簡單來說,發射地球同步衛星,需要在太空多次點火,而東方目前的火箭,發動機都是一次性的,點火之後,燃燒室內部就會燒蝕,等燃料燒完,發動機就廢了!
長征二號使用偏二甲肼作為燃料,四氧化二氮作為氧化劑,這些液體的好處是能常溫儲存,俄國嫌棄這些都有毒,所以主攻液氧煤油發動機,美國佬的方向則是液氫液氧發動機。
從理論上來說,液氫液氧發動機是最乾淨的,畢竟燃燒的產物隻有水啊。燃燒室內乾乾淨淨,不會結焦,當初不僅僅在土星五火箭上使用,現在到了航天飛機上也在用,而且是多次重複使用。
所以,目前相關部門正在為地球同步衛星研製的長征三號火箭,就計劃使用長征二號作為下麵級,在上麵研製一款專門的液氫液氧發動機作為第三級,滿足在太空中多次點火的需求。
隻是……想要搞這種發動機,也不是那麼容易的,曆史上,東方的第一顆同步通信衛星,在84年的時候才發射,可惜還失敗了,第三級火箭的第二次點火沒成,導致衛星留在了近地軌道。
不過,當時早有準備,為了發射成功,準備了三枚火箭,三顆衛星,幾個月後,第二次發射,終於成功入軌。
此時,聽到對麵學生的話,海軍領導開口:“咱們的331工程,75年就開始籌劃了,現在還沒動靜可不行,得加快時間,讓他們趕緊搞出來。”
75年,3月31日,國家計委和國防科委聯合商報的《關於發展中國衛星通信問題的報告》獲得批準,於是,同步衛星的331工程正式上馬,不過,論證進行了幾年,到了80年,長征三號才開始初步設計,第一顆地球同步衛星,被命名為東方紅2號。
現在,這項目肯定在航天係統全速推動之中,但是,進展還是太慢了,得催一催他們了!
“隻是加快速度還不行,畢竟,造火箭是重要的科研項目,來不得半點馬虎啊。”秦亮說道。
你說催就催,萬一加快速度導致出問題呢?
“這個簡單,他們要是技術儲備不夠,找你們西工大啊。”
秦亮皺了皺眉頭,總感覺這領導動機不純,這是要白嫖咱們西工大嗎?
“吃過飯,咱們去航天係看看!趕緊吃,趕緊吃!”這領導開始催秦亮了。
於是,吃過飯,一眾人回到了宇航工程係。其實,這院係的正式名字,依舊是宇航工程係,隻是名字太多,簡稱的時候,就是航天係了。
“老王,咱們又回來了,上午參觀的時候,忘記參觀咱們的導航衛星項目了!”
“張領導,你們海軍要出資?”
“咳咳,咱們有錢出錢,有力出力,話說,有了導航衛星,咱們海軍的艦艇出遠海,就能隨時知道咱們自己的位置了,這可是對咱們有著重大意義的,據說,衛星研製順利,但是這發射遇到了難題?你放心,咱們海軍幫忙協調!”
“是啊,相關部門研發緩慢,咱們等得著急……亮子,你說,咱們西工大能不能也上馬個氫氧發動機研發項目?說不定咱們比相關部門的研發還快呢。”
王教授看向秦亮,目光中神采奕奕。
目前,氫氧發動機被公認為最合適的火箭發動機!比衝高,綠色環保,真空推力大,受到航天專家們的一致推崇……
秦亮思考片刻:“王教授,既然國家隊在研製氫氧火箭發動機,那我們何不換一個技術路線?”
“什麼?”
“氫氧發動機有很多優點,但是缺點也相當明顯,首先,液氫的密度太小,需要的燃料泵就得足夠強勁,其次,液氫的溫度低,給加注和儲存帶來了很大的挑戰,最後,液氫帶來的氫脆問題,幾乎無解,所謂的多次重複使用,並不保險……”
液氫的溫度是14K,也就是零下兩百五十度左右,和絕對零度就差十幾度,而液氧的溫度則是154K,也就是零下一百二十攝氏度左右,這兩者的溫度,就差了一百三四十攝氏度!
在火箭上,不僅僅液氫和液氧的燃料罐要對外隔熱,在內部,彼此之間也要隔絕熱量,否則液氫就會把液氧給凍住,液氫搞不好還會氣化!
液氫的密度太小,畢竟氫的分子量就是最小的,這樣一來,想要儲存足夠多的燃料,就得有大號的燃料箱,後世的氫能源汽車也麵臨這些問題。
而最嚴重的,就是氫脆。
分子量最小的氫,很容易鑽到其他分子的間隙之中,讓這些材料的性質發生變化,容易變脆,一次使用的火箭發動機沒問題,但是要多次重複使用,那可就有問題了,至於氫能源汽車……
“是啊,這是液氫的問題,不過……貌似也沒有更好的選擇啊,亮子,你難道要推薦咱們搞液氧煤油路線?”
美國佬和西歐選擇液氫液氧路線,而俄國是用液氧煤油,總之,毒火箭是最不受歡迎的,屬於早就淘汰的了。
液氧煤油,隻有俄國一家完成,原因很多,比如說,美國佬也搞過,但是解決不了發動機結焦問題,所以轉向了氫氧發動機路線,很多年後才知道,俄國用的,也是某一塊油田裡特殊的原油提煉出來的高純度煤油……
後世,咱們東方也用這種路線,胖五就是液氧煤油發動機和氫氧發動機的組合體。
不過……那些都是國家隊的研發方向。
“王教授,您考慮過液氧甲烷的路線嗎?”
“什麼?”
王教授表示,自己還真沒聽過。
“液氧和液態甲烷這兩種液體,溫差隻有20K,所以,燃料箱的隔熱措施可以大大簡化,甚至單層共底存放都沒有問題,可以減少無效質量,提升最高速度。”
秦亮介紹起來。
“其次,在外太空的軌道上,這兩種燃料可以長期貯存,這樣以後我們搞自己的航天器,比如空間站等等,姿態調整都能用得上。而且,我雖然沒有做過實驗,但是,我感覺,這種發動機的比衝應該也不錯。”
航空發動機,推重比是個重要衡量的參數,而到了火箭發動機上,比衝是比推力還重要的指標,它指的是火箭發動機單位質量的推進劑產生的推力所能持續的時間。
這個數字越高,意味著發動機能用更高速度噴射燃料,產生更大的推力或者更長時間的推力。
這個指標中,氫氧發動機無疑是第一的,而第二位的,就是液氧甲烷發動機!
現在,國際上沒有人搞,咱們東方,西工大是第一個!搞出來之後,很快就能引領潮流。
什麼氫氧發動機,液氧煤油發動機都得靠邊站!除了前麵那些好處,還有其他很多好處,現在還不用說的。
比如,不容易結焦,推進劑的沸點低,容易蒸發,隻要用氮氣吹掃,就可以讓發動機輕鬆地變得煥然一新,可以多次重複使用,而到了其他星球,也可以利用當地資源來製造燃料。
王教授認真地聽著,頻頻點頭:“嗯,那咱們就選擇這條路線!”
秦亮在西工大,已經開始有人盲目崇拜了,不管秦亮的建議多麼不可思議,但是事後都能證明是正確的,聽秦亮的,準沒錯,更何況,秦亮還說出來了很多優勢呢。
“研發一款全新的發動機,可不容易啊。”一旁,海軍領導有些擔憂:“內部燃燒是複雜的流體力學,隻能一次次實驗……”
“我們有超級計算機。”
領導們的擔心戛然而止。
以前的年代裡,計算機水平太低,根本就模擬不出來火箭發動機內部複雜的空氣流動,現在,西工大連千億次的都有了,估計再過一兩年,億億次的都有了,還用怕模擬不了發動機內部的燃燒狀況?
計算機模擬,然後做實驗驗證,修正計算機的數據,這西工大搞起來新款火箭發動機來,絕對比航天院還要快!等這種全新的發動機搞出來……
海軍領導們突然有了期待,還真希望能看到新款發動機裝進火箭,把導航衛星打出去啊!
沒有人比海軍更迫切,在茫茫的大海上,導航的重要性,不言而喻啊!
“隻是……這個研發項目,又得耗費巨資,亮子啊,咱們大唐公司,還得多支持咱們啊。”
如果不是王教授提醒,秦亮差點都要忘記了,自己還是公司老總呢,大唐公司,西工大所有校辦工廠的集合體啊!這公司不僅僅要是生產產品,還要負責銷售。
好在各個校辦工廠本來就是獨立經營的,早就習慣了,哪怕沒大唐公司,也能正常經營,秦亮的桌子上,不過就是堆放著各個公司的報告而已。
吃過晚飯,海軍領導就回去了,而秦亮打開了自己辦公室的門,看著辦公桌上擺著一大摞的文件,就不由得苦笑。
這大唐公司,早就該增加人手了啊!
隻是,這人選必須要慎重,選一個能力不足的,那可能會出狀況,選一個過於精明的,可能會架空自己,選一個漂亮的,可能會發生一些不清不楚的關係,選一個難看的……自己心中那一關過不去。