第七百四十三章
事情就这样定了下来。
顾律过去液氢液氧发动机研发部门那边帮忙。
原本。
毕主任还想让顾律挂一个液氢液氧发动机研发部门副主任的头衔,说是方便行事。
不过被顾律委婉的拒绝掉了。
顾律对权利这东西没有多大的掌控欲。
他只想安静的搞研究。
于是。
顾律仍旧是技术顾问的身份,跟着液氢液氧发动机车间的周主任去了位于基地北侧的研发部门。
…………
液氢液氧发动机和液氧煤油发动机虽然都是发动机,但两者是有很大不同的。
液氧煤油发动机是安装在长征九号火箭的助推器和芯一级结构上。
而液氢液氧发动机是安装在芯二级和芯三级结构上。
并且。
在某种程度上来说,液氢液氧发动机的研发要比液氧煤油发动机困难的多。
液氢液氧发动机的首次使用是在长征五号火箭上。
当时。
液氢液氧发动机的各种性能参数还非常低。
和现今研制的适配于长征九号火箭的液氢液氧发动机,简直就是一个天上一个地下。
但即便是如此。
当年在长征五号运载火箭发射的时候,氢氧发动机一分机涡轮的排气装置在复杂的力热环境下出现异常,导致了整个发射过程的失败。
要知道。
那时的液氢液氧发动机的推力并不高,但仍有发射失败的风险。
现在长征九号运载火箭对液氢液氧发动机提出了更高的要求,这使得其面临的风险系数和难度几乎是呈指数性的暴涨。
而液氢液氧发动机所面临的主要技术难题有哪些呢?
液氢液氧发动机,从名字就可以知道,这种类型的发动机所用的推进剂是液氢和液氧。
作为推进剂的氢和氧由于沸点与冰点都很低,密度也小,这给氢氧发动机设计带来一些不同于常规推进剂发动机的困难,主要就在于推进剂的携带和存储。
相比于既便宜又可以常温存储的煤油,液氢密度只有其112,占的体积很大,需要巨大的存储空间,不仅对火箭重量带来压力,也对结构的牢固和可靠性增加了挑战。
液氢的沸点是零下252摄氏度,这对容器的耐寒要求又进一步提高,这样的低温下大多数材料都会变得脆弱,比如我们常见的金属多数会变成粉末。
但是氢气在氧气中燃烧的温度约是3300度,绝大多数材料又会被气化。因此,发动机的结构也要耐得住高温。
与此同时,作为另外一种推进剂的液氧的冰点只有零下219度,所以不止是结构外部要抵御温差,同是推进剂的液氢和液氧的存储必须隔离的足够好,不然液氢就把液氧冻住了。
那么,是不是我们人为调整它们的温度就可以了呢?
问题是人类发明的冷却装置实际上多数是比较笨重的,并不适合火箭携带,因此火箭推进剂的存储基本是保温而不是制冷。
例如使用保温涂层,但在发动机的环境下势必发生加热,推进剂会蒸发,就不能封闭、需要漏气泄压。液氢、液氧如果在加热下沸腾,也会伤害到发动机。火箭的液氢、液氧推进剂往往是起飞前最后才加注的。
但是,既然推进剂不是完全密封,如果由于推进剂的低温使得空气冷凝,就可能堵塞管道,甚至因冰晶撞击而爆炸,是非危险的,所以发动机启动前也得清除空气,例如氦气吹除。这也是由于温度带来的问题之一。
解决了这些体积和温度的问题,还要保证选择的材料、发动机的结构的每一环能在火箭起飞时巨大的震动下正常运作。
这涉及了很复杂的热力学问题。
总而言之。
设计一台液氢液氧发动机,尤其是一台符合长征九号各项要求的液氢液氧发动机,需要面临许多零零散散的难题。
这是一项很复杂的工作。
比设计一台液氧煤油发动机要复杂的多。