第二百四十七章 發動機
更新時間:2019-11-08 作者:嶺南仨人
銀河科技帝國 第二百四十七章 發動機
半個多小時之后，實驗樣品的測試化驗結果出來了。 “李所，沒有變化。” “繼續加大壓力測試。”李想并沒有灰心，畢竟科學實驗不可能一蹴而就。 實驗室里面的實驗在繼續著，黃豪杰則在一旁思考著一些事情。 滋滋作響的聲音，充斥著整個實驗室，隨著壓力越來越大，產生的噪聲也越來越大起來，實驗室里面的人不得不戴上耳塞。 三個多小時之后。 “李所好消息，亞金屬氧的固態維持溫度提升了。” “提升了多少” “提升到零下41攝氏度。” “超過溫度，可以保存多久”黃豪杰問了另外一個問題。 “在零下41攝氏度以上，22攝氏度以下的范圍內，可以保持16分鐘左右。”研究員一臉崇拜的回道。 他們研究所搞了幾個月都沒有頭緒，黃豪杰一來就打破僵局，不得不讓他們頂禮膜拜。 “再增加壓力，我有預感，成功在向我們招手。”李想吩咐道。 “好的。” 實驗室再次忙碌起來。 黃豪杰看著他們的實驗情況，可能一時半會是沒有辦法完成的，便給李想招了招手。 他在全息手環的顯示屏上打了：［你們先忙，我去別的研究所看看，有結果發我熊貓號。］ 李想比了一個OK的手勢。 離開了充滿噪音的材料研究所，黃豪杰坐著電動車向氫氧發動機研究所而去。 看著車窗外，是紅楓和木棉樹，不知不覺又過了一年。 隨著銀河科技的擴張，各個研究所的規模也擴大了，現在整個汕美各地不是銀河科技的工廠，就是研究所。 他要去的氫氧發動機研究所，在紅海灣的遮浪鎮附近，距離材料研究所二十多公里。 銀河科技的氫氧發動機研究所，成立得非常晚，是去年十一月份才掛牌成立的。 當然在財大氣粗的銀河科技面前，氫氧發動機研究所的科研力量，現在已經非常不錯了，另外還有一大批東島的研究員被補充到里面。 他們現在正在攻關氫氧發動機的相關課題。 黃豪杰在看著氫氧發動機研究所的情況。 事實上目前各國的航天機構或者企業，他們的發動機路線都有所不同。 航天火箭的發動機，一般可以劃分為：固態燃料火箭、液氧煤油發動機、液氫液氧發動機、液氧甲烷發動機、四氧化二氮/聯氨發動機。 固態燃料的好處就是保存方便、發射方便；缺點就是燃料價格昂貴、比沖小（比沖小就載荷小）。 液氧煤油發動機的優點是性價比高、比沖高；缺點也非常明顯，燃燒室容易燒結，不利于火箭發動機的重復使用。 而液氧液氫發動機，優點就是大推力、高比沖；缺點是液氫的儲存難度大、生產成本偏高。 另外液氫因為低溫，造成了很多工程困難，如果液氫在管路中遇到空氣，那空氣會直接結冰而堵住管路。 氫氣的密度極低，分子極小，分子小導致別的氣體無法滲透的地方，氫氣可以，所以氫管路閥門都對設計制造提出了極高要求。 同時氫罐很大，但又很輕，對整體設計不是很友好。 另外氫氣會滲入金屬部件，造成氫脆問題。 而四氧化二氮/聯氨發動機，這個和固體燃料火箭差不多，不僅僅燃料昂貴，而且尼瑪的，它有毒！被稱為毒發。 目前最被看好的是液氧甲烷發動機。 液氧甲烷的比沖雖然低于優秀的氫氧組合，但是依舊比液氧煤油高出一些，使得這個燃料氧化劑組合有了實用價值。 較低的甲烷燃料罐設計制造難度，相對于氫氧組合，甲烷的沸點遠高于液氫，和液氧接近，分子又大。 所以液氧甲烷火箭的燃料罐和氧氣罐差不多大，省了不少事呢。 一臺火箭發動機的絕大部分設計成本和大部分制造成本都是它的渦輪泵。 因為氫的密度太低，氫泵轉數要求高，設計很困難，需要多級泵才能達到想要的燃燒室壓力。 甲烷火箭從燃料罐，到管路，再到渦輪泵，全都大幅降低了難度。其渦輪泵甚至一級就夠了。 相比煤油火箭，液氧甲烷組合的發動機不易結焦。 不光是提高燃氣發生器溫度，主燃燒室壓力潛力更大。而且再次使用時，省了清理工作。 所以目前各國的航天機構或者企業，都在研發液氧甲烷發動機。藍色起源在搞液氧甲烷發動機，埃隆馬斯克的SpaceX下一代重型火箭，也同樣選了液氧甲烷組合。 當然氫氧發動機也是非常有競爭力的。 另外說一下土星五號。 它雖然有歷史上最強大的發動機，但其的原理并不是最先進的。 土星五號F1發動機的燃燒室室壓不到10兆帕（即100個標準大氣壓），對提高性能不利，燃氣發生器循環發動機室壓普遍低，SPACEX現在的發動機室壓也不到10兆帕。 高室壓要采用更先進的原理，比如毛熊和東唐在用的分級燃燒循環發動機，極限室壓已經到了25兆帕（250個大氣壓）。 當時由于對煤油火箭發動機的原理研究不夠透徹，認為煤油發動機的室壓無法提高，NASA因此放棄了煤油分級燃燒循環發動機。 而真正的原因，是他們使用的原油有問題，生產出的煤油含硫量過高，導致高室壓下發動機受損。 毛熊由于油田生產的原油含硫量低，所以輕松實現了高室壓煤油發動機，回過頭來再研究原理，兩不耽誤。 所以搞科研，運氣因素是很大的，幾億年前的海洋浮游生物決定了后來火箭科學的發展方向。 后來NASA在70年代全面轉向可回收航天器和復用火箭引擎，從原理上說氫氧發動機是最合適復用的。 于是有了后來以航天飛機SSME發動機為代表的分級燃燒循環氫氧發動機。 毛熊為了發展復用航天器，也走上了這條路，能源號火箭的RD0120是與SSME同級的大推力氫氧發動機。 至于為什么，NASA現在不使用自己的氫氧發動機，而用毛熊的發動機。 主要是他們的技術路線出了問題，其實從嚴格意義上講，也不能說是問題了。 而是當初他們從煤油液氧發動機轉移到氫氧發動機的時候，這個彎拐得太急了，搞得現在不上不下的。 俗稱步子太大，扯到蛋了。 對于銀河科技而言，由于擁有亞金屬氫，在儲存和工藝上面變得非常簡單起來。 如果接下來亞金屬氧的研發順利，對于氫氧發動機而言，將如虎添翼。 而擺在氫氧發動機研究所面前的問題，主要是渦輪增壓泵的問題。 只有解決這個問題，可以循環利用的氫氧發動機就差不多可以完成了。 銀河科技帝國 第二百四十七章 發動機
半個多小時之后，實驗樣品的測試化驗結果出來了。 “李所，沒有變化。” “繼續加大壓力測試。”李想并沒有灰心，畢竟科學實驗不可能一蹴而就。 實驗室里面的實驗在繼續著，黃豪杰則在一旁思考著一些事情。 滋滋作響的聲音，充斥著整個實驗室，隨著壓力越來越大，產生的噪聲也越來越大起來，實驗室里面的人不得不戴上耳塞。 三個多小時之后。 “李所好消息，亞金屬氧的固態維持溫度提升了。” “提升了多少” “提升到零下41攝氏度。” “超過溫度，可以保存多久”黃豪杰問了另外一個問題。 “在零下41攝氏度以上，22攝氏度以下的范圍內，可以保持16分鐘左右。”研究員一臉崇拜的回道。 他們研究所搞了幾個月都沒有頭緒，黃豪杰一來就打破僵局，不得不讓他們頂禮膜拜。 “再增加壓力，我有預感，成功在向我們招手。”李想吩咐道。 “好的。” 實驗室再次忙碌起來。 黃豪杰看著他們的實驗情況，可能一時半會是沒有辦法完成的，便給李想招了招手。 他在全息手環的顯示屏上打了：［你們先忙，我去別的研究所看看，有結果發我熊貓號。］ 李想比了一個OK的手勢。 離開了充滿噪音的材料研究所，黃豪杰坐著電動車向氫氧發動機研究所而去。 看著車窗外，是紅楓和木棉樹，不知不覺又過了一年。 隨著銀河科技的擴張，各個研究所的規模也擴大了，現在整個汕美各地不是銀河科技的工廠，就是研究所。 他要去的氫氧發動機研究所，在紅海灣的遮浪鎮附近，距離材料研究所二十多公里。 銀河科技的氫氧發動機研究所，成立得非常晚，是去年十一月份才掛牌成立的。 當然在財大氣粗的銀河科技面前，氫氧發動機研究所的科研力量，現在已經非常不錯了，另外還有一大批東島的研究員被補充到里面。 他們現在正在攻關氫氧發動機的相關課題。 黃豪杰在看著氫氧發動機研究所的情況。 事實上目前各國的航天機構或者企業，他們的發動機路線都有所不同。 航天火箭的發動機，一般可以劃分為：固態燃料火箭、液氧煤油發動機、液氫液氧發動機、液氧甲烷發動機、四氧化二氮/聯氨發動機。 固態燃料的好處就是保存方便、發射方便；缺點就是燃料價格昂貴、比沖小（比沖小就載荷小）。 液氧煤油發動機的優點是性價比高、比沖高；缺點也非常明顯，燃燒室容易燒結，不利于火箭發動機的重復使用。 而液氧液氫發動機，優點就是大推力、高比沖；缺點是液氫的儲存難度大、生產成本偏高。 另外液氫因為低溫，造成了很多工程困難，如果液氫在管路中遇到空氣，那空氣會直接結冰而堵住管路。 氫氣的密度極低，分子極小，分子小導致別的氣體無法滲透的地方，氫氣可以，所以氫管路閥門都對設計制造提出了極高要求。 同時氫罐很大，但又很輕，對整體設計不是很友好。 另外氫氣會滲入金屬部件，造成氫脆問題。 而四氧化二氮/聯氨發動機，這個和固體燃料火箭差不多，不僅僅燃料昂貴，而且尼瑪的，它有毒！被稱為毒發。 目前最被看好的是液氧甲烷發動機。 液氧甲烷的比沖雖然低于優秀的氫氧組合，但是依舊比液氧煤油高出一些，使得這個燃料氧化劑組合有了實用價值。 較低的甲烷燃料罐設計制造難度，相對于氫氧組合，甲烷的沸點遠高于液氫，和液氧接近，分子又大。 所以液氧甲烷火箭的燃料罐和氧氣罐差不多大，省了不少事呢。 一臺火箭發動機的絕大部分設計成本和大部分制造成本都是它的渦輪泵。 因為氫的密度太低，氫泵轉數要求高，設計很困難，需要多級泵才能達到想要的燃燒室壓力。 甲烷火箭從燃料罐，到管路，再到渦輪泵，全都大幅降低了難度。其渦輪泵甚至一級就夠了。 相比煤油火箭，液氧甲烷組合的發動機不易結焦。 不光是提高燃氣發生器溫度，主燃燒室壓力潛力更大。而且再次使用時，省了清理工作。 所以目前各國的航天機構或者企業，都在研發液氧甲烷發動機。藍色起源在搞液氧甲烷發動機，埃隆馬斯克的SpaceX下一代重型火箭，也同樣選了液氧甲烷組合。 當然氫氧發動機也是非常有競爭力的。 另外說一下土星五號。 它雖然有歷史上最強大的發動機，但其的原理并不是最先進的。 土星五號F1發動機的燃燒室室壓不到10兆帕（即100個標準大氣壓），對提高性能不利，燃氣發生器循環發動機室壓普遍低，SPACEX現在的發動機室壓也不到10兆帕。 高室壓要采用更先進的原理，比如毛熊和東唐在用的分級燃燒循環發動機，極限室壓已經到了25兆帕（250個大氣壓）。 當時由于對煤油火箭發動機的原理研究不夠透徹，認為煤油發動機的室壓無法提高，NASA因此放棄了煤油分級燃燒循環發動機。 而真正的原因，是他們使用的原油有問題，生產出的煤油含硫量過高，導致高室壓下發動機受損。 毛熊由于油田生產的原油含硫量低，所以輕松實現了高室壓煤油發動機，回過頭來再研究原理，兩不耽誤。 所以搞科研，運氣因素是很大的，幾億年前的海洋浮游生物決定了后來火箭科學的發展方向。 后來NASA在70年代全面轉向可回收航天器和復用火箭引擎，從原理上說氫氧發動機是最合適復用的。 于是有了后來以航天飛機SSME發動機為代表的分級燃燒循環氫氧發動機。 毛熊為了發展復用航天器，也走上了這條路，能源號火箭的RD0120是與SSME同級的大推力氫氧發動機。 至于為什么，NASA現在不使用自己的氫氧發動機，而用毛熊的發動機。 主要是他們的技術路線出了問題，其實從嚴格意義上講，也不能說是問題了。 而是當初他們從煤油液氧發動機轉移到氫氧發動機的時候，這個彎拐得太急了，搞得現在不上不下的。 俗稱步子太大，扯到蛋了。 對于銀河科技而言，由于擁有亞金屬氫，在儲存和工藝上面變得非常簡單起來。 如果接下來亞金屬氧的研發順利，對于氫氧發動機而言，將如虎添翼。 而擺在氫氧發動機研究所面前的問題，主要是渦輪增壓泵的問題。 只有解決這個問題，可以循環利用的氫氧發動機就差不多可以完成了。 銀河科技帝國 第二百四十七章 發動機
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