第743章 氢氧发动机(1 / 1)

聊完关於反飞弹系统的事情。

李梟就又和几人聊起了火箭的时间,想要同步卫星发射上去,现在的长征一號火箭可做不到,还需要改进。

在前世,做到达成这一成就的是长征三號火箭,长征一號可万万做不到,各项参数都差上一大截。

就拿起飞推理来讲,长征一號才1020千牛,长征三號足足翻了一倍多,达到了2962千牛。。

这还只是从参数方面对比,毕竟一个火箭定位是近地轨道小型运载火箭,另外一个则是高轨道运载火箭,定位可是不同的,也因此长征三號的各项参数都翻了数翻。

就拿箭体全长和起飞质量来讲。。

这可不单单是数值的变化,更是製造难度的增大。

在这个年代想要顺利的把长征三號製造出来,至少需要克服三大问题,这首先就是低温推进剂技术以及发动机技术。

要知道长征三號上面,並不是使用的常规发动机,而是大胆採用了氢氧发动机,因为氢氧发动机它的比冲效率极高,真空比冲可达450秒以上,也就是说,可以用更少的燃料產生巨大的推力,这样一来就能显著提升火箭的运载能力。

但想要研究出来的难度可是极高的。。

李梟虽然研究出了这种推进剂,但也只不过是实验室级別,想要大规模生產那就难了。

其次就是想要製造出氢氧发动机,这就会涉及到高性能涡轮泵、低温阀门、以及可靠的点火系统等复杂技术。

这些都是很难解决的问题。

不说別的就说高性能涡轮泵,它的难点在於,它要在-253c的液氢环境中以每分钟数万转的速度高速旋转,並承受巨大的载荷,在这种极端条件下,其转子作为高转速的柔性转子,工作转速通常设计在二阶和三阶临界转速之间,轻微的振动失稳就可能导致灾难性后果。

如果想要解决这一问题,就需要用到特种鈦合金,並运用粉末近净成形等尖端工艺,这对材料控制和加工精度要求极高。

此外高速旋转部件之间的动密封技术也十分重要,如果发生泄漏,那么极低温液氢与高温部件接触就会引发严重事故,这些都是需要解决的问题。

在解决这一个问题后,还要解决低温阀门的问题,所谓的低温阀门,它的技术难点核心在於如何在超低温、以及高压环境下,依然能够可靠动作並实现严密密封。

这就需要奥氏体不锈钢、特种铜合金等材料了,只有这些材料才能在低温下保持良好韧性,这些也都是需要研究的。

最后就是点火系统,这也是必须要解决的,如果解决不了这个问题,就算是前面的难题都解决了也没有用。

而它的核心难点在於发射前发动机预冷时会排出部分低温氢气,如果让这些在发射区积聚与空气混合,那么一旦遇到遇点火时候的火焰,或者是静电,就会出现非常严重的问题。

这个时候就需要消氢点火装置了,它会在发动机主点火前几秒启动,利用特殊药剂燃烧產生的高温金属粒子流,將可能积聚的氢气提前安全消除。

这就必须要“准时、准確”。

可以说整个点火过程的控制时序要求极为精確,必须达到毫秒甚至微秒级,这在后世或许不算什么,毕竟可以电子控制,进行各种设置,但想要在这个年代实现可十分困难。

所以只有解决了高性能涡轮泵、低温阀门和可靠点火系统这几个难题,发动机才能够製造出来。

而这还不算完。

低温推进剂技术也是一个问题,要知道实验室能够作出推进剂来,但不意味著能够量產,这中间需要氢液化器,而国內研究出来的氢液化器,每小时產率仅有10-14升。

其次就是如何研究出適合长期保温的大容量储罐,来防止推进剂快速蒸发,毕竟液氢极度易燃易爆,其蒸汽与空气混合后遇火星即可爆炸,这可是很危险的。

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也只有解决了这些问题,才能够成功把发动机研究出来。

其次就是飞行控制系统的研究了,顾名思义飞行控制系统,就是控制火箭姿態,要知道在大型火箭发射的时候,发动机摇摆会產生复杂动力学问题,想要解决这一难点也不容易。

毕竟火箭发射后是不可逆,需应对极端环境,就比如振动、噪声、温度剧变等等,任何微小故障都可能导致任务失败。

所以就需要控制系统架构和软体高度可靠,具备故障诊断、隔离与恢復能力,甚至还要实现自主轨跡规划。

这些只是第一步。

还有就是要解决制导与控制问题,克服弹性振动、复杂动力学、风扰等因素,確保火箭姿態稳定並精確入轨,这就需要姿態控制算法了。

就比如例如採用横法嚮导引控制、叠代制导等技术。

最后就是多系统复杂协同,把推进、控制、结构等分系统,作为一个整体进行精確控制,而想要解决这些,就需要先解决弹性体、耦合振动等问题。

而这些问题比起第一个难题倒是要好解决一些,毕竟像是弹性体、耦合振动这些问题,在后世虽然无法找到关於长征三號完整的资料。

但这些问题单独去搜索如何解决,也是能够找到的。

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