“小天,通信協(xié)議、互聯(lián)通信、路由轉換的內(nèi)容已經(jīng)教給你了,接下來就由你負責完善構建我們的通信網(wǎng)絡。
還有雷達探測相關內(nèi)容也教給你了,我們的航天遙感監(jiān)測站和地面射電望遠鏡陣列也盡快完善。”
有了小天的參與,陳諾很多事情都能抽出手來。
比如用之前培育進化的電磁波生物,點亮通信技術、雷達技術、射電望遠鏡陣列技術等。
比如還在繼續(xù)培育進化的材料2號,材料3號,也可以交給小天去跟蹤調整環(huán)境強度。
另外之前陳諾惦記著透明生物材料,這都可以交給小天負責。
“貌似除了一些知識更新、宇宙探索、技術研究的突破,是還沒有擁有自主主觀智慧的小天幫不了忙的,其他事情都可以扔給它了?”
交代完小天需要做的事情,感覺一身輕松的陳諾,開始投入到對航天火箭的設計和試驗建造中。
全部噴氣式的發(fā)動機類型,技術難度最高的是直升飛機的渦輪軸發(fā)動機,和戰(zhàn)斗機的渦輪噴氣發(fā)動機。
難度第二的一般是民航飛機的大涵道渦扇發(fā)動機,這個技術難度更多是在能量效率,也就是俗稱的省油上。
技術難度相對最簡單的反而是要一飛沖天,飛出太空的火箭發(fā)動機。
火箭發(fā)動機相對更簡單,可采用液氫液氧作為燃燒推進劑的航天火箭反倒沒有那么簡單了。
“火箭的結構主要是一個拉瓦爾噴管結構,形狀就如同一個不對稱的沙漏。
上面的區(qū)域是燃燒室,燃料燃燒向下噴射截面積變小速度變大,當通過最窄處時速度已經(jīng)突破了超音速。
超音速流體和普通流體的運動性質不一樣,突破窄喉處截面積開始變大,速度非但不會降低反而會以更高的速度膨脹,發(fā)動機的主要動力也是來自這個超高速膨脹。
燃料在燃燒室中燃燒,壓力的不均勻會產(chǎn)生一部分動能。
當燃燒室產(chǎn)生的高溫氣體突破拉瓦爾結構的窄喉處,進入錐形或者鐘形噴嘴時會發(fā)生超高速壓力膨脹,這個劇烈的膨脹壓力作用到噴嘴內(nèi)壁上就會被轉換成推力......”
陳諾按照火箭發(fā)動機的構造原理,花了半個多月制造出一臺在無數(shù)個夜晚完善思考的簡陋火箭發(fā)動機。
錐形大噴嘴,小一點的燃燒室,就像是一個不對稱沙漏,構成了一個拉瓦爾噴管結構。
燃燒室接了12根連接燃料倉的管道,多點噴射液氫液氧,同時還有一個放電模塊用于點火。
在錐形大噴嘴和燃燒室的材料還摻雜了用生物聚合形成的石墨分子,這是材料3號最高進化成果,利用石墨的特性既提高耐熱,也提高散熱。
材料壁中還穿梭了許多冷卻循環(huán)管道,這個用來及時帶走材料承受的高溫,盡可能延長材料的承受時間。
除了冷卻循環(huán)管道還有大量的營養(yǎng)管道連接到材料層,材料承受著高溫高壓被損壞的同時也在進行生物修復,盡可能延長發(fā)動機的工作時間。
甚至如果材料達到了極限,內(nèi)壁還會自我脫落被噴射出去,發(fā)動機進行短暫熄火待生物材料重新生長補充,然后發(fā)動機就再次點火。
“加注燃料,點火!”
陳諾簡單檢查了一遍沒有疏漏后,連忙跑的遠遠的下達了加注燃料點火的指令。
空氣寂靜無聲,突然一聲炸響。
一道粗壯的藍色火焰從橫置的火箭發(fā)動機噴嘴處噴了出來,帶起漫天的水汽和滾滾熱量。
燃料倉的液氫液氧通過管道泵入發(fā)動機的燃燒室,通過特殊的噴射角度混合形成燃燒。
“燃燒室的壓力在材料承受范圍內(nèi),推力189.65噸,熱效率百分之23.6,雖然現(xiàn)在是在工作臺上靜止測試,和火箭高速飛行時的效率會不一樣,但靜止熱效率百分之23.6對一臺火箭發(fā)動機來說也是低有點兒離譜了......”
看到火箭發(fā)動機成功啟動,通過火箭發(fā)動機上面的生物傳感器反饋的數(shù)據(jù),陳諾計算出一個感人的能量效率。
火箭發(fā)動機的三大要點,除了燃燒室的材料能否頂住燃燒產(chǎn)生的高溫高壓,燃料的泵入量能否更進一步加大,燃燒室和大噴嘴的形狀、內(nèi)徑結構也是至關重要,甚至這是一個決定火箭發(fā)動機動力效率關鍵要素。
“燃燒室壓力還在承受范圍內(nèi),燃料加壓泵還能更進一步加大燃料加注量。
然后拉長燃燒室到拉瓦爾管窄喉口的距離,這樣更進一步提高氣體經(jīng)過窄喉口時的速度。
發(fā)動機的噴嘴也需要改進,太多高溫高壓氣體還沒有把膨脹壓力釋放出來就被排放掉了,噴嘴內(nèi)徑需要提高,開口要進一步擴大,長度也再擴大百分之9......”
陳諾監(jiān)控傳感器傳送回來的數(shù)據(jù),通過這些數(shù)據(jù)通過信息素下達指令,對發(fā)動機直接進行調整改進。
這就是生物材料的好處,它是活的,哪怕是在運轉過程,這也能進行無縫生長擴充!
這樣建造一臺發(fā)動機,陳諾就不用先建造一個原型,多次試驗收集試驗數(shù)據(jù)再造出第二臺改進型,第二臺試驗收集數(shù)據(jù)改進又造出第三臺這樣一點一滴的完善。
當發(fā)動機調整改進完畢,接收到陳諾信息素指令的加壓泵運轉速度更進一步加快,單位時間內(nèi)更多的液氫液氧被灌注到發(fā)動機燃燒室中。
燃燒室燃燒反應加劇,產(chǎn)生更多的高溫高壓燃燒氣體噴射出來,經(jīng)過窄喉口進入大噴嘴內(nèi)發(fā)生膨脹......
“推力289.1噸,能量效率提高到百分之28.7。”
陳諾計算出現(xiàn)在火箭發(fā)動機推力和能量效率,抬頭看了一眼,發(fā)現(xiàn)在加大燃料加注量后,發(fā)動機噴口噴射的火焰顏色非但沒有更進一步變藍,反而開始摻雜了一些黃色,噴射出來的熱量也有所降低。
“燃燒室承受壓力差不多了,燃燒室到窄喉口的形狀還可以再調整,噴嘴的形狀和內(nèi)徑結構也需要調整。
把能量效率提高到百分之35以上就能進行實際發(fā)射試驗,驗證在高速飛行中火箭發(fā)動機的設計和效率問題......嗯?”
陳諾看著發(fā)動機反饋的數(shù)據(jù),剛分析計算出二次調整改進的數(shù)據(jù),正在轟鳴中的火箭發(fā)動機突然停了。
一道信息素反饋被陳諾接收到,原本還有些疑惑的陳諾,頓時露出了苦笑。
“準備的液氫液氧這么快就沒了,看來火箭發(fā)動機簡單,液氫液氧航天火箭卻沒那么簡單了......”