第516章 拯救Df-1!
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入冬了,一股紧张而焦灼的气氛却已经笼罩了五院的某个核心实验室,甚至比严冬更让人心头发冷。何雨柱刚解决完车间问题回来,到办公桌连口水都没有来得及喝,就被副院长一个电话直接叫到了办公室。
推开门,他就感觉到不对劲。副院长背对着门口,望着窗外,手指间夹着的烟已经积了长长一截烟灰,往常挺直的背影此刻竟显得有些佝偻。
以往,他可是从不抽烟的!
办公室里还坐着两位头发花白的老专家,都是五院动力系统的泰斗,此刻也都是眉头紧锁,面沉如水。
“雨柱,回来了?情况紧急,长话短说。”副院长转过身,脸上是掩饰不住的疲惫和凝重,“我们仿制的‘Df一号’液体火箭发动机,出大问题了。”
何雨柱心里一凛。“Df一号”,这是共和国航天事业的起步,是压倒一切的任务!
“什么问题?”何雨柱沉声问。
“试车!过不了关!”一位姓刘的老专家用力捶了一下沙发扶手,声音沙哑,“
每次地面试车,推到额定工况的百分之七十,燃烧室压力就开始剧烈震荡,像打摆子一样!紧接着就是‘嘭’一声——熄火!
严重的时候,甚至发生过部件烧蚀!连续五次试车,五次失败!一模一样的故障!”
另一位陈老专家补充道:“我们查遍了所有可能的原因。
燃料、氧化剂的配方和比例,核对过无数遍;涡轮泵的流量和压力,反复校准; injector(喷嘴)的设计和加工精度,请了最好的老师傅用放大镜看,也没发现问题。所有环节,单独测试都正常,可一合起来,到那个临界点就崩溃!”
副院长走到何雨柱面前,目光灼灼:“所有的常规思路都走不通了。
雨柱,我知道你脑子活,路子野,善于从意想不到的角度解决问题。
这次,‘Df一号’发动机的稳定燃烧这道坎,你必须想办法给我迈过去!这是死命令!没有退路!”
何雨柱感到了前所未有的压力。这不是简单的部件故障,而是涉及燃烧物理、流体力学、控制理论的复杂系统性问题,是火箭心脏的“顽疾”。
他没有丝毫推辞,立正敬礼:“是!保证完成任务!”
他直接扎进了位于大山深处的火箭发动机试车台。
这里的气氛更加压抑,巨大的试车台像一头沉默的巨兽,旁边散落着上次试车失败后更换下来的、带着烧蚀痕迹的部件。
技术人员和工人们脸上都带着挫败感和焦虑。
何雨柱没有急于发表意见,他像一头猎豹,静静地观察和感知。
他调阅了所有五次失败试车的海量数据记录,那一条条剧烈跳荡然后戛然而止的压力曲线,像垂死病人的心电图,触目惊心。
他守在控制室,亲眼目睹了第六次试车。当指挥员倒数到零,按钮按下,发动机发出震耳欲聋的咆哮,烈焰从喷管中喷涌而出,数据曲线平稳上升……
所有人的心都提到了嗓子眼。当工况推到百分之六十八左右时,何雨柱敏锐地注意到,虽然主压力参数还在正常范围,但某个高频振动传感器的读数开始出现极其细微的、不规则的毛刺。
紧接着,几乎是一瞬间,主燃烧室压力曲线像失控的野马,开始疯狂上下震荡,几秒钟后,屏幕上的数据流彻底消失,只剩下试车台那边传来的沉闷熄火声和弥漫的硝烟。
“又失败了……”有人绝望地低语。
何雨柱却猛地站了起来,眼睛死死盯住那段最初出现异常毛刺的数据:“等等!问题可能不是出在宏观的燃料供应或者结构上,而是更微观的‘燃烧不稳定性’!”
“燃烧不稳定性?”在场的专家们面面相觑。这个概念在当时国内的工程界还非常前沿和抽象。
“对!”何雨柱快速走到黑板前,画了一个简单的燃烧室示意图,
“燃料和氧化剂在燃烧室内混合、雾化、燃烧,这个过程会产生声波。
如果燃烧释放能量的频率,恰好与燃烧室这个‘空腔’的某个固有声学频率耦合,就会产生正反馈,导致压力和热释放率剧烈振荡,就像在房间里对着某个特定频率喊叫,声音会特别响亮甚至震碎玻璃一样!”
他指着那段高频振动数据的毛刺:“看这里!这就是燃烧不稳定性开始的‘种子’,是特定频率的声压波动!
它一旦被放大,就会迅速破坏燃烧过程,导致压力崩溃,最终熄火甚至爆炸!”
一位负责燃烧理论的老研究员扶了扶眼镜,质疑道:
“何主任,你这个推断很大胆。但就算知道了是燃烧不稳定性,怎么解决?改变燃烧室形状?那整个发动机设计都要推倒重来!时间根本来不及!”
“不一定需要大动干戈!”何雨柱目光锐利,“我们可以尝试‘阻尼’掉这个危险的频率!就像给音叉加上橡皮泥,它就不响了。”
他提出了一个极其大胆甚至被视为“异想天开”的方案——在燃烧室内壁,特定波腹(压力波动最大的位置)的区域,加装一组特制的 “声学阻尼器” ,或者说 “抗振隔板” 。
这个方案一提出,立刻引发了激烈争论。
“在两千多度高温、几十个大气压的燃烧室里加装额外的结构?这结构本身会不会先被烧毁?
会不会引起新的流动分离和燃烧问题?太冒险了!”保守派的专家强烈反对。
“这是心脏动手术!万一失败了,整个燃烧室就废了!”有人担忧。
何雨柱据理力争:“我们可以选用耐高温陶瓷基复合材料来制造这些阻尼隔板,设计成特殊的蜂窝状结构来增强冷却和抗热震性能。
它们的形状、位置和数量,可以通过计算燃烧室的声学模态来确定,精准打击!这是目前看来,代价最小、周期最短的解决方案!”
争论持续了三天。最终,在副院长和几位力排众议的老专家支持下,何雨柱的方案获得了尝试的机会。
接下来的日子,何雨柱带领着一个临时的攻关小组,没日没夜地投入工作。
计算燃烧室的声学特征频率,确定阻尼隔板的最佳安装位置和几何形状,与材料研究所协同攻关新型陶瓷基复合材料的制备和测试……
每一个环节都充满了挑战。
他几乎住在了办公室和实验室,计算尺和图纸铺满了整个房间。
一个月后,经过无数次模拟计算和地面冷态试验验证,带着精心设计和制造的声学阻尼隔板的新燃烧室,被小心翼翼地安装到了试车发动机上。
第七次试车那天,整个基地的气氛凝重到了极点。各级领导都来了,所有人都明白,这次如果再失败,对士气和项目的打击将是毁灭性的。
何雨柱站在控制室最前方,双手紧紧握成了拳,手心里全是汗。他能听到自己心脏咚咚直跳的声音。
“十、九、八……三、二、一!点火!”
轰——!!!
熟悉的巨响声再次响起,烈焰喷涌。数据曲线平稳上升。
百分之五十……百分之六十……百分之七十!
所有人的呼吸几乎停止,目光死死盯住那条代表燃烧室压力的红色曲线。
过了!压力曲线平稳如镜,只有细微的正常波动!那个曾经导致崩溃的临界点,被稳稳地迈了过去!
百分之七十五……百分之八十……百分之九十……百分之一百!
“额定工况达到!运行稳定!”监测员的声音带着颤抖的狂喜。
“持续运行三十秒!”
“运行稳定!”
“持续运行六十秒!”
“运行稳定!”
当试车程序圆满结束,发动机关机的那一刻,控制室里没有立刻响起欢呼,而是陷入了一种诡异的寂静。
所有人都仿佛不敢相信自己的眼睛,直到副院长第一个反应过来,猛地转过身,紧紧抱住了何雨柱,用力拍着他的后背,声音哽咽:
“成功了!柱子!我们成功了!你立了大功了!天大的功劳!”
瞬间,控制室被震耳欲聋的欢呼声、掌声和泪水淹没!
几位之前质疑最激烈的老专家也走上前,紧紧握住何雨柱的手,老泪纵横:“后生可畏!后生可畏啊!
何主任,是我们老眼光了!你这‘声学阻尼’的思路,救了‘Df一号’,也给我们上了深刻的一课!”
何雨柱被众人簇拥着,看着屏幕上那条完美平稳的曲线,一直紧绷的神经终于松弛下来,巨大的疲惫和喜悦同时涌上心头,他只觉得眼眶发热,一句话也说不出来。
他只知道,共和国航天史上第一个液体火箭发动机的“燃烧稳定性”难题,被他和他带领的团队,用智慧和勇气,硬生生地啃了下来!
当晚,基地破例举行了简单的庆功宴。何雨柱被灌了不少酒,但他心里无比清醒和明亮。
他走出喧闹的食堂,看着远处群山背后初升的月亮,清冷的月光洒在他身上。
他的目光望向深邃的夜空,那里,是火箭将要飞向的地方!
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