夜里,林陕回到研发车间内。
整间上千平的试制车间彻底陷入静默,只有头顶几盏老式汞灯垂落惨白光线,照亮散落的图纸、简易力学计算尺与堆叠的低温合金试样。
韩向东给了他整整三十天,拿出新一代氢氧火箭冷循环系统初步规划设计。
白天和伍易凯、王曦扎进高考习题里的纷乱思绪尽数褪去,林陕独自坐在长木案前,大脑如同拆分运转的无数分身,自动拆分起两套冷却体系的底层逻辑。
汽车水冷的记忆先在脑海铺开,民用内燃机依靠常压水循环,冷却液稳定几十到上百度,管路粗、压强低,只需要外置水箱持续散热,循环路径短、热交换需求单一,结构容错率极高
。可火箭发动机完全是另一套极端工况,推力室内燃烧温度突破三千摄氏度。
喷管喉部热流密度达到数十兆瓦每平方米,常规水冷介质瞬间汽化炸裂,根本无法承载高温冲刷。
且火箭无外置散热设备,所有冷却工质只能依靠箭上自带推进剂,不能额外携带水、防冻液等冗余介质,重量每多一公斤,运载运力就要折损一分,这是1987年国内航天最核心的瓶颈。
眼下国内氢氧发动机还停留在初代简单再生冷却方案,仅让少量液氢单向流过喷管外壁沟槽,吸热后直接送入燃烧室燃烧。
这套方案短板极其突出,液氢流量分配单一,喉部高温区冷却余量不足,长时间试车极易出现内壁烧蚀。
预冷阶段只能排放大量低温氢气,推进剂损耗巨大,循环效率不足六成,且无分层控温设计。
冷热交替带来的热交变应力极易撕裂铜合金推力室壁,七八十年代多次试车故障根源全在于此。
林陕指尖捏住炭笔,在粗稿纸上快速勾勒分层结构,脑中同步推演整套闭环循环的完整链路。
第一步,拆分液氢两路分流总控逻辑。
从液氢贮箱引出主输送管,先增设引射式强迫预冷内回路。
摒弃当时国内通用排放式预冷,利用涡轮泵引射压差形成密闭循环,试车启动前,低温液氢先循环流经涡轮泵轴承、输送管路阀门,带走管壁漏热。
气化后的低温氢不对外排空,汇入换热器与主流液氢换热再回流贮箱,大幅降低预冷阶段推进剂损耗。
1987 年国内还未普及强迫循环预冷思路,大多采用开放式排放,林依托后世航天成熟设计,直接跳过老旧方案的试错成本。
第二步,推力室与喷管采用分区铣槽再生冷却夹层。
他摒弃工艺简陋但冷却不均的波纹板式夹层,也避开笨重厚壁单槽结构,选用分层铣槽铜银锆合金内壁。
这一合金国内尚未批量应用,林在设计备注里专门标注材料试制方案,依托现有铜基冶炼体系微调银、锆配比,适配国内八零年代加工机床。
喷管分三段控温:扩张段、喉部、燃烧室采用差异化沟槽疏密,喉部热流最高区域加密轴向冷却流道,液氢从喷管末端夹层流入,自下而上逆流包裹高温壁面,吸热升温气化后分两路分流。
林陕的笔锋顿了顿,重新思考几分钟后继续动笔,并且适时调整设计思路。
目前他的设计只是草图,因为火箭现在连个影子都没有,燃油罐、推进器、载重这些参数都没有他这个液氢冷却系统做出来就是个空架子。
一路低压气氢送入燃气发生器,少量液氧掺混燃烧驱动涡轮泵,完成工质能量再生。
另一路中温气氢引入箭体外层辐射冷屏,包裹液氢贮箱外壁,隔绝大气漏热,降低贮箱液氢蒸发损耗,解决长征系列低温贮箱长期漏热、氢大量挥发的老难题。
这层外置冷屏是这套系统的创新点,完全超越八零年代国内现有冷却架构。
开始了写写停停,因为没有其他的参数,实在太麻烦了。
这就好比一个业主指着一片空地,然后对装修公司的人说:“我家就在这里,不过还没有建成,所以你先给我家设计一下装修风格。”
装修公司表示,我艹你么的。
反正现在的林陕就是很卧槽的感觉。
要不……干脆……把火箭也给设计了?
或者是设计一套回收火箭,不过这个工作量就有点大了。
而最有希望完成的就是海上网格回收技术,相对于定点回收,海上平台网格回收技术更符合目前的技术。
一旦完成了这项技术,那么国家的火箭卫星发射将称霸全世界,到那时候所有国家的火箭发射都将被华国垄断。
因为其他国家或者公司都会觉得,与其自己发展,不如花费更廉价的费用,找华国发射卫星。
林陕暂时放弃了冷却系统的设计。
转而开始构思火箭回收技术的可行性方案。
林陕的大脑和双手开始了角逐,大脑飞速运转与计算,手上的笔迅速的将大脑里的内容写下来。
写到一半,林陕再一次停下来,走出研发车间。
这时候已经是夜深人静,王曦悦、伍易凯、林珝和谢邈都已经睡着了。
林陕来到客厅内,拿起电话拨通了韩向东的电话。
“喂,韩总工。”
“这几点了,你还没睡?”
“我需要最近三次国家发射的火箭,从生产到发射后的所有参数。”
“你要看没问题,什么时候来科技院拿?”
“我需要你派人送过来。”
“这些资料不能出科技院。”
“我对火箭发射有全新的设计思路,或许我们有机会将单次火箭发射的费用降低到100万。”
“100万美元?”
“不,是100万软妹币。”
“你有什么思路?”
“火箭回收技术。”林陕说道。
“这不可能,你即便把所有的参数都计算出来也做不到,火箭下落的时候,即便是降低到时速10公里,巨大的重量势能也会把火箭身体压垮。”
“不,理论上是可行的,理论上可行就意味着实操可行。”
林陕这么笃定,是因为在未来阿美瑞卡率先做到了。
而现在,林陕希望他们国家能够早其他公司数十年,先一步掌握这项技术。