姜明手里的铅笔停了一下。
他站起来走到办公室,拿起话筒。
“老师。”
“小姜。”
钱学森的声音从那头传来,不急不缓。
“磁控管的事我听说了。”
“部委下午批了研究室的设立申请,你应该也知道了。”
“知道了。”
姜明握著话筒,手指停在听筒边缘。
“老师,您找我是为了这个?”
电话那头静了两秒。
钱学森的声音沉了下来。
“我想问你一个问题。”
“磁控管的参数,还有你那些数据来源,能经得住问吗?”
姜明的呼吸在这一刻停了半拍。
“老师,您是指哪些数据?”
“腔体尺寸,缝宽,阴极半径,磁场强度。”
“这些参数如果是你自己推导的,那没问题。”
“但如果是从別人那里听来的,或者从什么地方看到的,你最好想清楚怎么解释。”
姜明把话筒换到另一只手上。
“老师,我確实推导过。”
“但这个推导路径,不是从电磁场理论直接切入的。”
钱学森那头安静了一下。
“你用的是什么?”
“流体力学。”
“磁控管里的电子流,在正交电场和磁场作用下做高速旋转运动,这个过程在数学结构上,和变截面管道里的黏性边界层剥离是等效的。”
“我把谐振腔的扇形开口当成流体管道的几何边界,电子流的动量守恆方程可以等效为普朗特边界层的剪切力方程。”
“只要算出临界雷诺数,就能反推电子流在特定磁场下的波阻抗匹配点。”
电话那头沉默了很久。
久到姜明以为线路断了,正要开口確认时,钱学森的声音才重新传过来。
“你把电子流当成流体?”
“对。“
“电子云在磁场中的旋转运动,本质上是带电粒子在约束场中的集体运动,这和流体在管道中的层流转捩有相似性。“
“普朗特的边界层理论里,流体在壁面附近会因为黏性產生速度梯度,当雷诺数超过临界值时,流动从层流变成湍流。“
“磁控管里的电子流也一样,当电子在阴极表面发射后,受到径向电场加速和轴向磁场偏转,形成一个旋转的电子云层。“
“这个云层的厚度和旋转速度,取决於电场强度和磁场强度的匹配关係。“
“如果把电子云当成一种特殊的流体,那它在阳极腔体边界附近的行为,就可以用边界层理论来描述。“
钱学森在那头没有打断,姜明继续往下说。
“我假设阳极腔体的扇形开口是流体管道的变截面边界,电子流在这个边界附近会產生剪切应力。“
“根据普朗特方程,剪切应力和速度梯度成正比,速度梯度又和边界层厚度成反比。“
“所以我可以把电子云的厚度,等效为流体的边界层厚度。“
“然后用雷诺数来判断电子流的稳定性。“
“雷诺数等於流速乘以特徵长度,再除以运动黏度。“
“对电子流来说,流速就是电子的旋转速度,特徵长度就是腔体的径向深度,运动黏度可以用电子的碰撞频率来等效。“
“算出临界雷诺数之后,我就能反推出电子流在特定磁场下的最佳旋转半径。“
“这个半径,正好对应阴极和阳极之间的最佳间距。“
“再根据谐振腔的几何形状,算出腔体的径向深度和缝宽,就能得到8.15毫米这个数字。“
姜明说完最后一句,手指在话筒边缘按了按。
电话那头又安静下来。
这次沉默比刚才更长。
姜明能听见自己的心跳声,一下一下敲在耳膜上。
过了大概半分钟,钱学森的声音才重新响起。
“你这个等效类比,我从来没想过。“
他的语气里带著一丝难以察觉的惊讶。
“但从数学结构上看,確实说得通。“
“电子流和流体,本质上都是多粒子系统的集体运动,用连续介质假设来处理,在某些边界条件下是可以等效的。“
“你这个思路,比直接从麦克斯韦方程组硬算要巧妙得多。“
姜明手心的汗渐渐冷下来。
“老师,您觉得这个推导路径站得住脚?“
“站得住。“
钱学森的回答很乾脆。
“不仅站得住,而且很有创造性。“
“你把力学和电磁学的边界打通了,这在学术上是一次很有价值的尝试。“
“我会把这个思路写进高频研究室的推荐信里,让部委那边看看,我们国內也能搞出跨学科的原创性研究。“
姜明握著话筒的手鬆了一点。
“谢谢老师。“
“不用谢。“
钱学森在那头停了停。
“小姜,我再问你一个问题。“
姜明的心又提了起来。
“老师您说。“
“瀋阳铜加工厂的无氧铜,你知道吗?“
姜明愣了一下。
“方工今天提过,说那边有一批苏联援建时期进口的无氧铜锭,但使用权在苏联专家组手里。“
“对。“
钱学森的声音沉了下来。
“那批物资是1950年援建时期运过来的,当时苏联专家组负责人伊万诺夫签了保管协议,规定这批物资只能用於苏联专家组指定的项目。“
“现在你们要搞磁控管,肯定需要这批无氧铜。“
“但伊万诺夫这个人不好说话,他对中方自主研发一直持保留態度。“
“你得做好准备,到时候可能要跟他当面谈技术。“
姜明手指在话筒边缘敲了敲。
“老师,您的意思是,他会拒绝?“
“不一定拒绝,但肯定会提条件。“
钱学森嘆了口气。
“伊万诺夫是个技术至上的人,他不看政治,只看你有没有能力把这批物资用好。“
“如果你拿不出让他信服的技术方案,他寧愿让这批铜锭继续封存在仓库里,也不会放给你。“
姜明沉默了两秒。
“老师,我明白了。“
“你明白就好。“
钱学森在那头顿了顿。
“还有一件事,我得提醒你。“
“老师您说。“
“瀋阳那边最近风声有点紧,你们的磁控管逆向报告一旦上报,伊万诺夫很快就会知道。“
“他如果察觉到你们在仿製苏联设备,態度会更强硬。“
“所以你最好在他反应过来之前,把技术方案做扎实,让他挑不出毛病。“
姜明握著话筒的手又紧了一点。
“老师,我会儘快准备。“
“嗯。“
第135章 钱学森的深度考问与流体力学等效包装
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