第15章 分歧(求推薦/求收藏)
- 航天霸主
- 快舟
- 3054字
- 2018-12-21 15:35:07
電泵循環的消息并沒有在大范圍之內傳開,目前章昭還只提出大概,后續更詳細的設計方案還未出來,期間會不會某些意想不到的情況,誰也不知道。
章昭知道這條路能行得通,堅持走下去,成功不會太難就對了。
其實說白了,電泵循環還真不需要什么太高深的火箭發動機設計功底,從本質上來說,這套設計就是對市面上成熟的貨架工業產品做一個整合罷了。
電渦輪設計并不難,涉及到流體力學,斯坦福大學在這方面的技術積累非常深厚,研究成果也都是國際頂級,可以隨便調用。
這或許就是國際頂級的綜合性大學強勢之處,如果放在飛院的話,這些資源想都別想。
暫時不用擔渦輪設計,但考慮到液氧煤油發動機需要將液氧和煤油兩種推進劑液體準確地泵入燃燒室,那與之相對應的,同樣也需要兩臺電泵,以及兩臺高性能電機。
基于火箭發動機使用場景的特殊需求,章昭首先放棄傳統有刷電機,那玩意兒不合適。
最適合火箭使用,必須是無刷電機!
由于無刷電機采用數字變頻控制,可控性就相對較強,從每分鐘幾轉,到每分鐘幾萬轉都可以很容易實現,而只要能夠精確地控制發動機轉速,電泵就能精確控制泵入燃燒室的推進劑量,這對于火箭發動機的推力控制來說,也是非常有優勢的。
加上無刷電機的高效率特性,直接能從各方面秒殺傳統有刷電機。
硅谷作為全球頂級的高科技園區,這里不僅匯集了全球頂級的科技公司,同樣也帶來大量工業產品配套銷售市場。
在連夜計算出大致的電機功率要求之后,頂著碩大的熊貓眼,恍惚著走出車庫,是時候去看看市場能提供些什么產品了。
前前后后找了很久,各種地方都看過,最終選定的電機功率只有80KW。
再大一點兒的電機也不是沒有,但大電機加上與之對應的逆變器重量,它們所帶來的死重已經遠遠超過電泵循環所帶來的技術優勢。
也就從技術角度來說,在當前電機小型化沒有大突破的情況下,電泵循環相比其它推進劑循環方式而言,其優勢僅僅只能體現在小功率的液氧發動機領域。
橫向對比:
土星5的F-1發動機的泵功率為46MW,而能源號火箭使用的RD-170發動機泵功率則達到更可怕的190MW,堪稱喪心病款。
對比之下,直接就是接近千倍左右的差距。
當然,像F-1、RD-170這些發動機,它們本來就是液體火箭發動機中的巨無霸,泵功率大一些也是正常。
但話又說回來,電泵循環的功率也確實太過于眉清目秀,即便是放在普通的液體火箭發動機面前作對比,那也是差距明顯。
在電機領域沒有革命性技術出現之前,電泵循環的液氧/煤油火箭發動不可能做大,發動機推力最大不會超過3噸。
也正是有這樣的限制,章昭才敢毫無顧忌地將電泵循環技術拿出來,即便現在是在美國領土上,而且NASA還全程關注火箭節的比賽,他也不用怕這次將電泵循環提前拿出來會對歷史發展造成太大影響。
想想3噸推力的液氧煤油發動機能干啥,除了能在探空火箭上裝逼,其它毫無意義。
舒服!
考慮到有斯坦福大學官方報賬,那么在設備采購這些方面,章昭就不用太過于節約了,一次性采購十臺電機,回去慢慢用。
設備都是成熟產品,質量穩定,未來炸機的可能性也不大,其實是用不到那么多電機。但資本主義大學的錢,那能叫浪費嗎?
不,這叫做超前消費,拉動經濟增長。
......
就在章昭仔細衡量,用心選擇子系統設備的時候,學校某辦公室里面,張教授已經在學校相關部門活動起來。
當著系里面幾位行政管理的面,描述著情況:
“所以這次Min大獎賽,咱學校必須參加,伯克利那幫家伙居然想在航空航天領域跟我們扳手腕,這苗頭要堅決壓下去?!?
作為系里面技術過硬的專家級教授,張教授說話很有分量,其它老師也都認可。
但是,關于如何組隊參賽的問題,別人肯定會有想法。
麥克.科琴德弗:“火箭大獎賽肯定得參加,但在關于參賽人員的問題上,我覺得應該選擇航天運載器研究方面的專業人員來負責,張教授你是研究復合材料的,帶的學生也都是研究材料領域,對火箭總體設計恐怕并不算專業?!?
通常來說,這話確實很有道理,如果換做平時,張教授不會有任何反駁。
但現在不同,章昭的電泵循環方案大有前途,借助這次機會很有可能會一舉成名,對章昭個人發展很有幫助,以后訪學履歷上更能添上濃墨重彩地一筆。
所以,這次必須要把項目抓到手,教授也愿出一臂之力!
張教授:“不,麥克你知道的,這次大賽要求不過是一枚探空火箭而已,我們手下做研究的學生大都是在攻讀博士學歷,一枚探空火箭設計在研究生階段就可以搞定,不是嗎?”
話說完,其實連教授自己都感覺解釋的有些牽強,不過即便如此,它依舊要硬著頭皮。
其它老師也都面面相覷,看出張教授似乎對這次比賽很看重,但真要從大方向來說,道理確實是在麥克那邊。
所以都不說話,大家只管旁觀,應該很快就會有結果的。
麥克:“研究生?”
搖搖頭,甚至都表現出各種嘲諷表情:“研究生能比得上已經攻讀博士的火箭總體涉及人員嗎,我承認張教授你在復合材料領域很有實力,在這次項目中,或許也可以為火箭殼體減重做出很好的設計,但火箭的總體設計絕對不是那么簡單?!?
言罷,扭頭將目光轉向工程院的院長。
“院長你認為這次比賽,應該以哪個專業來負責火箭總體設計?”
到這里,結果也就水落石出,作為工程院的院長,這時候肯定會做出最正確的選擇:“張,你知道宇航工程是非常精細的學科,分工明確,專精于子系統設計的人其實并不完全適合做總體工程,不是嗎?”
好像有道理,但這并不能說服張教授。
轉而據理力爭:“不完全合適并不是說一定不合適,我這邊有人提出了全新的運載火箭設計方案,由此而帶來的巨大優勢可以輕松獲取大獎賽冠軍,那為什么不用呢?”
院長是有些驚訝了,抓住關鍵詞:“全新的火箭設計方案,你確定?”
到這里也不管其它,眾人都來了興趣。
美國在土星5號之后,舉全國之力發展航天飛機,導致在運載火箭領域停擺了很多年,被后來的歐洲阿麗亞娜系列火箭拿下全球商業衛星發射市場大半份額。
至于航天飛機,那玩意兒雖然在技術上取得了成功,但成本一直居高不下,單位發射成本甚至比運載火箭更高,自然也就沒什么商業競爭力可言,如果不是美國政府和軍方強行支持,航天飛機早就已經涼透了。
歐洲幾乎拿下八九十年代的大部分商業衛星發射項目,于是美國才醒悟過過來,再次放開運載火箭研發。
但此時再撿起運載火箭,單說市場競爭力,美國顯然已經心有余而力不足。
因此,對于美國航天產業界來說,現在亟待通過一次技術創新來重新建立起技術優勢,奪回商業衛星發射市場份額。
基于這種現實狀況,不僅產業界在努力,美國高校教育系統同樣也心急如焚。
聽到有人提出了全新的火箭設計方案,并且還有巨大地優勢,這就讓斯坦福的眾位教授們上了心思。
可就在這時候,張教授反而了端起來。
先道:“技術方案是大陸來的一位年輕訪學老師所提出,如果可行的話,學校能夠讓他來主導這次比賽嗎?”
訪學?
性質有些不太好說,但這并不重要,重要的是技術方案。
院長親自承諾:“只要能證明他的方案可行,有競爭優勢,為什么不可以?”
即便是麥克,此時也只能點頭,雖然他對這個訪學的情況是有些不同意見,但正如方才的工程院院長所言,現在大家需要先知道技術方案,其它都好說。
看大家都盯著自己,麥克咬咬牙:
“我也沒意見,如果大家通過了他的方案,自然是他來主導火箭總體設計。”
張教授見狀,倒也挺滿意:
“新的方案依舊采用液氧煤油發動機,但在推進劑輸送系統上做了全面的革新,放棄燃氣泵方案,轉而使用經由電動機所帶動運轉的電泵,其效率可以達到90%以上?!?
所有人都閉嘴了,空氣中只聽到沉重的呼吸聲。
電泵循環的具體技術先不說,只說這90%以上的效率,簡直就堪稱神器了,放眼全球范圍之內的火箭推進劑輸送系統,誰能達到這么強大的數據。
如果真有這么好,那必然將是一次重大的技術進步,甚至足以引領火箭發動機的再次更新換代。