窑洞是前年挖的,原本是储存火药的仓库,如今被清理出来,墙上挂了块用锅底灰涂黑的木板,下面摆着二十几个木墩子。林凡站在木板前,看着陆续进来的面孔——小石头、王铁柱、李有田……都是跟了他一年以上的技术骨干,还有两个是最近从其他分队调来、有点文化的年轻人。
“都找地方坐。”林凡敲了敲木板,“从今天开始,每天晚上七点到九点,咱们上课。”
“上课?”王铁柱挠挠头,他三十出头,是游击队里的老爆破手,识字不多,但手特别巧,“林工,咱们不是要赶火箭弹的进度吗?咋还上起课来了?”
林凡从桌上拿起一叠粗糙的草纸,那是他用缴获的账本背面裁的,上面用铅笔写满了公式和图表。
“就是因为要赶进度,才更要上课。”他把草纸分发给每个人,“我问你们,咱们造火箭弹,最头疼的是什么?”
“喷管老烧坏!”李有田脱口而出。
“火药劲儿时大时小。”另一个战士补充。
林凡点点头:“那你们知道喷管为什么会烧坏吗?知道火药的‘劲儿’为什么不稳定吗?”
窑洞里安静下来,只听见煤油灯芯燃烧的噼啪声。二十几个人面面相觑,没人能说出个所以然来。
“因为咱们只知其然,不知其所以然。”林凡转身在黑板上写下这八个字,“只知道现象,不知道原理。这样搞研发,就像蒙着眼睛走山路——碰壁了,拐个弯;再碰壁,再拐个弯。运气好能走到目的地,运气不好就在山里打转。”
他拿起粉笔,在黑板中央画了个简单的火箭示意图。
“从今天起,咱们不再蒙着眼睛走路了。”林凡的声音在窑洞里回荡,“我要教你们看路的法子。”
第一课讲的是最基础的东西:力。
“什么是力?”林凡问,“谁能举个例子?”
小石头举手:“我推车,车往前走,这就是力。”
“好。”林凡在黑板上画了个小人推车的简图,“石头说得对,但不全对。力是物体对物体的作用。你推车,你的手对车施加了力。那车对你有力吗?”
战士们愣住了。
“有的。”林凡在小人手上画了个反向的箭头,“车也在推你的手,这就是反作用力。你推得越使劲,车‘推’回来也越使劲。火箭为什么能飞?就是因为高温燃气向后喷,燃气对火箭施加一个向后的力,火箭就对燃气施加一个向前的反作用力——这个向前的力,推着火箭往上飞。”
他在黑板上写下牛顿第三定律的表述,用的是最直白的大白话:“你打墙一拳,墙也打你一拳。只不过墙不会喊疼。”
窑洞里响起低低的笑声。
“笑什么?这是真理。”林凡自己也笑了,“以后你们设计任何东西,都要想清楚:力从哪儿来,到哪儿去,谁推谁,谁被推。想不明白这个,造出来的东西要么不动弹,要么散架。”
他拿起一个前几天试验用的破损喷管:“比如这个。为什么烧坏了?因为高温燃气以每秒上千米的速度冲出来,对喷管内壁施加巨大的力和热。咱们用的材料扛不住这个力、这个热,就裂了、化了。要解决这个问题,要么换更扛揍的材料,要么想办法让燃气别那么使劲揍它——比如设计特殊的形状,让气流顺溜点儿,别死命往壁上撞。”
战士们听得入神。这些道理一旦说破,好像很简单,可没人说破之前,他们真没往这上面想。
第二节课讲能量。
“火药燃烧,放出能量。”林凡在黑板上画了个化学反应式,用的是最简单的符号,“这个能量去哪儿了?一部分变成热,把燃气加热到几千度;一部分变成燃气的动能,让它们嗖嗖往外喷;还有一部分散失了,比如把发射筒也烫热了。”
他列了个简单的能量分配表:“咱们要做的,是尽量让更多能量转化成燃气的动能。怎么转化?一是火药要烧得充分,别有的烧完了有的还没点着;二是燃烧要可控,别‘轰’一下就完事,要‘嗤——’地持续喷一会儿;三是喷管形状要合适,让高温高压的燃气能顺畅地膨胀、加速。”
小石头举手:“林工,您上次说水冷喷管,那是不是会浪费能量?毕竟水吸热,那些热本来该变成燃气的动能的。”
林凡眼睛一亮:“问得好!这就是能量的权衡。水吸走的热,确实是损失。但如果不用水冷,喷管烧坏,整个火箭都废了,损失更大。工程上很多时候没有完美方案,只有权衡取舍——两害相权取其轻。”
他讲了足足一个半小时,从力的平衡讲到能量守恒,从化学反应讲到气体膨胀。讲的都是最基础的概念,但每一个概念都紧扣着他们正在攻克的实际问题。
窑洞外,晋西北的秋夜已经凉透。山风吹过采石场,呜呜作响。但窑洞里却暖烘烘的——不仅是煤