【第135章 錢學森的深度考問與流體力學等效包裝】
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薑明手裡的鉛筆停了一下。
他站起來走到辦公室，拿起話筒。
“老師。”
“小薑。”
錢學森的聲音從那頭傳來，不急不緩。
“磁控管的事我聽說了。”
“部委下午批了研究室的設立申請，你應該也知道了。”
“知道了。”
薑明握著話筒，手指停在聽筒邊緣。
“老師，您找我是為了這個？”
電話那頭靜了兩秒。
錢學森的聲音沉了下來。
“我想問你一個問題。”
“磁控管的參數，還有你那些數據來源，能經得住問嗎？”
薑明的呼吸在這一刻停了半拍。
“老師，您是指哪些數據？”
“腔體尺寸，縫寬，陰極半徑，磁場強度。”
“這些參數如果是你自己推導的，那沒問題。”
“但如果是從別人那裡聽來的，或者從什麼地方看到的，你最好想清楚怎麼解釋。”
薑明把話筒換到另一隻手上。
“老師，我確實推導過。”
“但這個推導路徑，不是從電磁場理論直接切入的。”
錢學森那頭安靜了一下。
“你用的是什麼？”
“流體力學。”
“磁控管裡的電子流，在正交電場和磁場作用下做高速旋轉運動，這個過程在數學結構上，和變截麵管道裡的黏性邊界層剝離是等效的。”
“我把諧振腔的扇形開口當成流體管道的幾何邊界，電子流的動量守恒方程可以等效為普朗特邊界層的剪切力方程。”
“隻要算出臨界雷諾數，就能反推電子流在特定磁場下的波阻抗匹配點。”
電話那頭沉默了很久。
久到薑明以為線路斷了，正要開口確認時，錢學森的聲音才重新傳過來。
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“你把電子流當成流體？”
"對。"
"電子雲在磁場中的旋轉運動，本質上是帶電粒子在約束場中的集體運動，這和流體在管道中的層流轉捩有相似性。"
"普朗特的邊界層理論裡，流體在壁麵附近會因為黏性產生速度梯度，當雷諾數超過臨界值時，流動從層流變成湍流。"
"磁控管裡的電子流也一樣，當電子在陰極表麵發射後，受到徑向電場加速和軸向磁場偏轉，形成一個旋轉的電子雲層。"
"這個雲層的厚度和旋轉速度，取決於電場強度和磁場強度的匹配關係。"
"如果把電子雲當成一種特殊的'流體'，那它在陽極腔體邊界附近的行為，就可以用邊界層理論來描述。"
錢學森在那頭沒有打斷，薑明繼續往下說。
"我假設陽極腔體的扇形開口是流體管道的變截麵邊界，電子流在這個邊界附近會產生剪切應力。"
"根據普朗特方程，剪切應力和速度梯度成正比，速度梯度又和邊界層厚度成反比。"
"所以我可以把電子雲的厚度，等效為流體的邊界層厚度。"
"然後用雷諾數來判斷電子流的穩定性。"
"雷諾數等於流速乘以特征長度，再除以運動黏度。"
"對電子流來說，流速就是電子的旋轉速度，特征長度就是腔體的徑向深度，運動黏度可以用電子的碰撞頻率來等效。"
"算出臨界雷諾數之後，我就能反推出電子流在特定磁場下的最佳旋轉半徑。"
"這個半徑，正好對應陰極和陽極之間的最佳間距。"
"再根據諧振腔的幾何形狀，算出腔體的徑向深度和縫寬，就能得到8.15毫米這個數字。"
薑明說完最後一句，手指在話筒邊緣按了按。
電話那頭又安靜下來。
這次沉默比剛才更長。
薑明能聽見自己的心跳聲，一下一下敲在耳膜上。
過了大概半分鐘，錢學森的聲音才重新響起。
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