学霸的军工科研系统 第1340章 端面燃烧

第1340章 端面燃烧

“等一下等一下……”

面对如此剧变的局面，最先遭不住的反而是林成刚自己：

“常院士您先让我缓缓……”

相比于火箭动力学出身的沈芳忠以及空中指挥出身李建强，他作为专门研究火箭动力和固体燃料的技术人员，对于理论化学处在一种“懂一点，但又不完全懂”的迭加状态。

而恰恰就是这种状态，让他既不能像纯外行那样忽略全部中间环节只听结果，也没办法迅速并完全理解电脑上展示出的计算过程。

毕竟那还涉及到相当复杂的数学和物理学知识，对于一个传统的工程师来说确实稍显复杂。

结果就是，还没等他完全消化前面指出问题的那部分内容，就又听到常浩南说在自己体系的基础上整出来了三种新花样。

没道心破碎就算是心理很强大的了。

好在常浩南也知道自己的进度可能有点快，所以在听到林成刚叫停之后，颇为耐心地等了一会。

不过，有些东西，不会就是不会。

如果一开始没看懂，那也很难在短时间内自己琢磨明白。

所以几分钟后，林成刚紧皱的眉头不仅没有舒展开来，反而拧得更深了。

眼见这么拖下去不是办法，常浩南只好重新开口，打断了对方似乎没什么效果的思考：

“如果有什么不太理解的部分，也可以直接问我……”

听到这句话，林成刚的脸上闪过一抹纠结。

显然，明明是自己搞出来的体系，现在却还没有别人更懂，这对于一名技术人员而言是个不小的打击。

但总归也不是第一次了，所以他几乎在转瞬之间就做好了自我开脱。

“毕竟是常院士，没什么丢人的……”

在心里默念两遍之后，他故作镇定地点了点头：

“我在设计推进剂体系结构的时候，就考虑过聚乙烯醇的热敏性和水解问题，而且不只是进行了实验室条件下的单独成分试验，也加工成药柱进行过全流程燃烧模拟，但是当时并没有发现类似的问题……”

实弹测试的结果就摆在这里，跟常浩南的计算也能对得上，林成刚肯定明白是自己这边出错了。

但具体错在哪，却让他一时间无法想通。

高分子聚合物由于其特殊的构成方式，即便是同一牌号的不同批次产品，有时也会表现出一定的性能波动，可最多也就是在数值层面有个百分之几的差距，不可能波动出截然相反的特性才对。

“因为这属于一类个体差异非常明显的反应……”

常浩南回答道：

“别说是实验室模拟，就算是之前的试射，打出去的12发弹里面不也有10发是没出问题的么？”

他说着把计算过程翻回到前面的一页，然后解释道：

“正常情况下，就算是用最缓燃的方式工作，固体推进剂的燃烧时间也不会超过5分钟……实际别说5分钟，哪怕50分钟也根本不足以让水的消除反应蔓延到整个药柱，最多就是对性能有些不良影响，而且按比例来看基本可以忽略不计。”

“那……”

这一来一回，已经让林成刚的眼神有点发懵了。

“所以高温下聚乙烯醇降解的关键其实不在水。”

常浩南终于揭晓了答案：

“水消除后的主要产物是烯烃，在聚合物残余结构中形成碳碳双键，并沿着聚合物链迁移到下一个相邻的羟基，继而发生酮-烯醇的异构化反应，而一部分醇解度比较低的聚乙烯醇，分子链结构中会保留大量的醋酸酯基，使分解过程产生大量气态乙酸，并诱发羟基和羰基的剧烈伸缩振动……”

“……”

在把数学语言转变成化学语言之后，林成刚终于念头通达。

“原来如此……”

不过，无论数学还是化学，对于在旁边听着的另外两个人来说都没什么区别。

一头雾水的他们总算等到了这部分结束，沈芳忠赶紧切入话题，以免林成刚再继续下去：

“常院士，我不太懂化学……但是从燃烧动力学的角度上考虑，既然工作流程可以完全控制，那么是不是可以抛弃传统的芯部燃烧模式，直接采用端面燃烧？”

“这样可以把装药截面做成多孔蜂窝状，或者干脆就是实心的……再或者就算维持空心装药不变，端面燃烧也能提高药柱在工作过程中的整体强度，减少发生故障的隐患。”

为了保证燃烧的均匀性，传统固体推进剂都是制作成圆筒型，从柱孔顶部点火之后再由内到外分层燃烧。

这样带来的问题就是整个药柱会越烧越薄，强度也越来越差。

过去的固体推进剂都是一锤子买卖的工作方式，爆发一波之后很快就结束了，这种燃烧方式的影响或许还不大。

但电控推进剂的燃烧几乎贯穿飞行全程，即便改善了药柱的初始强度，也很容易因为中末端巨大的横向过载而出问题。

而端面燃烧则是从下往上把药柱越烧越短，承受过载的能力越来越强，就不会有这方面的顾虑。

常浩南只是对林成刚开发出的推进剂体系比较感兴趣，所以才趁着滑翔式高超进入研发关键阶段之前的当口过来看看情况，并没有提前考虑过更加贴近应用层面的事情，所以闻言没有马上回答，只是低头思索了片刻。

“端面燃烧倒是没有问题，大不了在装药和喷嘴之间专门设置一个膨胀室，关键在于点火方式……”

他说着看向身旁正掏出一个本子奋笔疾书的林成刚。

对方作为cTK系列推进剂的设计者，肯定考虑过这方面的问题。

后者此时也恰好记完笔记，抬起头回答道：

“跟常规推进剂不同，电控推进剂的点火依赖电极与药柱之间的接触，又因为需要多次点火，所以电极必须克服药柱燃烧所导致的形貌变化，始终维持和燃烧面的接触……”

“这种情况下，芯部电极显然是最直观的方式，外电极可以直接与火箭壳体融合，而内电极直接取代原来点火器的位置即可。如果做成端面燃烧，那电极布置就会存在问题。至少有一端需要跟随药柱移动，才能实现持续工作。”

或许是觉得单纯口述有点抽象，所以他左右寻摸了几下，接着从机房另一端拉过来一面白板。

“我也考虑过环-端电极的设计，两个电极全部固定……这样可以让电能热效应产生的热量主要集中于燃烧端面区域，有效降低药柱的熔化现象，而且结构也比较简单，问题是药柱和环状电极之间的接触性能不可靠，如果采用过盈配合，那药柱移动又会存在问题……”

“……”

一时间，几个人围绕着那块白板陷入沉默。

“或许……采用共面电极呢？”

在这方面，常浩南没有特别研究过，所以也不是非常确定：

“两个完全相同的电极布置在同一个面上，通过气压或者液压让药柱随着燃烧不断向下移动维持接触，药柱电流密度集中分布于药柱的燃烧表面，两个电极表面的推进剂均发生燃烧，同时能够克服药柱在电流热效应作用下发生整体过热熔化的缺陷……”

他拿过马克笔，在林成刚的图上稍作修改。

设计这种事情，有时就是这样。

本质或许并不复杂，但如果灵感没到位，那真就有可能被卡住很长时间。

因此，林成刚几乎秒懂：

“而且这样更容易布设网状电极，保证燃气排放过程中不会受到太大的额外阻力……”

见到自己的思路可行，常浩南把马克笔丢到一边，继续说道：

“唯一的问题是，因为需要不断通过外部平衡力移动药柱来实现电极与药柱的持续接触，移动药柱的外部平衡力应能够随负载变化而变化，移动药柱的速度与药柱的燃速要适应匹配，对于固体推进剂来说可能有一定难度。”

“这倒不是问题，我那边有足够多的燃速-电压匹配数据，很容易开发一个新的控制逻辑……”