因为时时刻刻掌握着整个工程的进度,所以许青舟对可以把这项技术用在哪很了解。
杨方旭点点头,望着旁边的青年,笑呵呵地说:“看来我把那些资料送过来是对的,看你们一个个都有黑眼圈,这些天没少熬夜吧?”
“没办法。”
许青舟无奈地笑了笑:“米国今年都要登月了,我们这边也不能落后太多。”
“是...米国人这次可是下血本了。不过,如果真想在今年登月,我估摸着至少得省略好些步骤...不然,很困难。”
杨方旭说完了,又摇了摇头,“也说不准,毕竟在航天领域,米国依然占据优势。”
“反正我知道我们在稳扎稳打,您还没吃饭吧,再去尝尝我们的食堂。”
许青舟笑着,因为了解各个工程的进度,所以心里还算有底气。
“对,听说你这边有新发现,我开完会就直接过来了,果然没有让人失望啊。”
“也多亏了大家支持。”
能在半年内把高熵W-ZrC复合材料搞定,其实也亏了多部门的合作。
当然,还少不了资金。
光是这个实验,就耗费了许青舟2亿的经费。
杨方旭跟着出实验室,笑着:“小型堆看起来不是问题,接下来是不是该把重点放在引擎上面了。”
“嗯,我最近也在思考引擎的问题。”
许青舟认真地点点头。
“你想要什么人,到时候直接去调。”
杨方旭笑着。
“那我可不客气了。”
研究院专注于可控核聚变的研究,本身没有航空发动机方面的专家。
“在推进上,米国那边目前有聚变直推和脉冲推进的技术方案。”
“脉冲推进技术...我记得米国以前就已经研究过。”
“没错,只是后来搁置了,猎户座...啧啧,这个脑洞还真有点大。”
米国空军上世纪六十年代曾经研究过4000吨级的猎户座核脉冲推进战舰,依靠一系列微型核弹在安全距离的引爆产生巨大推力从而直接从地面飞进太空。
曾经的研究证明,这是可行的。
当然,核污染又是另外一回事,这玩意从起飞开始就会产生核污染。
后来由于资金和政策改变,这个计划最终胎死腹中。
两人打完饭,在窗边坐下,话题又回到了夏国这边。
“不过,航天飞船,我们也是第一次尝试,说实话,我这心里还真有些没底。”
杨方旭叹了口气。
许青舟沉声说:“事在人为,最起码从数据来看,是有可行性的。”
夏国这次的航天器也不是传统的火箭,而是航天飞船。
其实,夏国曾经在1980年时就启动过航天飞机计划,名叫863计划,但在1990年代因经费与技术风险,如耐热材料、重复使用技术不足,最终选择神舟飞船方案。
之后就一直采取载人飞船优先的政策。
许青舟依稀记得,未来几年也会启动航天飞机的计划,空间站需要高效运输设备,同时以便支持月球基地和火星任务。
不过,他们造的也不是传统意义上航天飞船,可以说,既是航天飞机,也是空天飞机形态的星际摆渡船。
传统的化学火箭形态是其动力系统的必然结果,如果依然选择这种形态,会为聚变推进系统带来难以接受的死重惩罚。
所谓的死重,指航天器中不参与任务功能的结构或设备重量
而惩罚,就是指重量-燃料-成本的恶性循环。
总之,这是一次全新的尝试。
吃完午饭,杨方旭也准备回去了,走之前,又告诉许青舟要劳逸结合,进度慢点就慢点。
许青舟点头称是,也忍不住说:“我们会照顾自己,您老才是要保重身体,咱们登月工程可少不了您这样的前辈。”
数月不见,杨老先生的身体似乎没有之前看着硬朗。
“年纪大了,终究没有你们这些年轻人有精力。”
杨方旭心态很好,安慰:“你放心吧,在没有看到我们夏国自己的航天员登上月球的时候,我是不会倒的。”
许青舟送杨院士到楼下,高熵W-ZrC复合材料搞出来了,杨院士还需要通知相关单位,到研究院对接技术。
许青舟随后回到了办公室,看季云石送来的材料。
这些天,季云石这边也已经联系好龙湾。
抽了些人过来,拉起了一个12人小队,负责能量管理与推进系统研制。而带队的也是老熟人王伟,赵教授的得意门生。
王伟、李逸等等第一批研究员,尤其是以前的小组长,现在可算是可控核聚变工程的核心人物之一。
之所以直接把王伟挖过来,
是因为这玩意确实重要,聚变引擎既是推力来源,也是一个巨大的电源,如何管理和分配这庞大的能量,是成败的关键。
不过,光凭这12人想搞定这么大的工程,也不现实。
说白了,这个小队算是中枢,部分工作自己来做,其他的则是联系国内各个单位辅助。
瞧着一系列合作单位,许青舟都忍不住叹起来,“好家伙,怎么看起来,我们成为皮包公司了。”
第890章 热核冲压引擎
办公室。
许青舟无奈地笑起来,等王伟他们过来了再碰个头,他现在的目光放在则是放在引擎上。
“小型堆已经不是阻碍,聚变产物能量虽高,但总质量流极小,推力是个大问题...”
他在很早之前其实就有想法,首先是采用“高速旋转的紧凑等离子体环”设计,通过极强的自场压缩,将等离子体密度和约束强度推向极致,力求将能量增益系数(Q值)提升一个数量级。
第二就是进行α粒子“引流”,优化磁喷嘴的发散场梯度,可以像聚焦手电筒光柱一样,将原本各向同性的α粒子发射,更多地“挤压”进喷管方向,将引流效率从~20%提升至50%以上。
“即便把聚变直推的推力再放大几倍,但其距离能让千吨巨物离开地球所需要的推力还差得很远。”
当然,即便提升,许青舟最初也没奢求在地球上直接使用聚变直推,这玩意是用在太空上的。
他想着,从一侧取出手稿,准备结合目前小型堆的数据进行推力计算。
【D-T反应:D + T→ He-4 (α粒子,动能3.5 MeV)+ n (14.1 MeV)。
α粒子动能:Eα=3.5 MeV=3.5×10^6×1.602×10^(-19) J=5.607×10^(–13)J
...】
半小时过去。
手稿上已经写满复杂的公式。
“聚变直推在太空上确实好用,可在地面上,这点推力差远了。”
这么说吧,1000吨级别的飞行器,聚变直推的推力与需求相差约10^6倍。
尽管如此,聚变直推仍然可以让从地球到月球的时间从三四天缩短到20小时左右。
“最简单直接的办法,就是先用无人火箭把航天飞船送到太空,随后在空间站进行补给工质之类的,用航天飞船登月。”
不过,这一次,许青舟的想法更大胆,并不只需要举国研制的这个飞行器仅仅是一个摆渡船。
“现在,各个单位的进展挺大,是该开启引擎的制造工程了。”
整个项目采取的是“基于不确定性的并行攻关”模式,大多数子项目组都不需要等完整的引擎图纸。
比如,热防护系统的团队,只需要知道小型堆的设计功率和再入大气层的大致热流条件,就开始测试和改进超高温陶瓷复合材料的制备工艺。最后,再根据整体的需要,制备相应的零件就行。
而整个机体和气动团队同样如此,他们只需要得到许青舟这边的引擎可能的最大/最小尺寸、重量范围、进气量需求等,在这个空间里,设计出气动效率最高、结构最优化、内部空间最合理的飞行器机体。
“呼~”
许青舟揉揉眉心,喝口茶,随后集中注意力,开始梳理所有的可行方案。
6月13日,周四。
办公室。
许青舟的书桌上已经堆满了一叠叠的验算手稿。这两天时间里,他已经把所有的可行方案都过了一遍。
包括现在热门研究方向聚变能辅助推进、核脉冲推进等等,以及未来的某些发射卫星时的飞行器技术。
他前世主攻的虽然不是航空领域,但当时参与了不少量子卫星的发射,其中就涉及飞行器。
“地面起飞,最合适的,还是这个。”
许青舟从桌角抽出一张手稿,目光沉了沉,上面写着“热核冲压”四个字。
这和之前米国苏联等国家提出的核冲压发动机原理相似,利用核反应堆给经过的冲压的高压空气加热,最后通过喷管膨胀排出产生推力。
但那时候的是核裂变,可以说,一边发出“砰砰”的音爆,一边抛洒出带有核辐射的尘埃。
“上世纪六七十年代的科学家确实敢想。”
许青舟不免有些感慨。
他们这个不一样,虽然叫“热核冲压”,但聚变堆产生的废物却不会像裂变那样产生大量长寿命、高放射性的裂变碎片。
其辐射问题主要来源于中子和氚,只要进行相应的控制,就能达到要求。
其实,到太空之后,也可以选择“聚变脉冲推进”,每秒制造数十次可控的微型聚变爆炸,米国平目前就有这个想法。
小型堆技术提供基础,具有可行性,但仔细想了过后,许青舟还是选择放弃。
这条技术路线需要再研究惯性约束点火技术,而这恰恰是夏国不擅长的领域。
要知道,这些年,夏国一直从事的磁约束路线。
“别说我们,恐怕就连擅长惯性约束的米国都很难办到。”
简单,设想一台引擎每秒引爆50次,一天就需要 432万颗完美无瑕的聚变靶丸,这就要求我们在太空环境中建立一台复杂、精密、可靠的“子弹”生产、装填和击发系统。
仍需一个“推进盘”承受反复的聚变冲击波,抗辐射和抗疲劳性能要求逆天。
这本身就是一个不亚于引擎的巨型工程。
以目前的技术来说,还是只能作为美好的幻想。地月,地火经济圈,稳态聚变直推技术足以满足。
“至于纯脉冲推进...这玩意,很美好,但现在的技术很难达到。”
许青舟眯着眼。
飞船先在近地轨道由稳态聚变动力的拖船完成组装和补给。随后,点燃其纯聚变脉冲引擎,在持续数周、雷鸣般的脉冲声中,将自己加速到每秒数百公里的巡航速度。
关闭引擎后,飞船将以惯性滑行绝大部分航程,仅在终点前再次启动引擎进行减速。
数百公里是什么概念。