代,保持喷射系统稳定,正在变成越来越困难的事情。
别说最新一代的液氧甲烷发动机,就是上一代的液氧液氢发动机,也给科学家们带来了巨大的麻烦,罗佳打算极限节约成本,让发动机无限次重复使用,这样一来,对于耐久和稳定的要求就更高了。
“接下来你继续完善思路吧,我要回去了,毕竟硬件部门同样忙的飞起,我可没时间长期陪着你。”安然挠了挠早已变成鸡窝的头发,对罗佳说道。
“明白了,你也不要只顾着工作,有空就多陪陪老婆孩子,别到最后安心不认识你这个当爹的。”罗佳调侃道。
“得了吧。”安然不以为然的摆了摆手,“你个单身汉,反倒是教训起我这个当爹的了?等你什么时候自己有了老婆孩子再说吧。”
这和单身有什么关系?
他喵的单身狗还真是没人权啊,说的明明都是好话,却没人肯听。
罗佳摇头,在心里嘟囔。
……
道理不辨不明,和安然的深入讨论,让罗佳重新换了一个思路,他把办公室里所有白板全部擦干净,从头来过,很快,空白的白板上,数字和公式重新密集了起来。
他在计算TRinstability,即泰勒不稳定性,两种密度不同的流体之间的界面不稳定,在重力场中,当较重的流体位于较轻的流体的上方时候,不稳定就有可能发生。
在火箭发动机射流喷注时,加速作用造成推进剂在管路中出现汽蚀现象,而汽蚀后的气泡就会诱发可压缩泰勒不稳定。
此外,推进剂在离心泵和管路中高速流动,也会出现汽蚀现象,汽蚀产生的气泡,在射流喷射瞬间释放压力,假设离心泵如果在工作状态下出现气蚀,那可是会要命的,必须完全杜绝。
除了泰勒不稳定性,火箭喷射装置还必须考虑到RMinstability,即湍流不稳定性。
不论切向速度梯度还是法向加速度,本质都会在流体界面上产生扰动波,少量扰动波以超声速传播,成为激波,当具有初始扰动的流体分界面,受到运动激波冲击后,界面波峰和波谷将产生速度差,并促使扰动演化,最终造成湍流,带来巨大隐患。
总之,火箭发动机这个玩意,设计起来难度极大,而一种性能稳定到令人发指,并且可以长期反复使用的低成本发动机,设计难度就不是极大的问题了,而是难度逆天!
例如火箭发动机在燃料喷注过程,雾化介质经过喷管壁再生冷却,变为气体再喷出管口,这时候的喷射速度往往与超过声速和速度振荡相互作用,不可避免带来激波,甚至还会与与膨胀波带来的干扰叠加。
再例如,自由空间中,激波和燃烧引起的压力扰动,会向环境中自由扩散,在燃烧室这样近似于封闭的声腔中,激波和压力波遇到发动机壁,一定会再次发生折射,而这往往就会导致高频燃烧不稳定。
反正会造成不稳定的因素实在太多了,航天工业集结了全球最聪明的大脑,灾难却依然接二连三的发生,由此可见火箭这个东西,最难的不是把它造出来,而是真正做到稳定和安全,这一点,连经验最丰富的北美和俄国,也做不到。
数字和公式越来越繁杂,又在随后的几天里逐步化繁为简,最后办公室里只剩下一面大型白板,上面写着罗佳这十天来爆肝得到的结果,这个结果的名字叫做。
同轴射流喷注系统!
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