正文卷 第1287章 液体和固体，我全都要

(文学度 www.wenxuedu.org)    一句半开玩笑的话出口之后，常浩南便没有再管一旁目瞪口呆的姜宗霖，而是把报告放到一边，然后径直越过栗亚波，坐到了电脑前面。

    尽管随着手头项目数量和团队规模的日益增加，他也不得不通过上一世曾经深恶痛绝的定期报告来了解很多工作进度。

    但如今对金属颗粒反应机理的研究，已经远远超过了最开始的估计。

    像这样可能对行业甚至学科产生颠覆性影响的成果，常浩南还是更倾向于亲自去看一手结果。

    并不是不信任栗亚波，而是很多灵感需要在分析原始数据的过程中才能被激发出来，直接看结论属于越过了最重要的思考过程，很容易忽略某些要点，或是犯下想当然的错误。

    另外三人随之围拢到常浩南身后。

    受到火炬集团和TORCH Multiphysics软件对于整个数值计算行业的推动，在2006年这个当口，就已经有很多专门的软件可以对模拟计算结果进行图形化渲染，以提高直观性。

    即便像是常浩南或者栗亚波这样的老手，在计算过程中或许不需要图形技术的辅助，但为了方便事后回顾，也还是会为此专门留出一部分时间和算力。

    就连刚才听了个一头雾水的刑牧春，也很快从中瞧出了些许端倪：

    “看起来……这部分模型忽略了化学反应发生的速率，并且假设对流和扩散只发生在径向空间内？”

    这个问题当然不是问常浩南的，而是问向栗亚波的。

    因此后者马上点了点头：

    “客观算力限制……我的计算中没有假设颗粒燃烧是准稳态过程，而是参考老师过去研究超短激光加工金属时的方法，往燃烧过程的描述中加入了大量偏微分方程组，实在没有条件考虑三维场景下的情况了……”

    “……”

    正当刑牧春还想再问点什么的时候，已经盯着电脑上某一个页面看了有一会儿的常浩南突然开了口：

    “亚波你的计算结果如果修改一下的话……是不是描述固液混合体系会更合适一些？”

    稍微停顿了一下之后，又补充了一句：

    “甚至可以比现在这个非稳态动力-扩散-蒸发控制模型还要简单不少，另外对于固液体系来说，虽然二维假设本质上还是要经过近似，但至少可以不考虑颗粒形貌带来的影响，精度比描述纯固态体系要高得多。”

    栗亚波眼中电光一闪，视线忙不迭投向电脑屏幕上正被常浩南伸手指着的部分。

    不过，却并没有马上给出回应。

    而是低头思索了片刻。

    “从粒子表面的微观角度来看确实如此……但考虑到实际情况的话，固液混合推进剂应该非常不便于使用吧？”

    常浩南摆摆手：

    “传统的固液混合体系确实应用不多……主要过去这类推进剂虽然名字叫固液混合，但本质都是把液体氧化剂气化之后喷到装载固体燃料的燃烧室中，然后靠点火之后的火焰温度使固体燃料分解气化维持燃烧。”

    “这种工作机理下，因为氧化剂都是从燃烧室外部引入的，固体燃料气化后的分解产物只能和氧化剂形成扩散火焰，燃面距离固体表面很快，热反馈强度不可能很高，所以燃料的推移速率和传统的固体推进剂没有本质区别，反而给推进剂的装填和飞行器总体结构设计增加了很多不必要的麻烦。”

    说到这里，他觉得后面的内容光靠口述有些不太直观，因此顺手从旁边扯过一张纸。

    不过，考虑到自己的抽象派画功，又很快改变想法，打开了电脑上的专业绘图软件。

    “但如果能让固体燃料表面熔化形成一层液体薄膜，那么在表面流动的作用下，液体就会产生不稳定进而雾化形成液滴进入气相，从而大大增强了燃料的质量输运，也就相当于同时提高了燃料的退移速度。”

    “而且这样一来，高退移速度就成为了燃料本身的一种自然属性，既不需要再引入额外的添加剂，也不需要采用多孔构型或是旋转喷嘴之类的增强措施，明显简化了推进剂的制备流程……”

    “……”

    在之前负责太空渔船计划的时候，常浩南就听殷良兴说起来过，因为固体燃料的推移速率相对较低，所以为了维持足够高的燃烧室压强，产生足够大的推力，一般都会采用多孔构型以增大燃烧表面积。

    以比较典型的HTPB为例，小型装药需要4孔，而大型装药甚至达到32孔。

    这一方面使得相同推进剂容量下的发动机体积增大，加工难度提高，另一方面也导致装药的结构强度降低，很容易产生内部断裂，造成药块脱出等事故。

    尤其是在高超音速飞行器这样的高加速度飞行中，隐患会更加明显。

    而液体燃料尽管没有这方面顾虑，但使用灵活性和储存安全性都不太尽如人意，或许对于运载火箭来说影响不大，但从之前验证弹试射之前繁杂的准备流程就能看出，并不太符合于导弹，尤其是战术导弹的要求。

    相比之下，这种新型的固液混合体系在储存过程中是以固体或半固体形式存在，而进入工作状态后的燃烧特性则接近于液体燃料，相当于同时具备了二者的优势。

    当然，这么好的东西，成本方面肯定不太能降得下来。

    但对于高超音速武器这样的国之重器来说，疗效肯定比价格更加重要。

    况且这类混合推进剂的应用面也不只有常浩南手头的这一个项目。

    长远来看，大部分对于尺寸不是特别敏感的导弹类型，都可以从传统的固体推进剂换成新体系。

    从工业规律来看，铺开应用之后的生产成本也会相应降低。

    而站在常浩南身后的栗亚波这会儿也显然想到了这一层，眼神从最开始的疑虑逐渐转变为明悟。

    继而却又重新皱起眉头，陷入思考之中：

    “如果是这样的话，那可不是任意的液膜在流动作用下都会形成雾化液滴，还取决于液体在工作条件下的张力和粘性……所以那我们现在研究的HTPB燃料肯定无法满足要求，必须得开发全新的推进剂种类才行。”

    常浩南虽然研究计算材料学，但毕竟不是数据库，过去也没接触过太多种固体推进剂。

    因此，专业的事情肯定还是要交给专业的人来做：

    “老刑，你马上联系一下林成刚同志，让他到这边来一趟……”

    ……

    接到消息的林成刚本以为是针对AP/HTPB/AI体系的研究取得了突破，放下电话之后连午饭都没来得及吃，就马不停蹄地赶到了怀柔科学城。

    然而在看到栗亚波的计算结果，并听过常浩南提出的新设想之后，他的第一反应是——

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    天塌了。

    原本，他只是想要在既有的研究基础上进行一番缝缝补补而已。

    但现在……

    坏消息：四处漏风的破屋子，请来的裱糊匠没糊明白。

    好消息：裱糊匠实际上是个土木老哥，在旁边直接给你盖了个新的，就等着拎包入住了。

    唯一的问题在于，过去十几年的经验，恐怕全都要更新了……

    林成刚花了好大力气才按捺住自己的好奇心，没有问起对方二人到底是如何在一个月内整出这么个狠活的，然后用最快的速度把注意力放在了眼前的报告上面。

    不得不说，这个新思路虽然本质是在画饼，但确实很香。

    而就在刚才等他过来的这会儿，常浩南和栗亚波甚至已经大概算出来了一个符合要求的物性范围、

    只需要林成刚想出一个，或者一类具备可行性的推进剂作为基体即可。

    “表面张力6.5-8.0mN/m、粘性0.59-0.73mPa·s、熔点不低于323K，沸点不高于720K，熔化热小于185kJ/kg……”

    固体推进剂的种类恨不得成百上千，但经过这么十来项条件一筛选，还能剩下的倒是真不太多。

    “应该不至于没有吧？”

    看着表情飘忽不定的林成刚，栗亚波有点沉不住气。

    好在他的问题话音刚落，就听到前者念叨出了一个答案：

    “石蜡……”

    “石蜡？”

    这个有些过于平凡的结果让栗亚波颇为意外。

    “当然不是普通石蜡，要经过改性和掺混……但是仅就作为基体燃料而言，平均碳原子数在30左右的烷烃，也就是我们常说的石蜡，确实符合这个表上的所有要求……”

    常浩南倒是没有表现出太多惊讶，只是淡然点了点头：

    “那我把这些结果给你复制一份，你回去之后抓紧验证一下，如果用石蜡基燃料，能不能满足吸气式高超火箭助推段的性能需要！”文学度 www.wenxuedu.org