Sau khi thu hoạch được không ít kiến thức từ chỗ Trần lão, Lâm Bằng cùng Tổng sư Đường quay trở lại viện nghiên cứu để tối ưu hóa thiết kế tổng thể. Bước tiếp theo chính là chế tạo các mô hình toàn kim loại để tiến hành thử nghiệm trong ống thông gió.
Lần này, để chọn ra phương án tối ưu nhất, nhóm đã chế tạo tổng cộng ba mô hình toàn kim loại. Tất nhiên, thiết kế khí động học tổng thể không có sự khác biệt lớn, chỉ khác nhau ở kích thước cánh, hình dạng cánh, vị trí và góc độ của cánh đuôi.
Vì đây chỉ là giai đoạn thử nghiệm tuyển chọn sơ bộ trong ống thông gió, nên họ không chọn Trung tâm Thử nghiệm Ống thông gió Quốc gia, mà quyết định thực hiện tại cơ sở gần nhất là Đại học Bách khoa Tây Bắc (Tây Công).
Cần biết rằng, Đại học Bách khoa Tây Bắc sở hữu hệ thống thiết bị thử nghiệm ống thông gió toàn diện nhất trong các trường đại học nội địa. Không chỉ bảo tồn tòa ống thông gió đầu tiên của Trung Quốc, mà về kỹ thuật thử nghiệm khí động học, nơi đây cũng thuộc hàng đẳng cấp nhất.
Vừa hay vào năm ngoái, Đại học Bách khoa Tây Bắc đã tự nghiên cứu và chế tạo thành công ống thông gió tốc độ cao dạng tăng áp liên tục đầu tiên của cả nước, đồng thời đã hoàn tất quá trình nghiệm thu. Hiện tại, việc mang mô hình đến đây để thử nghiệm là thời điểm vô cùng thích hợp.
Lâm Bằng vẫn còn nhớ rõ, tòa ống thông gió này sau đó đã thực hiện các bài kiểm tra toàn diện cho dòng máy bay chở khách cỡ lớn C919 của Trung Quốc. Đặc biệt là trong quá trình thiết kế và kiểm chứng hình dạng cánh cho C919, tòa ống thông gió này đã lập được công lao to lớn.
Ống thông gió này có hai đoạn thử nghiệm có thể thay thế. Đoạn thử nghiệm thứ nhất có kích thước cao 0,8 mét, rộng 0,4 mét, dài 3 mét, là đoạn thử nghiệm hai chiều chuyên dụng cho thực nghiệm cánh lớn nhất châu Á.
Đoạn thử nghiệm thứ hai có kích thước cao 0,6 mét, rộng 0,8 mét, dài 3 mét, là đoạn thử nghiệm ba chiều, có thể thực hiện cả thử nghiệm mô hình toàn phần và bán phần.
Đối với thiết kế khí động học của dòng máy bay ném bom mới, điểm quan trọng nhất là phải khắc phục được những khiếm khuyết từ hình dạng cánh cũ của dòng "Phi Báo". Vì vậy, đợt thử nghiệm ống thông gió lần này mang tính mục tiêu rất cao.
Lâm Bằng và Tổng sư Đường đã thiết kế ba ngoại hình khí động học khác nhau. Nhìn chung, không có sự thay đổi quá lớn, tất cả đều áp dụng kiểu cánh "cánh diều" (diamond wing) tương tự như trên tiêm kích F-35.
Loại cánh này vốn được khởi xướng từ tiêm kích F-22, tạo tiền đề cho xu hướng thiết kế cánh của các dòng máy bay thế hệ thứ tư sau này. Sau đó, tiêm kích tàng hình FC-31 của Trung Quốc cũng sử dụng kiểu cánh diều này.
Tất nhiên, việc tiêm kích F-22 sử dụng thiết kế cánh diều là để tối ưu hóa khả năng tuần tra ở tốc độ cận âm và siêu âm. Nhờ sở hữu động cơ mạnh mẽ, các kỹ sư thiết kế F-22 có thể thoải mái áp dụng kiểu cánh này.
Trong khi đó, thiết kế cánh tối ưu nhất để giảm lực cản ở tốc độ siêu âm chính là cánh tam giác có góc quét lớn, hay còn gọi là cánh tam giác góc quét lớn kết hợp cánh mũi trên tiêm kích J-20.
Trong điều kiện hiệu năng động cơ còn hạn chế, Tổng sư Dương Vĩ cùng đội ngũ của ông đã tạo ra cấu hình khí động học bao gồm: cánh mũi, cánh phụ (LERX) và cánh đuôi đứng toàn động. Cấu hình này có thể coi là giới hạn tối đa của thiết kế cánh mũi.
Sự kết hợp giữa khả năng tuần tra siêu âm tốt, tính cơ động siêu âm cao và khả năng duy trì hiệu suất ở tốc độ cận âm đã biến J-20 thành một huyền thoại trong lịch sử hàng không, thậm chí được đánh giá là thiết kế vượt trội hơn cả Su-27 năm xưa.
Cũng chính vì vậy, phi công lái J-20 có thể tự hào tuyên bố trước ống kính phóng viên rằng: "Một khi đã tiến vào tốc độ siêu âm, đó chính là thế giới của J-20". Tuy nhiên, đừng hiểu lầm rằng J-20 chỉ mạnh ở tốc độ siêu âm; trong điều kiện cận âm, nó cũng vượt trội hơn hầu hết các tiêm kích thế hệ thứ ba.
Ngược lại, những dòng máy bay sử dụng bố cục cánh tam giác góc quét lớn truyền thống thường có khả năng tuần tra cận âm và tính cơ động kém. Ví dụ như tiêm kích J-7 và J-8 của Trung Quốc, tính cơ động ở tầng thấp và tốc độ cận âm có thể dùng từ "thảm họa" để hình dung.
Do đó, sau khi kết hợp ưu điểm của cánh tam giác góc quét lớn và cánh hình thang truyền thống, kiểu cánh diều của F-22 và F-35 đã ra đời.
Bằng cách sử dụng góc quét trung bình, tỉ lệ khung hình nhỏ và cánh đuôi có góc quét ngược, máy bay có thể đạt được sự cân bằng tương đối tốt giữa khả năng tuần tra siêu âm và hiệu suất cận âm.
Dòng máy bay ném bom mới là một loại chiến đấu cơ đa năng có khả năng tàng hình. Dù không đặt mục tiêu tuần tra siêu âm làm ưu tiên hàng đầu, nhưng nó yêu cầu khả năng tàng hình và hiệu suất cận âm cực tốt, vì vậy thiết kế cánh diều là lựa chọn tối ưu nhất.
Lần này, Lâm Bằng cũng đưa Tống Vũ Dương đi cùng. Đối với cả hai, đây cũng coi như là dịp quay trở lại trường cũ.
Lâm Bằng muốn bồi dưỡng Tống Vũ Dương thật tốt, bởi anh nhận thấy dù cậu ta có những sai sót trong cuộc sống, nhưng về mặt thiết kế máy bay, cậu ta thực sự có thiên phú.
Chẳng hạn như trong quá trình tính toán mô phỏng động lực học chất lưu (CFD) cho bố cục khí động học của máy bay ném bom mới, Tống Vũ Dương đã thể hiện năng lực vượt trội hơn hẳn các kỹ sư trẻ khác. Ba phương án thiết kế khí động học lần này đều có đóng góp không nhỏ từ cậu ta.
Sau khi liên hệ với Giáo sư Diệp Á Quân, người phụ trách phòng thí nghiệm khí động học thuộc Khoa Hàng không của Đại học Bách khoa Tây Bắc, Lâm Bằng và Tống Vũ Dương đã mang theo ba mô hình toàn kim loại lên đường.
Trên đường đi, Tống Vũ Dương tỏ ra cực kỳ phấn khích.
Tống Vũ Dương nhìn Lâm Bằng đang lái xe rồi nói: "Lâm đại ca, lần này nếu chúng ta thực sự giành được dự án tiêm kích mới, đến lúc đó anh ít nhất cũng có thể đảm nhận vị trí Phó tổng công trình sư hệ thống. Anh quá giỏi, ngay cả Đường tổng công trình sư thời trẻ cũng chưa chắc lợi hại bằng anh!"
Đối mặt với lời khen tặng của Tống Vũ Dương, Lâm Bằng chỉ khẽ mỉm cười: "Không thể nào, dù sao tư lịch của tôi hiện tại còn thấp, vị trí Phó tổng công trình sư hệ thống đừng hòng nghĩ tới. Nếu có thể làm trợ lý cho tổng công trình sư hệ thống đã là đỉnh điểm rồi. Nhưng mà, dù làm công việc gì hay giữ chức vụ nào cũng không quan trọng, quan trọng là chúng ta phải đóng góp cho dự án tiêm kích mới, đó mới là điều cốt yếu nhất. Cậu cũng không tệ đâu, về kỹ thuật CFD, cậu còn giỏi hơn tôi nhiều, hãy cố gắng phát huy nhé!"
Tống Vũ Dương cười hắc hắc: "Thật sao? Chỉ có thể nói là không làm mất mặt thầy giáo thôi. Lần này trở về trường cũ, không biết thầy có còn nhớ đến đứa học trò cá biệt này không nữa!"
Lâm Bằng cười nói: "Tôi nhớ đạo sư của cậu là Giáo sư Lý Cát Sinh đúng không? Ông ấy chính là một trong những đạo sư hàng đầu về khí động lực học tại Đại học Công nghệ Tây Bắc chúng ta. Tin rằng nếu thầy thấy tình hình hiện tại của cậu, chắc chắn sẽ cảm thấy rất vui mừng."
Tống Vũ Dương lắc đầu: "Lâm đại ca, anh đừng gọi là hàng đầu gì cả. Giáo sư Lý thực chất là một giáo sư khá nghèo. Ông ấy thường xuyên ra nước ngoài tham gia các hội nghị giao lưu học thuật, hay sang Nhật Bản này nọ, nhưng đó là vì ông không có dự án trọng điểm nào nên mới phải tham gia những buổi giao lưu kỹ thuật khí động lực học quốc tế đó. Bởi vì quốc gia chúng ta có quy định, các chuyên gia giáo sư tham gia dự án trọng điểm quốc gia thường không được phép tham gia giao lưu học thuật đối ngoại."
Lâm Bằng cười nói: "Nghe nói người Nhật Bản thiết kế máy bay vì không có đường hầm gió tốt nên rất ỷ lại vào mô phỏng khí động lực học tính toán làm phương tiện thiết kế cơ sở, không biết có phải vậy không?"
Tống Vũ Dương đáp: "Tôi cũng từng nghe thầy nói qua, đường hầm gió nghiên cứu khoa học của người Nhật còn không bằng đường hầm gió giảng dạy của Đại học Công nghệ Tây Bắc chúng ta. Tuy nhiên, dù CFD rất tốt nhưng không bao giờ có thể thay thế hoàn toàn thí nghiệm đường hầm gió, bởi vì những kết quả tính toán được nhiều khi vẫn có sai số khá lớn so với thực tế."
Lâm Bằng gật đầu: "Điều này cũng đúng, đặc biệt là trong trạng thái siêu thanh, sự phân bố khí động lực học rất khó mô phỏng chính xác thông qua tính toán. Vẫn phải dựa vào dữ liệu thực nghiệm từ đường hầm gió để hiệu chỉnh lại."