第262章 复合动力火箭(2/2)

首发：~第262章 复合动力火箭

“这次我火箭设计非常不一样，首先不谈它采用的是复合动力。

会由电驱动发动机和化石燃料发动机两部分组成。

哪怕是化石燃料方面，我们也计划用低温液氢。

我们会用低温液氢和氧气作为燃料，去构建它的推力系统。

整个三级发动，第一级用的是常温超导的电磁驱动系统，通过地面的发射塔给它一个最开始的初始速度。

然后第二级就是低温液氢和氧气。通过完整的小型发动机集群，来进行二级加速。

第三级我们就需要用到电驱动发动机，给它一个力一直到进入到预定轨道。

大家都知道甲烷是火箭发动机领域最成熟的燃料，它在性能、可靠程度和可储存性上达到了绝佳平衡。

低温液氢这玩意不稳定性有点高，存在比较高的爆炸风险。

我可以摆明了和大家讲，之所以选择液氢当燃料，是考虑到未来我们在月球建造基地之后，月球基地分解月球水，分解的氢气和氧气就可以用来作燃料。

空间站、月球基地会是我们太空采矿的中转站，月球上大量丰富的资源，将承担非常重要的任务。

包括帮助复合动力火箭补充化石燃料。

所以我们选择的是液体氢作为化石燃料。”

简单来说，如果只是去月球或者去火星，那么甲烷肯定是更好的燃料。

如果考虑到要在空间站和月球基地之间往返，那么液体氢毫无疑问是更好的选择。

月球表面制备氢气会比制备甲烷更加简单，考虑到月球背面零下183摄氏度，将氢气低温成液氢和制备化石燃料的冷却液也要容易的多。

听陈元光说完开场白之后，林天旻用保重的表情看了杨嘉善一眼，因为这尼玛听起来就不是一年时间能搞定的，哪怕是光神。

不炸个十几次，可能连成功的边都摸不到。

他们至今都没听说过这类火箭爆炸的消息，所以保守估计也得要个三年才能研发成功。

“为了确保液氢不会爆炸，我们在发动机推力室外添加了一个碳纤维和玻璃纤维增强聚合物构建的外壳和在它内部则是添加了新型陶基复合材料，这两种材料分别命名为c1和c2。”

把宝压在氢能源的霓虹车企要是知道了华国研发了这玩意，他们哪怕采用股份置换的方式都得把这两种新材料的制备工艺给买下来。c2其实就是基于霓虹一家叫东丽的12k纤维进行的优化。

为了从东丽手里买下12k的工艺，是由表面上的华国民营企业去完成的这笔交易。

“然后我们在推力室的中间增加了c1垫片，腔室的左端和右端分别是喷油器和c2的火箭喷嘴。

大家可以看到c1垫片是一根缠绕在细丝上的管子，带有纵向纵梁，因为它还需要为冷却剂提供通道。而垫片则有助于将液氢均匀分布在c2的周围，并防止c2内壳发生移动。

这种设计的优点是，它将热载荷与外壳承载的压力载荷进行了分离，极大程度上减小了氢气砰的一下爆炸的风险。

因为大家需要知道如果腔室是单壳体或整体壳体，那么它必须同时承受压力和温度负荷。

根据超级计算机的计算，这种腔室的使用寿命会比传统的金属腔室长得多，传统的金属腔室通常因热负荷而失效。这些热负荷是由系统中的巨大温差引起的，从氧化剂和燃料的低温到燃烧过程中的高温。它即便是采取液氢，它的寿命也至少能够进行10次的发射。

c2材料除了应用在内壳上，我们还将它用来进行蒸腾冷却”

等一天的会结束之后，在食堂吃晚饭的时候，林天旻问：“老大，你听懂了吗？”

杨嘉善摇头：“我只能说我大致知道光神的设计思路，但你说听懂，确实算不上听懂。

我估计回去还得拿着材料好好理解每一个名词的意思，以及过去有哪些火箭是这样设计的。

即便没有火箭这样设计，起码也找找nasa类似的概念设计来看看。

不然我感觉我完全就是一头懵的状态。

这个设计思路过于疯狂了，我在听完之后我感觉它不发生爆炸，完全是寄希望在c2的新材料上。

虽说用了很多新鲜设计，不管是蒸腾冷却也好，内外负载分离也好，但根本还是出于对c2的信任。

在没有发射以前，我也不知道到底会不会成功。”杨嘉善觉得今天大脑被灌输了太多内容，回去要好好消化一下。

“从热学的角度来看，蒸腾冷确实最有效的冷却方法，通过光神介绍的材料的微孔特性，在需要的地方提供连续的冷却剂膜。使用薄膜冷却时，在腔室壁保持额外的薄膜层。

但是这种冷却方式的问题也很大，像在再生冷却中，加热的冷却液在冷却燃烧室后被送入喷油器头，它会造成整个系统热效率的降低。”林天旻说。

“没错，这就是看伱的取舍，按照光神刚刚介绍的，它缺失的热效率能够由第三级的电驱动发动机进行弥补。”杨嘉善说。

林天旻恍然大悟，“我明白了，因为光神今天一天都在讲整个第二级的动力系统，导致我压根不记得它是一个复合动力的火箭。

还停留在它是化石燃料火箭上，所以一直在想蒸腾冷却带来的热效率损失怎么办。

有第三级的电动动力，那这个问题就不是问题了。

这也是复合动力能够弥补，化石燃料火箭无法弥补的缺陷。”

“没错，复合动力火箭的优势肯定是非常巨大，但与之而来的是，它的难度也无比巨大。

光神今天介绍了这么多，看上去好像设计工作都已经完成了大半，但我总感觉事情不会那么顺利。

像这种航天领域开天辟地的壮举，一次就发射成功不现实。

不炸个两三次，我都要怀疑我们是不是用的液氢了。”

“炸一炸也挺好，光神不会因为火箭爆炸而迁怒大家，不过你想短期内回申海，应该不现实了。”