第103章 脉冲爆震的艰难启航 下(1/1)

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研发过程：

1 起点：原理复现与“土炮”试验：

致敬“大炮仗”： 团队首先严格按照陈默当年的图纸和记录（燃料配方：丙烷+氧气；简陋的电磁阀控制），在严格的安全防护下，复刻了一个放大版的“脉冲炮”验证装置。

“震撼”初试： 在戈壁滩的露天试验场，随着陈默一声令下，装置发出震耳欲聋的、如同重锤敲击巨鼓般的“砰！砰！砰！”爆鸣！每一次爆震都伴随着肉眼可见的激波和喷出的炽热气流，简易推力计显示产生了明显的瞬时推力！

郑处长捂耳朵：“动静是够大！比冲呢？效率呢？这玩意儿能装导弹里？” 王浩苦笑：“郑处，这只是原理验证，证明爆震能产生推力。离实用差得远呢！”

暴露原始问题： 起爆不稳定（有时不爆，有时连爆）、频率极低（＜5hz）、燃料混合不均匀、结构震动巨大（焊缝开裂风险）。

2 攻坚1：驯服爆震波——起爆与控制的奥秘：

挑战核心： 如何可靠、高效地点燃混合气并使其迅速转变为高速传播的爆震波？如何控制爆震波的频率？

“土味”进化：

燃料与氧化剂优化： 放弃不安全的丙烷\/氧气，改用更稳定、能量密度更高的航空煤油（jp-10）与空气（预压缩）组合。引入超声波雾化喷嘴，确保燃料与空气充分、均匀混合。

起爆强化： 陈默提出借鉴“马赫环”的激波聚焦思想。团队在爆震管前端设计了一个收缩-扩张型的“起爆增强段”。在传统火花塞点火后，火焰在收缩段加速，在扩张段产生斜激波，诱导火焰向爆震波转变（deflagration to detonation transition, ddt）。难题： ddt距离长，导致爆震管过长。

“爆震种子”： 引入小剂量高能炸药（如hbix-1）或预爆管，直接产生初始爆震波注入主燃烧室，极大缩短ddt距离和起爆时间！安全挑战巨大！ 赵铁柱团队设计了多重冗余的安全阀和隔爆结构。

频率控制： 开发高速电磁阀组和精确时序控制器，控制燃料\/空气的脉冲式注入和点火时机。目标频率：10-20hz。

实验室小尺度试验：

在可视化高压燃烧试验台（耐爆燃）上进行小尺寸模型试验。通过高速摄影和压力传感器阵列，清晰捕捉到了火焰加速、激波形成、最终转变为稳定传播的爆震波的过程！ddt距离成功缩短至预期范围内。

初步频率测试达到15hz！团队备受鼓舞。

郑处长忧虑：“这小炸弹（预爆管）…安全评审能过吗？成本也不低！”

3 攻坚2：打造“钢铁之肺”——燃烧室的结构地狱：

挑战： 爆震波产生的是瞬时超高压（可达100个大气压以上）和超高温（＞2500°c）！传统火箭发动机的燃烧室材料和结构根本无法承受这种高频次的冲击！极易发生疲劳开裂、烧蚀、变形！

“土味”试错：

材料初选： 尝试常规高温合金（如inconel 718）。结果：在一次15hz频率、持续10秒的试验中，燃烧室壁出现明显鼓胀和局部熔融！宣告失败。

升级材料： 选用更昂贵的钼基高温合金（tzm），耐温更高。结果：耐温性提升，但在高频次冲击下，焊缝处出现微裂纹并迅速扩展，导致密封失效！高压燃气泄漏！

引入主动冷却： 借鉴“火眼金睛”激光器的微通道冷却思路。赵铁柱团队在燃烧室内壁尝试加工微通道冷却层，让燃料（煤油）先流经内壁吸热再喷入燃烧（再生冷却）。难题： 微通道在超高压冲击下变形、堵塞；冷却效果在高频爆震下难以跟上；结构过于复杂，加工难度和成本飙升。

在首次全尺寸pde核心机（采用tzm材料+部分再生冷却设计）地面点火试验中：

起爆成功！前几秒，爆震波稳定传播，推力数据喜人！

第5秒，高频压力传感器显示压力峰值异常陡升！

轰！！！一声比之前任何一次试验都更沉闷、更可怕的巨响！试验台剧烈震动！坚固的防护罩被冲开一道裂缝！

紧急停机后检查：燃烧室中部赫然炸开一个狰狞的大洞！ 高温燃气将周围的测试设备烧蚀得一片狼藉！万幸防护到位，无人伤亡。

原因初步分析： 高频次超高压冲击导致材料疲劳累积；局部冷却失效形成热点；最终在材料薄弱处（可能是微通道应力集中点或焊缝）发生超压爆裂！

实验室气氛降至冰点： 王浩看着炸毁的核心机残骸，脸色苍白。赵铁柱蹲在残骸旁，抚摸着破裂的tzm合金断口，手指微微颤抖。昂贵的材料、精密的加工、数周的心血，毁于一旦。

郑处长爆发了：“这就是你们要搞的‘土味’？土是够土了（炸得够土）！钱也烧得够‘味’了！这玩意儿根本就是个不定时炸弹！怎么上导弹？拿什么去威胁‘幽灵’？”

失败的阴云笼罩着实验室。炸毁的核心机残骸如同一个无声的嘲讽。陈默站在残骸前，眉头紧锁，但眼神并未慌乱。他仔细查看着断口形貌和高频压力数据记录。

“问题出在材料和结构上。”陈默的声音打破了压抑的沉默，“tzm的耐温性够了，但韧性和抗热冲击能力在高频次超高压面前还是不够看。微通道冷却在极端工况下，反而成了弱点。”

他转向沮丧的王浩和赵铁柱：“王工，老赵，还记得当年我们为了做那根‘更轻更结实’的鱼竿，折腾过的那些‘黑乎乎’的纤维吗？”

王浩和赵铁柱一愣。赵铁柱猛地抬头：“碳…碳纤维？你是说…用碳纤维复合材料来做燃烧室？”

“不是普通的碳纤维，”陈默眼中闪烁着光芒，“是耐超高温的碳碳复合材料（c\/c）或陶瓷基复合材料（cmc）！它们不仅耐高温（＞2000°c没问题），而且密度低、抗热冲击性能极佳！最关键的是，它们是整体成型或编织结构，没有焊缝这个薄弱环节！”

“碳碳…陶瓷基…”王浩喃喃自语，随即眼睛亮了起来，“对啊！我怎么把这茬忘了！‘巡天’项目里，我们的高超音速验证弹头防热层就用过类似材料！虽然用在燃烧室这种承压结构上还是第一次，但…值得一试！”

郑处长冷冷插话：“碳碳复合材料？陶瓷基复合材料？那可比tzm合金贵多了！而且加工工艺复杂，周期长！成本怎么控？”

“郑处长，”陈默迎向他的目光，“tzm合金的燃烧室炸了，损失更大。碳基材料虽然初始成本高，但如果能解决结构设计问题，它的长寿命、高可靠性，反而能降低全周期成本！而且，我们也不是从头开始，‘巡天’项目有技术积累，王工老赵也有复合材料加工经验。最关键的是，这可能是目前唯一能‘驯服’爆震波这头猛兽的材料了！”

陈默看向刘将军：“将军，我请求调用‘巡天’项目储备的部分耐超高温复合材料样品和技术资料，并联合材料所，专项攻关适用于pde燃烧室的碳基复合材料结构设计与成型工艺！这是突破瓶颈的关键一步！”

刘将军看着炸毁的残骸，又看看陈默眼中坚定的光芒，最终重重地点了头：“好！材料所那边我去协调！‘巡天’项目的积累，也该反哺一下‘地上’的兄弟了！王浩，赵铁柱，拿出你们搞‘蜂巢工厂’的劲头来！小陈，方案和设计思路，靠你了！”

“惊雷”计划遭遇重挫，但也迎来了新的转机——一条通往更前沿材料领域的道路被点亮。而这条道路，与多年前那个为了做一根“更轻更结实鱼竿”的执念，在此刻产生了奇妙的交汇。王浩和赵铁柱的目光，不约而同地投向了材料库的方向，一场与高温、高压和时间的赛跑，即将进入更深的领域。