迎着钱老那期待的目光,周卫国笑了笑:“是的,钱老,这技术是有些超前,不过……我们既然连液氧甲烷的全新燃料路线都可以选择了,这火箭发动机的 心脏,当然也得用全新的方案!”
“是啊,全流量分级燃烧是不错,只是……我们从燃气发生器驱动的单级离心泵,直接过渡到全流量分级燃烧,这步子是不是有些大?”钱老依旧有些担心。
“钱老,我们这个项目只是个预研而已,既然是预研,当然要用最新技术了,全流量分级燃烧可以大幅度提升发动机比冲,我觉得……可以尝试一下,当然……如果上级相关部门觉得风险比较高,那毙掉这个方案……”
“毙什么毙!肯定要通过,反正之后也是交给你来研发,你小子提出的技术方案,交给你小子来实现,完美!”
周卫国也是一愣,我是不是给自己挖了个大坑?
不,为了提升祖国的航天工业实力,为了让我们的东方工业屹立于世界之巅,这款发动机,必须要搞出来!
毕竟,这绝对是最完美的技术路线!
在后世,国产航空发动机发展艰难,用二十年来磨一剑都不足形容其中的艰难。
但是……
火箭发动机好像没多少难度,毕竟我们的火箭虽然运载能力小,但是可靠性之类的没问题!
为什么会这样?
当然是因为需求不一样,火箭发动机是一次性的,而且内部很简单!
火箭发动机就是把燃料和氧化剂送到燃烧室,燃烧后生成高温高压气体排出,但是其中也有一些难题,比如把这些液体送进燃烧室就不容易!
二战时期,德国的第一种V2弹道导弹,当时的设计师沃纳-冯-布劳恩找遍了全国,才终于找到一个水泵厂可以生产合适的液压泵!
如果说火箭发动机心脏的话,绝对不是燃烧室,喷嘴,而是这个燃料泵!
需求多高?
每秒钟需要泵入的燃料就是成吨来计算的!
毕竟,一枚火箭装几百吨的燃料,都会在发射之后的几百秒内全部烧光!
想要提升燃料泵的效率,那转速就得足够高!后世涡轮增压发动机的涡轮每分钟上万转,就让很多人心疼不已,觉得会短命,而火箭发动机上的这个燃料泵,每分钟转速要超过五万转!
常温燃料有腐蚀性,这涡轮泵得承受腐蚀的折磨,如果换成液氢液氧,那都是零下一两百度的低温!
工作环境恶劣,工作效率还要求很高,造这个泵可不容易,同时,想要把这个泵推动到每分钟几万转也不容易!电机啥的想都甭想!
常规做法就是燃气发生器,简单来说,先把一部分燃料和氧化剂流进燃气发生器,在这里点火燃烧,生成高温高压气体,用这个气体推动涡轮旋转,再带动燃料泵工作。
长征二号是这样,后世的很多火箭发动机也是这样,在火箭发动机点火之前,火箭屁股下面先冒出来一股股黑烟,就是这个燃气发生器富油燃烧出来的。
但是这部分燃料都浪费掉了,导致发动机推力不足,总体效率偏低。
于是,分级燃烧的思路就提出来了。
简单来说,这个燃气发生器,也可以叫做预燃室,吸收少部分燃料燃烧之后的气体,在推动涡轮之后又进入燃烧室,进行第二次燃烧,同时大部分的燃料和氧化剂在主燃烧室里燃烧,这样所有的燃料都得到利用!
这个时代也有一部分火箭发动机是分级燃烧,比如美国航天飞机的主发动机就是这种布局。
但是由于预燃室燃烧的气体还得流进燃烧室,导致排气背压增加,涡轮效率就不高,为了提升效率,涡轮就会被压榨到极致!
有解决的办法吗?
当然!
只燃烧一部分燃料推动涡轮,导致涡轮效率不高,那就干脆把所有的燃料都进入预燃室燃烧推动涡轮,这效率绝对杠杠的!
这就是全流量分级燃烧,所有燃料都烧两遍!
可以说,这是火箭发动机的终极形态!可惜,难度也是最高的,目前全世界都没有一种火箭发动机用这种方式!
在后世,马斯克的星舰公司制造的SpaceX火箭上使用的猛禽发动机,用的就是液氧甲烷全流量分级燃烧发动机!它的比冲几乎都要赶上液氢液氧发动机,可见这种发动机设计的优秀!
当然,那已经是新千年之后的技术了,计算机模拟、材料等等技术都不是七十年代科比的。
但是……
周卫国是重生者啊!他的大脑里有前世的记忆!
蓝箭航天研制了220吨级的液氧甲烷全流量补燃循环火箭发动机,航天科技有200吨级的液氧甲烷全流量分级燃烧循环发动机……
在重生之前,这些火箭发动机都是已经完成实验的产品,具备装火箭的资格!
而这些火箭发动机的参数,都在他的脑子里!
那些参数,是航天工作者耗费无数个日日夜夜,经过多次的失败尝试后找到的最佳方案!他不需要再做各种实验,只要把这些参数用上,就是完全成熟可靠的!
他需要解决的是材料和加工工艺,这些……航天部门、自己的第三设计室、自己的那些老师都可以来帮忙,所以……还是没有多大问题的。
这要是在八十年代就把这种火箭发动机搞成熟,咱们东方航天就可以承担国际上的大量航天发射任务,赚取宝贵的外汇!
谁说搞航天是赔钱的?马斯克的星舰公司能盈利,我们的也可以!
听到钱老说完美,周卫国有些不好意思。
他刚刚想要谦虚几句,就看到钱老已经伸手,把他写完的稿子拿起来:“你继续写,这些我回去看看!”
在这里看不行吗?
还回去?
很快,旁边的办公室里,一众老航天们仔细研究。
“全流量分级燃烧,使用两个预燃室,一个贫油燃烧带动燃料泵,一个富油燃烧带动液氧泵,两个泵的排气汇入主燃烧室正好参与最终燃烧,这思路巧妙啊!”
“没错,这种技术室压高,室温高,对低温燃料的冷却性能有很高要求,粘度要低,比热容要高,结焦温度、气化潜热、密度都要,怎么比来比去,就是液氧甲烷最合适呢?”
大家伙一通研究,终于得到一个结论:周卫国这小子,是个人才!要是来一机部,绝对能成为顶梁柱!
可惜……这小子的心思不在搞科研上,而是在他老婆上!
现在卖力工作,也不过是为了赶紧忙活完了,回去找老婆,你说气不气人.........
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