百攝氏度的高溫攪拌下。碳氫鏈上的所有氫原子被氟原子強行置換。如果溫度控製失誤偏差超過兩度,碳碳鍵會斷裂,引發劇烈的氣化爆炸。
反應生成的氟化油混合物被抽入大型玻璃分餾塔。在十的負三次帕斯卡的真空度下,利用不同分子量沸點的微小差異進行精密分餾。
經過連續幾周的危險試錯。
化學家們從分餾塔的特定截流段,提取出了一種無色透明、粘稠度類似於蜂蜜的特種液體。
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它的密度達到了驚人的每立方厘米一點九五克。它不燃燒、不導電,在極寬的溫度範圍內化學性質絕對穩定。大西北在化學合成上,製造出了滿足阿基米德浮力定律的高密度介質。
而在尋找合適的浮子外殼材料時,冶金部同樣經曆了一場排雷過程。
普通的鋁合金密度低,但熱膨脹係數太大;鋼材熱膨脹係數小,但加上內部的黃銅轉子,平均密度會遠遠超過氟油的上限。
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