第1214章 風洞總溫不夠?
更新時間:2024-11-24 作者:十月廿二
學霸的軍工科研系統 第1214章 風洞總溫不夠?
對于整個高超音速武器項目來說，常浩南規劃的雙錐體空射彈道導彈畢竟只是一個驗證項目。 盡管在研制過程中順便解決了很多意外問題，但就“武器化應用”的最終目標而言，肯定不能把希望寄托在一種使用低溫液體推進劑的型號上面。 長遠來看，高超聲速武器的未來仍然是標準乘波體或類乘波體外形，搭配超燃沖壓發動機作為動力。 因此，肩負JF14超高速風洞研發任務的高溫氣體動力學實驗室，也同時在進行著緊鑼密鼓的工作…… 幾座JF系列風洞都是上百米總長、幾米出口直徑的龐然大物，不可能像之前的JFX縮比風洞一樣，直接安裝在力學所里面的一個房間里面。 因此，為了安全和保密起見，從大約半個世紀之前，當時還是郭永懷先生率領的超高速風洞研發團隊就在聶帥的支持下，于京城北部遠郊的懷柔設立了風洞基地。 并在隨后幾十年里逐漸發展成為了空天飛行高溫氣動國家重點實驗室。 已經建成的所有超高速風洞，都在這座科學城之內。 當然，也包括正處于建設當中的JF14—— 在大約半年前成功驗證了二維ChapmanJouguet燃燒方程解析解的正確性之后，姜宗霖很快便完成了一系列風洞輔助系統的設計工作，并初步確定了激波反射腔和輔助爆轟段的相關參數。 但CJ方程只能解決爆轟驅動段的設計問題，不可能直接把整座風洞完全在紙面上呈現出來。 設計出來是一回事，能夠安全工作是另一回事。 JF14最終的設計氣流總溫超過8000K，并且預留了未來升級到10000K以上的可能。 即便力學所在超高速風洞領域已經走在了世界的最前列，但仍然對于這一溫度范圍內的風洞工況了解很少。 再加上長達毫秒量級的試驗持續時間，更是讓整個項目進入了幾乎完全未知的領域…… 京城，懷柔。 姜宗霖的設計研發團隊正圍攏在一座巨大的風洞控制臺附近，照例以一次早會開始全天的工作。 只不過，今天坐在最中間的，卻是于鴻儒院士。 而姜宗霖本人，則站在掛著幕布的墻邊，介紹著風洞研發工作的具體進度： “JF14風洞的工作原理是通過入射激波在被驅動段末端的反射為噴管流動生成高溫高壓氣源。入射激波的末端反射確實提高了實驗氣體的壓力與溫度，但也帶來了很大的熵增，給實驗結果帶來了額外的不確定度。” “另外，激波反射腔加輔助爆轟段的兩級反射，也顯著增加了風洞的極限載荷，其實僅從爆轟驅動段的角度考慮，對于激波管里具有同樣壓力和速度的實驗氣體，通過激波非定常膨脹，可以把后部氣體的部分能量轉移給前部氣體，從而進一步提高前面氣體的動能。” “但在確保風洞結構安全的情況下，目前能夠容許的實驗氣流最大速度大約為6km/s，總溫為8500K……” 端坐在位置上的于院士聽罷沉思許久，才緩緩點了點頭： “目前能做到8000K一級的總溫和6km/s的流速，就已經足夠常院士那邊的應用需求了，至于你后面講到的激波膨脹增焓，在理論和工程上的研究都還不太充分，目前最重要的，還是對每個單獨系統，以及風洞的主體結構分別進行驗證和測試。” “我看到你們對氣源、加熱、真空、減壓等幾個系統都已經進行過檢測，但在今天的爆轟驅動段滿負荷工作測試之前，還有幾個細節需要最后確認一下……” 在重新出山的老院士指揮下，整個項目團隊有條不紊地工作起來。 風洞，尤其超高速風洞，屬于不折不扣的“開機一時爽，準備火葬場”。 像JFX那樣隨便等等就可以開機的情況，在大型風洞上是根本不可能實現的。 以氣源系統為例。 持續時間只有毫秒，甚至微秒級別的一次測試，就需要空壓機持續工作最少250300分鐘。 并且每次測試之后，都需要重復進行充氣。 而如果要連續進行多次測試，那還需要在中間讓空壓設備冷卻一段時間。 各種步驟全都算下來，哪怕工作人員日夜倒班不停轉，每天平均下來也最多只能進行不到3輪測試而已。 因此，對于每一次啟動，都務必慎之又慎。 直到當天中午，技術人員才陸續完成各項檢查，回到被保護良好的風洞控制室—— 連JFX那樣體量的小風洞都不允許啟動時有人在現場。 更不用提這些動輒幾千K總溫的龐然大物了。 很快，位于第一工位上的操作人員沉聲匯報道： “氣源系統報告，空壓機運行時間288分鐘，氣源壓力47.93Mpa，已達到設定區間……” “加熱系統報告，預熱時間210分鐘……” “真空系統……” “點火系統……” 隨著一陣陣報告聲響起，面前的屏幕上，三排指示燈逐一由紅變綠，意味著已經達到了啟動條件。 于鴻儒院士站在自己的得意門生身后，伸出一只手輕輕壓在前者的肩膀上，緩緩深吸了一口氣： “點火！” JF14的點火裝置，是一把鑰匙。 在聽到于院士的聲音之后，早已準備就緒的姜宗霖猛地擰動鑰匙柄，發出“咔噠”一聲。 緊接著…… 當然是風平浪靜。 風洞的工作過程是點火、爆轟、吹氣瞬間完成，更何況控制室距離爆轟驅動段很是有一段距離，當然不可能被正常工作狀態下的風洞波及到。 只有顯示器上的眾多參數迅速開始跳躍。 直到整個運行狀態結束，幾條壓力時間曲線也重新歸于零點，才有耳朵比較尖的人聽到微弱的“噗噗”聲。 三排指示燈仍然處于綠色，說明本次測試涉及到的所有系統均未出現異常。 這讓一直對洞身結構強度有些放心不下的姜宗霖總算松了口氣： “各系統注意，準備冷卻減壓……” 他一邊下達著后續指令，一邊輕車熟路地選定了風洞的工作數據，準備進行整理并導出。 而就在這個所有人都以為萬事大吉的當口，姜宗霖卻突然感覺到，自己肩膀上的那只手猛地一顫，接著用力捏緊…… 還沒等他吃痛出聲，就聽到身后于院士略顯急促的聲音： “等等！” 所有人瞬間停下了手上的動作，轉頭看向總指揮臺的方向。 “驅動段出口的總溫數據不對！” 幾乎在于鴻儒話音落下的同時，姜宗霖也已經看到了屏幕上總溫計算結果。 雖然從文字游戲的角度來講，這個數字也可以勉強被稱之為“8000K級別”。 但所有人都清楚，本次測試確定的總溫值，應該在8300K附近。 差出近10，顯然很難被當做單純的測試誤差來對待。 一時間，整個控制室內的氣氛，都因為這個數值而變得緊張起來…… 學霸的軍工科研系統 第1214章 風洞總溫不夠?
對于整個高超音速武器項目來說，常浩南規劃的雙錐體空射彈道導彈畢竟只是一個驗證項目。 盡管在研制過程中順便解決了很多意外問題，但就“武器化應用”的最終目標而言，肯定不能把希望寄托在一種使用低溫液體推進劑的型號上面。 長遠來看，高超聲速武器的未來仍然是標準乘波體或類乘波體外形，搭配超燃沖壓發動機作為動力。 因此，肩負JF14超高速風洞研發任務的高溫氣體動力學實驗室，也同時在進行著緊鑼密鼓的工作…… 幾座JF系列風洞都是上百米總長、幾米出口直徑的龐然大物，不可能像之前的JFX縮比風洞一樣，直接安裝在力學所里面的一個房間里面。 因此，為了安全和保密起見，從大約半個世紀之前，當時還是郭永懷先生率領的超高速風洞研發團隊就在聶帥的支持下，于京城北部遠郊的懷柔設立了風洞基地。 并在隨后幾十年里逐漸發展成為了空天飛行高溫氣動國家重點實驗室。 已經建成的所有超高速風洞，都在這座科學城之內。 當然，也包括正處于建設當中的JF14—— 在大約半年前成功驗證了二維ChapmanJouguet燃燒方程解析解的正確性之后，姜宗霖很快便完成了一系列風洞輔助系統的設計工作，并初步確定了激波反射腔和輔助爆轟段的相關參數。 但CJ方程只能解決爆轟驅動段的設計問題，不可能直接把整座風洞完全在紙面上呈現出來。 設計出來是一回事，能夠安全工作是另一回事。 JF14最終的設計氣流總溫超過8000K，并且預留了未來升級到10000K以上的可能。 即便力學所在超高速風洞領域已經走在了世界的最前列，但仍然對于這一溫度范圍內的風洞工況了解很少。 再加上長達毫秒量級的試驗持續時間，更是讓整個項目進入了幾乎完全未知的領域…… 京城，懷柔。 姜宗霖的設計研發團隊正圍攏在一座巨大的風洞控制臺附近，照例以一次早會開始全天的工作。 只不過，今天坐在最中間的，卻是于鴻儒院士。 而姜宗霖本人，則站在掛著幕布的墻邊，介紹著風洞研發工作的具體進度： “JF14風洞的工作原理是通過入射激波在被驅動段末端的反射為噴管流動生成高溫高壓氣源。入射激波的末端反射確實提高了實驗氣體的壓力與溫度，但也帶來了很大的熵增，給實驗結果帶來了額外的不確定度。” “另外，激波反射腔加輔助爆轟段的兩級反射，也顯著增加了風洞的極限載荷，其實僅從爆轟驅動段的角度考慮，對于激波管里具有同樣壓力和速度的實驗氣體，通過激波非定常膨脹，可以把后部氣體的部分能量轉移給前部氣體，從而進一步提高前面氣體的動能。” “但在確保風洞結構安全的情況下，目前能夠容許的實驗氣流最大速度大約為6km/s，總溫為8500K……” 端坐在位置上的于院士聽罷沉思許久，才緩緩點了點頭： “目前能做到8000K一級的總溫和6km/s的流速，就已經足夠常院士那邊的應用需求了，至于你后面講到的激波膨脹增焓，在理論和工程上的研究都還不太充分，目前最重要的，還是對每個單獨系統，以及風洞的主體結構分別進行驗證和測試。” “我看到你們對氣源、加熱、真空、減壓等幾個系統都已經進行過檢測，但在今天的爆轟驅動段滿負荷工作測試之前，還有幾個細節需要最后確認一下……” 在重新出山的老院士指揮下，整個項目團隊有條不紊地工作起來。 風洞，尤其超高速風洞，屬于不折不扣的“開機一時爽，準備火葬場”。 像JFX那樣隨便等等就可以開機的情況，在大型風洞上是根本不可能實現的。 以氣源系統為例。 持續時間只有毫秒，甚至微秒級別的一次測試，就需要空壓機持續工作最少250300分鐘。 并且每次測試之后，都需要重復進行充氣。 而如果要連續進行多次測試，那還需要在中間讓空壓設備冷卻一段時間。 各種步驟全都算下來，哪怕工作人員日夜倒班不停轉，每天平均下來也最多只能進行不到3輪測試而已。 因此，對于每一次啟動，都務必慎之又慎。 直到當天中午，技術人員才陸續完成各項檢查，回到被保護良好的風洞控制室—— 連JFX那樣體量的小風洞都不允許啟動時有人在現場。 更不用提這些動輒幾千K總溫的龐然大物了。 很快，位于第一工位上的操作人員沉聲匯報道： “氣源系統報告，空壓機運行時間288分鐘，氣源壓力47.93Mpa，已達到設定區間……” “加熱系統報告，預熱時間210分鐘……” “真空系統……” “點火系統……” 隨著一陣陣報告聲響起，面前的屏幕上，三排指示燈逐一由紅變綠，意味著已經達到了啟動條件。 于鴻儒院士站在自己的得意門生身后，伸出一只手輕輕壓在前者的肩膀上，緩緩深吸了一口氣： “點火！” JF14的點火裝置，是一把鑰匙。 在聽到于院士的聲音之后，早已準備就緒的姜宗霖猛地擰動鑰匙柄，發出“咔噠”一聲。 緊接著…… 當然是風平浪靜。 風洞的工作過程是點火、爆轟、吹氣瞬間完成，更何況控制室距離爆轟驅動段很是有一段距離，當然不可能被正常工作狀態下的風洞波及到。 只有顯示器上的眾多參數迅速開始跳躍。 直到整個運行狀態結束，幾條壓力時間曲線也重新歸于零點，才有耳朵比較尖的人聽到微弱的“噗噗”聲。 三排指示燈仍然處于綠色，說明本次測試涉及到的所有系統均未出現異常。 這讓一直對洞身結構強度有些放心不下的姜宗霖總算松了口氣： “各系統注意，準備冷卻減壓……” 他一邊下達著后續指令，一邊輕車熟路地選定了風洞的工作數據，準備進行整理并導出。 而就在這個所有人都以為萬事大吉的當口，姜宗霖卻突然感覺到，自己肩膀上的那只手猛地一顫，接著用力捏緊…… 還沒等他吃痛出聲，就聽到身后于院士略顯急促的聲音： “等等！” 所有人瞬間停下了手上的動作，轉頭看向總指揮臺的方向。 “驅動段出口的總溫數據不對！” 幾乎在于鴻儒話音落下的同時，姜宗霖也已經看到了屏幕上總溫計算結果。 雖然從文字游戲的角度來講，這個數字也可以勉強被稱之為“8000K級別”。 但所有人都清楚，本次測試確定的總溫值，應該在8300K附近。 差出近10，顯然很難被當做單純的測試誤差來對待。 一時間，整個控制室內的氣氛，都因為這個數值而變得緊張起來…… 學霸的軍工科研系統 第1214章 風洞總溫不夠?
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