“深度节流?”
刚刚还在庆祝的工程师们,迅速冷静下来,脸上露出了凝重的表情。
作为航天领域的专业人才,他们比任何人都清楚这个词背后的分量。
“总工,”发动机喷注器小组的负责人,一位年轻的博士,站了出来,他的表情无比严肃,“要实现40%的深度节流,我们将面临一个全新的,甚至比‘燃烧谐振’更棘手的难题——不稳定燃烧。”
他快步走到电子白板前,调出了一组流体力学模拟画面。
“在100%全推力下,我们的燃料和氧化剂,是以极高的压力和速度,被注入燃烧室的。它们可以实现完美的雾化和均匀的混合,燃烧过程稳定而高效。”
“但是,”他将模拟画面中的“涡轮泵泵压”参数,调低到了40%。
屏幕上,原本均匀的液氧和甲烷雾场,瞬间变得混乱不堪。
大团的液体燃料没有被完全雾化,而是直接撞向了燃烧室壁。
氧化剂的分布也变得极不均匀。
“当推力大幅降低时,”这位博士解释道,“涡轮泵的转速下降,导致推进剂的注入压力和流速都大幅降低。这就好像你把一个高压水枪的阀门关小,它喷出的就不再是细腻的水雾,而是断断续续的水滴。”
“这种不均匀的混合,会导致燃烧极不稳定。火焰会忽强忽弱,甚至在局部区域出现熄火再复燃的现象。这种现象产生的低频压力波动,会顺着燃料管路反向传递,与整个箭体的结构耦合,产生更可怕的‘poGo振动’。严重时,甚至可以直接撕裂火箭!”
“这是液体火箭发动机在低工况下的固有顽疾,是世界性难题!”
这位博士的分析,专业、精准,充满了令人信服的细节。
他让所有人再次意识到,他们即将踏入的,又是一个全新的,充满了未知凶险的“无人区”。
这一次,没有人再感到绝望或恐慌。
所有人的目光,都齐刷刷地,投向了那个总能为他们指明方向的男人。
他们等待着何维给出答案。
然而,何维却只是微笑着摇了摇头。
“小李博士的分析,非常精彩。”他赞许地点了点头,“你准确地指出了问题的核心:在不同的推力工况下,我们需要完全不同的雾化与混合模式。”
“那么,”他看着那位博士,也看着在场的所有人,抛出了一个引导性的问题,“既然如此,我们为什么要用一套‘固定不变’的喷注器,去应对‘动态变化’的工况呢?这本身就不符合逻辑,不是吗?”
这个问题,像一把钥匙,瞬间打开了所有人思路的枷锁。
是啊。
传统的喷注器,它的喷孔大小、角度、布局,在制造出来的那一刻,就固定死了。
它是为了100%全推力这个“最优工况点”而设计的。
一旦偏离这个点,它的效率和稳定性就会断崖式下跌。
“总工,您的意思是?”那位李博士的眼睛,猛地亮了起来,一个疯狂而大胆的念头,开始在他的脑海中成型。
“没错。”何维肯定了他的想法,并用更清晰的语言,将其描绘了出来。
他走到电子白板前,调出了一个全新的,充满了精巧机械结构的设计概念。
那是一个看起来像照相机光圈,又像某种精密涡轮的喷注器头部。
“我们不能改变流体力学的基本规律。但我们可以主动地,去改变‘流道’本身。”
“我把它称为‘可变几何涡流喷注器’。”
何维的设计图上,那个喷注器的内部,布满了由微型压电陶瓷驱动的,可以实时改变开合角度和旋转方向的微型叶片。
“当发动机全推力工作时,”何维演示着,“这些叶片会调整到一个特定的角度,形成最优的直流喷射模式,保证最大的流量和雾化效率。”
“而当我们需要降低推力时,”他继续操作,“这些叶片会随之联动,主动地收缩喷口面积,并改变自身的角度,将原本直流的燃料,引导成一股高速旋转的涡流。”
“这种涡流,会极大地增强燃料和氧化剂在低流速下的混合效果,形成一个稳定燃烧的‘火焰核心’。从而,从根本上杜绝不稳定燃烧的发生。”
“它就像一个聪明的‘水龙头’,”何维做了一个总结,“能根据水流的大小,自动地改变自己的出水模式。水流大时,它就痛快地直流;水流小时,它就巧妙地打个旋,防止水花四溅。”
这个充满了想象力,又闪烁着智慧光芒的设计,让在场的所有工程师,都为之折服。
他们甚至已经习惯了何总工这种“降维打击”式的解决方案。
但是,这一次,何维没有像过去一样,将完整的、最终的“标准答案”直接拍在他们脸上。
他只是给出了一个概念,一个方向。
“这个方案,还只是一个初步的构想。”何维看着众人,脸上露出了狡黠的微笑,“这里面的具体机械结构如何实现?微型叶片的驱动控制算法如何编写?可动部件在高温高压下的可靠性如何保证?”
“这些,都是留给你们的‘考题’。”
“我不会再给你们任何图纸。我只给了你们一张通往新世界的地图。”
“路,需要你们自己,一步一步地走出来。”
……
一个月后。
在经历了无数次的虚拟仿真和地面冷流测试后。
一台搭载了第一代“可变几何涡流喷注器”的【祝融一号d型】发动机,被再次推上了试车台。
它的任务只有一个:进行首次深度节流测试。
测试开始。
发动机首先稳定地运行在100%全推力模式下。
一切正常。
然后,何维在主控台上,缓缓地,推动了推力调节杆。
屏幕上的推力读数,开始稳步下降。
90%……80%……70%……
燃烧室压力曲线,平稳如初。
所有人的心,都提到了嗓子眼。
60%……50%……
当推力下降到50%这个临界点时,指挥中心里,一位负责监控振动传感器的工程师,突然发出一声惊呼:
“poGo振动前兆!20赫兹频段出现异常谐波!”
话音未落,那条代表燃烧室压力的曲线,开始出现了轻微的,但极有规律的,正弦波状的波动!
“魔鬼”又一次,以一种全新的姿态降临。