学霸的军工科研系统 学霸的军工科研系统 第1167节

  “……”

  在之前负责太空渔船计划的时候，常浩南就听殷良兴说起来过，因为固体燃料的推移速率相对较低，所以为了维持足够高的燃烧室压强，产生足够大的推力，一般都会采用多孔构型以增大燃烧表面积。

  以比较典型的htpb为例，小型装药需要4孔，而大型装药甚至达到32孔。

  这一方面使得相同推进剂容量下的发动机体积增大，加工难度提高，另一方面也导致装药的结构强度降低，很容易产生内部断裂，造成药块脱出等事故。

  尤其是在高超音速飞行器这样的高加速度飞行中，隐患会更加明显。

  而液体燃料尽管没有这方面顾虑，但使用灵活性和储存安全性都不太尽如人意，或许对于运载火箭来说影响不大，但从之前验证弹试射之前繁杂的准备流程就能看出，并不太符合于导弹，尤其是战术导弹的要求。

  相比之下，这种新型的固液混合体系在储存过程中是以固体或半固体形式存在，而进入工作状态后的燃烧特性则接近于液体燃料，相当于同时具备了二者的优势。

  当然，这么好的东西，成本方面肯定不太能降得下来。

  但对于高超音速武器这样的国之重器来说，疗效肯定比价格更加重要。

  况且这类混合推进剂的应用面也不只有常浩南手头的这一个项目。

  长远来看，大部分对于尺寸不是特别敏感的导弹类型，都可以从传统的固体推进剂换成新体系。

  从工业规律来看，铺开应用之后的生产成本也会相应降低。

  而站在常浩南身后的栗亚波这会儿也显然想到了这一层，眼神从最开始的疑虑逐渐转变为明悟。

  继而却又重新皱起眉头，陷入思考之中：

  “如果是这样的话，那可不是任意的液膜在流动作用下都会形成雾化液滴，还取决于液体在工作条件下的张力和粘性……所以那我们现在研究的htpb燃料肯定无法满足要求，必须得开发全新的推进剂种类才行。”

  常浩南虽然研究计算材料学，但毕竟不是数据库，过去也没接触过太多种固体推进剂。

  因此，专业的事情肯定还是要交给专业的人来做：

  “老刑，你马上联系一下林成刚同志，让他到这边来一趟……”

  ……

  接到消息的林成刚本以为是针对ap/htpb/ai体系的研究取得了突破，放下电话之后连午饭都没来得及吃，就马不停蹄地赶到了怀柔科学城。

  然而在看到栗亚波的计算结果，并听过常浩南提出的新设想之后，他的第一反应是——

  本作品由六九書吧整理上传~~

  天塌了。

  原本，他只是想要在既有的研究基础上进行一番缝缝补补而已。

  但现在……

  坏消息：四处漏风的破屋子，请来的裱糊匠没糊明白。

  好消息：裱糊匠实际上是个土木老哥，在旁边直接给你盖了个新的，就等着拎包入住了。

  唯一的问题在于，过去十几年的经验，恐怕全都要更新了……

  林成刚花了好大力气才按捺住自己的好奇心，没有问起对方二人到底是如何在一个月内整出这么个狠活的，然后用最快的速度把注意力放在了眼前的报告上面。

  不得不说，这个新思路虽然本质是在画饼，但确实很香。

  而就在刚才等他过来的这会儿，常浩南和栗亚波甚至已经大概算出来了一个符合要求的物性范围、

  只需要林成刚想出一个，或者一类具备可行性的推进剂作为基体即可。

  “表面张力6.5-8.0mn/m、粘性0.59-0.73mpa·s、熔点不低于323k，沸点不高于720k，熔化热小于185kj/kg……”

  固体推进剂的种类恨不得成百上千，但经过这么十来项条件一筛选，还能剩下的倒是真不太多。

  “应该不至于没有吧？”

  看着表情飘忽不定的林成刚，栗亚波有点沉不住气。

  好在他的问题话音刚落，就听到前者念叨出了一个答案：

  “石蜡……”

  “石蜡？”

  这个有些过于平凡的结果让栗亚波颇为意外。

  “当然不是普通石蜡，要经过改性和掺混……但是仅就作为基体燃料而言，平均碳原子数在30左右的烷烃，也就是我们常说的石蜡，确实符合这个表上的所有要求……”

  常浩南倒是没有表现出太多惊讶，只是淡然点了点头：

  “那我把这些结果给你复制一份，你回去之后抓紧验证一下，如果用石蜡基燃料，能不能满足吸气式高超火箭助推段的性能需要！”

  第1288章 大力出奇迹

  关于火箭助推器的研究，毕竟不是高超音速武器项目当中的重点。

  因此，在把后续任务分配给林成刚和栗亚波之后，常浩南还是很快投入到了对于乘波体飞行器本身的研发当中。

  就在几人送走林成刚的时候，jf14风洞也恰好完成了上一次气动之后的检查维修和准备阶段，可以开始下一轮测试了。

  实际上，尽管大型超高速风洞的操作颇为繁琐，但正常情况下的两次启动之间，充其量也就需要几个小时而已。

  而这次之所以耗费了几乎一整个白天，则是因为常浩南要进行一项新的多物理场复合研究。

  因此除了正常的准备工作以外，还需要对风洞模型和模型支撑架进行一系列改造。

  也多亏jf14算是为了高超音速武器项目而专门建造，所以提前就预留了相关的硬件设备。

  否则这种功能性的改造，往往需要一周甚至更长时间才能完成。

  当常浩南三人重新回到风洞控制室的时候，正好撞上身穿一身蓝灰色工装的陈宏：

  “常院士，老姜，我正准备去计算中心找你们来着。”

  后者当即停下脚步：

  “三号风洞模型已经安装到位，电离发生装置也都准备就绪，流场、温度场和电磁场传感器测试正常，随时可以进行启动。”

  常浩南点点头，快步来到操作台正中央的一台电脑前面。

  一般来说，为了让操作人员便于直接观察到风洞内部的工作情况，常规风洞都会在模型周围安装一系列摄像头。

  但超高速风洞因为过于夸张的工作压力和气流总温，势必没有安装光学观测设备的条件，只能通过冷冰冰的传感器数据和模拟示意图来确认工作腔的状态。

  实际上，本次测试所用的三号模型在总体轮廓上和一二号之间并无本质区别，都是标准乘波体外形的原理模型，并非任何一种高超音速飞行体的具体设计。

  但在模型内部却是与前面两个完全不同的中空结构，并通过下方的模型支撑架引入了一条液体管路。

  同时，在乘波体头部的最顶端设置了一系列小孔，用于将事先准备好的离子液体雾化喷出。

  而此时，屏幕上的每一个设备点旁边，都显示着一个绿色的小圆点，表示全套设备一切正常。

  “准备开始吧。”

  jf14风洞从最初落地至今已经进行了近百次启动，早就渡过了最初的不稳定阶段，所以设备本身的运行情况并不需要常浩南过分关注。

  随着他的一声令下，早已准备就绪的工作人员分别就位，由陈宏本人拧动钥匙，打开了爆轰驱动段的点火开关。

  氢氧混合气在千分之一秒的时间之内被电火花引燃，爆轰波经过激波反射腔和辅助爆轰段的多重叠加增强之后，形成高温高压的工作气流，沿着拉瓦尔喷口涌入装载着被测试模型的工作腔。

  在爆轰波产生的几乎同时，飞行器前体的喷嘴开始向前喷射经过高压电离之后的逆向离子雾，在与高达12马赫速度和8000k总温的气流遭遇后，将原先紧挨钝体的强弓形激波推离物面，在中间位置依次形成接触面、射流层和马赫盘，并在喷嘴出口附近产生大范围回流区，将足以融化一切金属材料的高温气流阻隔在了风洞模型的表面之外……

  ……

  尽管jf14已经属于“超长实验时间”的先进风洞，但每次启动所对应的有效测试周期也只有100毫秒左右而已。

  因此，整个过程对于控制室里面的人们来说，也就只能听到“噗”的一个微弱点火声，然后在电脑屏幕上瞬间看到一大堆的传感器数据而已。

  很快，本次测试所需要的一系列测试结果便被从另外一个专门的传感器数据处理工位送了过来。

  “相比于使用半球形支杆进行防护的二号模型，三号模型在初始时刻的峰值热流密度下降至477.74w/cm^2，降幅达到57.4%，而且整体的壁面热流密度均控制在260w/cm^2以下……”

  姜宗霖手里拿着一份热流密度图，向常浩南汇报道：

  “从温度场的分布情况能够看出，飞行体头部回流区内的低温低压流体覆盖在钝体表面，起到了良好的热防护效果，另一方面，回流区依附在钝体头部使其等效外形更加细长，因此产生的弓形激波强度减弱，波后的压力和温度升高都相当有限。”

  “另外，流场监测结果显示，受来流气动加热的影响，整个飞行前体表面的压力分布也相应发生了变化，气动圆顶在前沿部分形成了局部高压区，使得来流滞止点的压力系数达到cp=1.87，整体气热耦合效应使阻力系数减小了大约4.4%……”

  看着眼前并非最佳，但绝对算是已经步入正轨的结果，常浩南总算松了口气：

  “说明我们针对大气层内高超音速飞行所做出的多物理场耦合策略是正确的……至少在方向上是这样，后面只要继续对那些无量纲参数进行调整，就能进一步提高模拟计算的精确程度……”

  正所谓磨刀不误砍柴工。

  先利用一个标准乘波体获得足够可靠的高超声速流场计算方式，虽然会额外耗费一定时间，但却给后面真正的设计流程省去了很多麻烦。

  “表面的电磁屏蔽情况呢？”

  常浩南再次问道。

  “目前的传感器还无法直接测试模型表面等离子体鞘套的厚度，但通过安装在飞行体内部的电磁波发射器可以得出，头部在8-10ghz范围内的透射率，以及侧壁部分在27-35ghz范围内的透射率均有所提高，这些都和之前计算的情况类似，但是……”

  说到这里，姜宗霖的语气出现了些许迟疑。

  本作品由六九書吧整理上传~~

  不过，还是很快继续道：

  “但是提高的幅度都还不太够，尤其是头部的透射率，相比一号和二号模型的结果分别只提高了115%和87%，仍然很难让x波段雷达发挥预期当中的探测作用……”

  这倒是不奇怪。

  常浩南却没有表现出太大的沮丧：

  “乘波体头部的鞘套是一个紧贴在外壁上的薄层，在垂直方向上，电子密度和电子碰撞频率这些相关参数会出现很大梯度的变化，从而形成一个类似间断面的结构，导致反射效应大大增加，而我们这个离子流喷射技术主要是削弱黑障的吸收效应，所以在头部的效果确实会偏弱一些。”

  对于一枚正常布局的导弹来说，头部是制导雷达所在的位置，而侧上方则安装有卫星通信天线，分别对应两种最关键的制导手段，缺一不可。

  尤其是末端的雷达成像制导，对于命中精度有着决定性的影响。

  “那……后面是要在飞行体前端运用其它技术？”

  姜宗霖只是负责风洞测试的，实际并不清楚常浩南对于整个高超音速导弹的总体设计规划。

  在他看来，乘波体或类乘波体飞行器的内部容积本身就比较局限，目前更是已经被安排的满满当当，实在很难再插入一个完整的新系统进去了。

  “这倒不必。”

  常浩南从对方手中接过电磁波信号传输特性的测试结果，在其中几个数字上做了标记：