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散会之后,韩熹带着肖宿和顾清尘去整个中心转了一圈。
他们先去了空间推进器试车台。
空间推进器试车台,其实就是发动机整机点火验证的地方。
火箭发动机的工作环境,可以说是人类工程学所能触及的最极端边界之一了。
燃烧室内,温度随随便便就直逼三千摄氏度以上,足以熔化绝大多数已知材料;涡轮泵转子以每分钟数万转的转速运转,叶尖线速度远超音速,承受的离心载荷堪比子弹出膛;而喷管壁面的热流密度,比炼钢熔炉内部还要高出几个量级。
这些参数在设计阶段算得再精密,仿真模型建得再完善,一旦灌入真实推进剂、按下点火按钮,高温、振动、流体耦合产生的非线性效应,总会以意想不到的方式暴露出来,而这种“意想不到”,在火箭领域是致命的。
而火箭一旦起飞,就没有回头路了。
飞机试飞出了问题,还有滑翔、迫降,发动机停车还有机会靠气动控制寻找生还窗口,可运载火箭是一整座几十层楼高的铁盒子,在数十公里高空以数倍音速穿行,发动机是它唯一的心脏。
这颗心脏一旦停跳,箭体没有翅膀,没有起落架,甚至连一具有效的降落伞都打不开,整个系统将无可挽回地坠入大地。
正因如此,地面试车所承载的意义,远不止是“验证设计是否达标”,而是在模拟比真实飞行更苛刻、更恶劣的边界工况,主动把发动机推向极限,甚至推向破坏的边缘,只是为了确认:所有的设计余量、所有的冗余保护、所有的热防护和结构强度,在真实飞行的最坏情况下,依然稳稳在线。
可以说没有这个环节,任何一型发动机都是上不了天的。
世界上最早的液体火箭发动机试车台出现在二十世纪四十年代。德国人在波罗的海边的佩内明德建起了第一代试验设施,用来试验V-2导弹的发动机。
后来美苏两国接过了这套东西,五十年代到六十年代,美国在斯坦尼斯航天中心建起了单台推力超过七百吨的巨型试车台,苏联更是在拜科努尔和萨马拉铺开了一片又一片试车阵地。
到阿波罗计划时期,美国的F-1发动机已经在试车台上烧过了几千次,累计点火时间超过了几十万秒。
而那个时候,华国甚至连第一台真正的液体火箭发动机的图纸都没有。
不过华国的试车台建设虽然起步比美苏晚了将近二十年,但是进步却是最快的。
最困难的那几年,国内连大型液氧贮箱都造不出来,试车用的推进剂要靠铁路一车皮一车皮从外省调。
第一代试车台建起来的时候,台架只是几根焊接的工字钢,测推力靠的是机械杠杆,点火之后整个台架都被震得咣咣响。
那时候的工程师甚至觉得只要台子不塌,数据没丢,就算成功了。
而就是在这样的条件下,他们硬是把第一代液氧煤油发动机试了出来,更是只用了短短数年,就做出了单次试车推力八千吨级别的装置,整个亚洲找不出第二个。
如今的这座台架,和当年早已不可同日而语了。
韩熹领着众人看了一圈,指着试车台基座上那圈焦黑的痕迹说道:“这套系统从零开始到建成用了七年。七年里,光是推力测量基座的浇筑方案就改了十几次。
这是去年做新型固液混合发动机的时候烧的,当时点火出现了意外,喷管撑了四十秒没撑住,还是被烧穿了。