秦宇琢磨到一种特别的办法,来保证点火时间的准确性!
在使用TEA-TEB进行化学点火时,首先要泵入一小部分液氧,在点火剂燃烧后作为初始动能;
随后这股初始动能带动着燃气发生器运作起来,并陆续催动涡轮泵、喷注器做功,让大流量混合注入的推进剂在燃烧室产生热量;
最后关闭TEA-TEB的通道,只留下液氧和煤油两条管道,在熊熊燃烧之后沿推力室的喷管释放出能量!
在整个过程中,单台刑天发动机的点火还能解决,
但如何确保五台刑天发动机,在倒计时结束的瞬间,同时完成TEA-TEB的化学反应、并让燃烧室达到额定的室压呢?
秦宇喃喃自语道:“每台发动机TEA-TEB化学反应时间至少有几毫秒的延迟,如果发射倒计时结束,推力室不能达到室压,意味着喷管无法产生足够的推力!
也就意味着火箭会延迟起飞,而设定好的程序都要紊乱,甚至可能飞行过程中提前分离一二级火箭、释放卫星,导致任务失败。”
他突然兴奋的站起来,抓着韦珅的胳膊道:
“既然无法控制化学反应时间,那我们将其加快到同一速度不就成了?”
韦珅一头雾水,“化学反应还能被加速?”
秦宇给他比划着刑天发动机的推力室部位,解释道:
“TEA-TEB点火剂的目的,就是给推进剂提供初始能量。但在化学反应结束前,我们还可以增加一个动能!”
“这样,化学反应慢的发动机,会加速推进剂的燃烧达到室压;而反应快的发动机已经有了足够的动能,增加的这点相当于杯水车薪,因此不会受影响。”
“届时,等倒计时结束,五台刑天发动机就会以相同的室压,从推力室喷管向外释放能量、推动火箭飞离地面!”
韦珅听完后,露出恍然大悟的表情,“这应该叫双点火保险吧,那增加的动能设计到哪里?”
“推力室!”
秦宇说道:“燃气发生器依旧使用TEA-TEB的化学点火,推力室采用氢气点火器,辅助加速推进剂的混合燃烧。”
韦珅思索了会儿,点点头,觉得这个方法可行:
“这样的话,一个在前面点火、一个在后方使劲,哪怕化学点火有几秒误差,也能在倒计时结束的瞬间,同时达到额定推力的室压了!”
接下来,他就要根据秦宇提供的思路,对星火三号的发动机点火系统进行改造了。
这条思路在几天后成功得到了验证,秦宇跟韦珅在短短数秒的五机并联点火测试中,看到传感器同时传出室压正常的预报。
待试车台冷却完毕后,他们检查五台刑天发动机的固件,没有出现任何故障。
燃气发生器、推力室同时点火的方式,稳妥可行!
星火三号的问题搞定,星二乙火箭也有同样的麻烦亟需解决。
星二乙火箭仍是搭载了一台30吨推力刑天发动机,但这是由彭奇改造的XT-2b,具备≥3次重启点火、推力调节及姿态控制功能。
彭奇说道:“若想让星二乙火箭顺利降落,至少应在返回途中点火3次,第一次是在抛出太空船的减速推进段,第二次是重返大气层的动力下降段,第三次就是垂直着陆段。”
他用电脑程序对一级火箭的返回段进行了模拟,展示给秦宇说,
“无论第一阶段重启、还是第二阶段重启,刑天-2b都将面临极为恶劣的环境,因为它不是在平稳的陆地上,而是超高音速大气湍流中!”
“我们的点火剂很难在超高音速的大气湍流中,让TEA-TEB点燃发动机。”
秦宇似乎对此早有预料,或者说以前就经历过这种事故。
他曾在NASA的发射控制室,亲眼目睹一枚火箭因为点火失败、导致发动机空中停车,最终以500公里的时速猛烈拍向地面、葬身山谷。
解决的方法并不难,他给出了一种简单粗暴的方式,让彭奇去执行:
“将火箭返回段的TEA-TEB流道加宽,以3倍甚至5倍的量进行点火,这么大的量总不至于空中熄火了。”
彭奇竖起了大拇指,以量取胜,确实不失为一种好方法。
就这样,星二乙、星三、太空船项目分别有序推进中,由曹安琪牵头的上面级火箭也拿出了设计方案,可以说进展迅速。
整个1月份他们都在努力工作,包括新加入的傅云和贝小帅也是,在满天星斗的夜空下忙碌到深夜,第二天又是斗志昂扬的火箭工程师。
这帮人也只有在林秘书给大家发零食和咖啡的时候,才稍微休息一会儿,互相开个玩笑。
秦宇以前在NASA做过不少疯狂的设计,但带领一支团队在短时间内取得如此多的惊人成绩,还是挺有成就感的。
刘俊懿忍不住赞叹道:“老秦啊,咱们可是把所有航空航天业的规矩都打破了呀,科技树像坐了火箭似的,噌噌点亮啊!”
秦宇端着咖啡倚靠在窗边,看着院子里的鹅毛大雪,说道:
“我们唯一要遵守的,就是物理学定律