第1232章牺牲
虽然安联在火箭开发上的技术性瘸腿导致了现在的尴尬境地,但是冯布劳恩并不会指责国内那几个负责火箭动力研发的设计局在这方面有工作上的失误。
毕竟氢氧发动机技术不行这并不是安联的设计师和科学家不够努力,事实上安联也确实做了不少氢氧发动机的早期研究,但是更深入的研究随后逐渐都停止了,最终安联对于氢氧发动机的研制也就停留在一些推力比较小的氢氧发动机上。
而这一切的根本原因其实要从氢氧发动机的特性上来说起,对于氢氧动力的火箭来说,当低温推进剂要被注入运载火箭的时候,火箭必须先被“清除气体”或“钝化”。
不加处理就直接注入推进剂的话,会导致储罐内大气成分的空气(其中包括水分之类的物质)冻结,而这对于火箭的安全来说将会是致命威胁。对于液氧来说,多次注入再抽出一些流体,比如氮气或者甚至干燥的空气就可以排除不想要的水分。
然而,如果使用液氢的话,就必须同时移除储罐剩余气体中的水分、氮气和氧气。这是因为与液氢同时储存的时候,这些气体也会冻住。
唯一能够在液氢的温度下作为气体存在的物质就是氦气。所以必须用氦气对将要存储液氢的储罐进行处理,而说到这一些比较聪明的朋友已经想到了为什么安联从一开始就没有怎么钻研氢氧发动机这条技术路线,因为在整个安联所控制的领土范围内,他们都没有氦气的来源,而对于这种战略物资,大明自然也会进行严格的把控,不是说不能向安联出口,但是安联绝对无法忍受自己的运载火箭所需要的重要物资被大明卡住脖子。
今天大明出口给你,如果未来有一天双方关系急转直下对方不卖了你要怎么办?
事实上安联的工程师们也试图绕开氦气的限制,他们曾经考虑试图用气态氢气来“洗掉”液氢储罐里的其他物质,通过这种方法来解决问题。
很可惜这个方法完全不可靠。
首先,这样无法正向地控制储罐内部压强,猜猜液氢和气态氢放在一起时氢气就会液化,因此在这种状况下燃料储存罐当中在火箭的燃料储存罐当中无法维持推进剂沉底(毕竟燃料是从底部泵出的液态燃料在重力的作用下可以从底部排出,如果无法保持推进剂沉底的话那么火箭发动机的推力甚至发动机能否运作都会受到影响)。
同时,氢气作为易逸散的气体也会从储罐中逸出,而这也会大大增加发生事故的概率,事实上采取这种思路制造的氢氧火箭在安联组织的几次试射当中都遭到了失败,所以他们最终也只能回到传统路线上来,而因为这种传统路线又受制于人,因此也不会投入太多的精力在这条技术路线上继续深挖。
而当安联这边的火箭开发继续如同在沼泽当中艰难前进的时候,大明那边的工程进度虽然推进顺利,但是同样也面临着问题——减重。
在这个公式当中,△V是速度增量,Ve是喷气速度也就是比冲,m0是点火前火箭的初始质量,m1是点火后的末质量。
也就是说影响火箭运力的就两个因素,比冲和质量比。质量比或者说干质比是一-个约定成俗的说法,也就是m0m1的数值,这个数值越高,相同比冲提供的速度增量更高。
而目前正在开发的远征9号重型运载火箭的绝对核心实际上是作为第2级的乘黄氢氧发动机,虽然乘黄可以算得上是现在全世界最强的液氢液氧发动机,不仅推力强大而且可以多次开关机,但是达到这些数据自然也是要付出一些代价的,在氢氧发动机当中乘黄的比冲并不算好看,比冲为415秒(前面写错写成450秒了,这个比重有点太逆天了,改一下),选择这种动力为的就是比同规格的液氧煤油发动机的比重多60多秒,
但是这种比冲依然不足以非常保险的保证第2级完成飞行任务。
对于远征9号来说,第2期火箭的核心问题在于如果能将氢氧级的干质比做到5以上,氢氧燃料的效率就会超过干质比20级的煤油级。而高效的氢氧级则意味着极大的降低运载火箭设计难度及风险性,减少级数和上面级发动机数量,从而有效的降低发射质量。
一般来说,运载火箭的起飞级与上面级级间比都在4:1左右,特别是当代运载火箭为了实现二级或二级半发射GTO载荷,上面级规模不断缩小。
但是,最终走下设计图的远征9的级间比却高达3:1,接近2:1。这种设计思路可以说是歪打正着,由于氢氧级提供了更多的速度增量,极大的提高了远征9的整体效率。起飞级工作在低空,比冲受限,因此设计的重点就放在了提高推力(换取更大的上面级质量),工作时间短、提供的速度增量低(让效率更高的上面级提供更多的速度增量)。
当然,问题就在于,采用氢氧燃料的上面级,能否将干质比做到临界,这一点可以说决定着整个火箭设计的成败。