哪怕是化石燃料方麵,我們也計劃用低溫液氫。
我們會用低溫液氫和氧氣作為燃料,去構建它的推力係統。
整個三級發動,第一級用的是常溫超導的電磁驅動係統,通過地麵的發射塔給它一個最開始的初始速度。
然後第二級就是低溫液氫和氧氣。通過完整的小型發動機集群,來進行二級加速。
第三級我們就需要用到電驅動發動機,給它一個力一直到進入到預定軌道。
大家都知道甲烷是火箭發動機領域最成熟的燃料,它在性能、可靠程度和可儲存性上達到了絕佳平衡。
低溫液氫這玩意不穩定性有點高,存在比較高的爆炸風險。
我可以擺明了和大家講,之所以選擇液氫當燃料,是考慮到未來我們在月球建造基地之後,月球基地分解月球水,分解的氫氣和氧氣就可以用來作燃料。
空間站、月球基地會是我們太空采礦的中轉站,月球上大量豐富的資源,將承擔非常重要的任務。
包括幫助複合動力火箭補充化石燃料。
所以我們選擇的是液體氫作為化石燃料。”
簡單來說,如果隻是去月球或者去火星,那麼甲烷肯定是更好的燃料。
如果考慮到要在空間站和月球基地之間往返,那麼液體氫毫無疑問是更好的選擇。
月球表麵製備氫氣會比製備甲烷更加簡單,考慮到月球背麵零下攝氏度,將氫氣低溫成液氫和製備化石燃料的冷卻液也要容易的多。
聽陳元光說完開場白之後,林天旻用保重的表情看了楊嘉善一眼,因為這尼瑪聽起來就不是一年時間能搞定的,哪怕是光神。
不炸個十幾次,可能連成功的邊都摸不到。
他們至今都沒聽說過這類火箭爆炸的消息,所以保守估計也得要個三年才能研發成功。
“為了確保液氫不會爆炸,我們在發動機推力室外添加了一個碳纖維和玻璃纖維增強聚合物構建的外殼和在它內部則是添加了新型陶基複合材料,這兩種材料分彆命名為C和C。”
把寶壓在氫能源的霓虹車企要是知道了華國研發了這玩意,他們哪怕采用股份置換的方式都得把這兩種新材料的製備工藝給買下來。C其實就是基於霓虹一家叫東麗的K纖維進行的優化。
為了從東麗手裡買下K的工藝,是由表麵上的華國民營企業去完成的這筆交易。
“然後我們在推力室的中間增加了C墊片,腔室的左端和右端分彆是噴油器和C的火箭噴嘴。
大家可以看到C墊片是一根纏繞在細絲上的管子,帶有縱向縱梁,因為它還需要為冷卻劑提供通道。而墊片則有助於將液氫均勻分布在C的周圍,並防止C內殼發生移動。
這種設計的優點是,它將熱載荷與外殼承載的壓力載荷進行了分離,極大程度上減小了氫氣砰的一下爆炸的風險。
因為大家需要知道如果腔室是單殼體或整體殼體,那麼它必須同時承受壓力和溫度負荷。
根據超級計算機的計算,這種腔室的使用壽命會比傳統的金屬腔室長得多,傳統的金屬腔室通常因熱負荷而失效。這些熱負荷是由係統中的巨大溫差引起的,從氧化劑和燃料的低溫到燃燒過程中的高溫。它即便是采取液氫,它的壽命也至少能夠進行0次的發射。
C材料除了應用在內殼上,我們還將它用來進行蒸騰冷卻”
等一天的會結束之後,在食堂吃晚飯的時候,林天旻問:“老大,你聽懂了嗎?”
楊嘉善搖頭:“我隻能說我大致知道光神的設計思路,但你說聽懂,確實算不上聽懂。
我估計回去還得拿著材料好好理解每一個名詞的意思,以及過去有哪些火箭是這樣設計的。
即便沒有火箭這樣設計,起碼也找找NAA類似的概念設計來看看。
不然我感覺我完全就是一頭懵的狀態。
這個設計思路過於瘋狂了,我在聽完之後我感覺它不發生爆炸,完全是寄希望在C的新材料上。
雖說用了很多新鮮設計,不管是蒸騰冷卻也好,內外負載分離也好,但根本還是出於對C的信任。
在沒有發射以前,我也不知道到底會不會成功。”楊嘉善覺得今天大腦被灌輸了太多內容,回去要好好消化一下。
“從熱學的角度來看,蒸騰冷確實最有效的冷卻方法,通過光神介紹的材料的微孔特性,在需要的地方提供連續的冷卻劑膜。使用薄膜冷卻時,在腔室壁保持額外的薄膜層。
但是這種冷卻方式的問題也很大,像在再生冷卻中,加熱的冷卻液在冷卻燃燒室後被送入噴油器頭,它會造成整個係統熱效率的降低。”林天旻說。
“沒錯,這就是看伱的取舍,按照光神剛剛介紹的,它缺失的熱效率能夠由第三級的電驅動發動機進行彌補。”楊嘉善說。
林天旻恍然大悟,“我明白了,因為光神今天一天都在講整個第二級的動力係統,導致我壓根不記得它是一個複合動力的火箭。
還停留在它是化石燃料火箭上,所以一直在想蒸騰冷卻帶來的熱效率損失怎麼辦。
有第三級的電動動力,那這個問題就不是問題了。
這也是複合動力能夠彌補,化石燃料火箭無法彌補的缺陷。”
“沒錯,複合動力火箭的優勢肯定是非常巨大,但與之而來的是,它的難度也無比巨大。
光神今天介紹了這麼多,看上去好像設計工作都已經完成了大半,但我總感覺事情不會那麼順利。
像這種航天領域開天辟地的壯舉,一次就發射成功不現實。
不炸個兩三次,我都要懷疑我們是不是用的液氫了。”
“炸一炸也挺好,光神不會因為火箭爆炸而遷怒大家,不過你想短期內回申海,應該不現實了。”
本章完
:..00
..。..