黑巖小說(shuō)

第1043章 斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)驗(yàn)（第1頁(yè)）

將首次公開展示其十年磨一劍的核心成果——采用新型燃料構(gòu)型的斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)（obliquedetonationEngine，odE）原理樣機(jī)，在真實(shí)飛行模擬環(huán)境下的穩(wěn)定點(diǎn)火與持續(xù)運(yùn)行。

“北極星”實(shí)驗(yàn)室并非傳統(tǒng)意義上的科研設(shè)施，而是一座集成了極端環(huán)境模擬能力、超高精度測(cè)控系統(tǒng)與多物理場(chǎng)耦合分析平臺(tái)的“未來(lái)引擎搖籃”，也是尼古拉花費(fèi)巨資打造的最新型俄國(guó)風(fēng)洞之一。

整個(gè)實(shí)驗(yàn)室占地超過(guò)8平方公里，主體結(jié)構(gòu)深入花崗巖層，以抵御地震與電磁脈沖干擾。其核心為一座世界最大的連續(xù)式高焓風(fēng)洞——“極光-9”，可模擬從海平面至100公里高空、馬赫數(shù)0。5至16的全飛行包線氣流環(huán)境。

風(fēng)洞主測(cè)試段長(zhǎng)達(dá)120米，內(nèi)徑3。5米，采用液氮冷卻的雙層壁面設(shè)計(jì)，確保在持續(xù)10分鐘、溫度高達(dá)3200K的高溫燃?xì)鉀_刷下結(jié)構(gòu)不變形。

氣流由遠(yuǎn)東南方汽輪機(jī)廠定制的Gdt燃?xì)廨啓C(jī)群驅(qū)動(dòng)，經(jīng)多級(jí)壓縮與加熱后，通過(guò)拉瓦爾噴管加速至目標(biāo)速度。尤為關(guān)鍵的是，

該系統(tǒng)配備了由敖德薩數(shù)控機(jī)床公司研制的“量子級(jí)”主動(dòng)流場(chǎng)調(diào)控陣列，可在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)對(duì)來(lái)流進(jìn)行微調(diào)，實(shí)現(xiàn)±0。01馬赫的精確控制，為斜爆轟波的穩(wěn)定起始創(chuàng)造了近乎理想的初始條件。

數(shù)據(jù)采集方面，實(shí)驗(yàn)室部署了超過(guò)12萬(wàn)組傳感器，涵蓋壓力、溫度、熱流、組分光譜與高速紋影成像。其中，由索洛維耶夫集團(tuán)提供的耐高溫單晶光纖探針，可直接插入燃燒室前緣，實(shí)時(shí)捕捉爆震波鋒面的壓力躍變過(guò)程。

所有數(shù)據(jù)通過(guò)專用光纖網(wǎng)絡(luò)傳輸至中央AI分析平臺(tái)“伏爾甘”，該系統(tǒng)基于馬達(dá)西奇提供的航空發(fā)動(dòng)機(jī)故障預(yù)測(cè)模型演化而來(lái)，具備每秒處理2。3pb數(shù)據(jù)的能力，能在試驗(yàn)過(guò)程中即時(shí)判斷燃燒穩(wěn)定性并動(dòng)態(tài)調(diào)整供油策略。

本次試驗(yàn)代號(hào)“曙光破曉”，目標(biāo)是在馬赫8的來(lái)流條件下，實(shí)現(xiàn)斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)的自持燃燒，并維持穩(wěn)定推力輸出不少于250秒。

而測(cè)試的發(fā)動(dòng)機(jī)也經(jīng)過(guò)多項(xiàng)技術(shù)升級(jí)，其中燃料噴射系統(tǒng)：采用馬達(dá)西奇動(dòng)力公司研發(fā)的電磁脈沖閥，實(shí)現(xiàn)每秒10萬(wàn)次的燃料脈沖噴射，確保爆震波持續(xù)穩(wěn)定。

熱防護(hù)體系：索洛維耶夫集團(tuán)開發(fā)的碳化鉭-陶瓷復(fù)合材料，成功將燃燒室壁面溫度控制在2800c以內(nèi)，較傳統(tǒng)鎳基合金提升40%耐溫能力。

發(fā)動(dòng)機(jī)控制器是由北極星實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，可根據(jù)爆震波傳播參數(shù)實(shí)時(shí)調(diào)整燃料供給量，誤差控制在±0。3%以內(nèi)。

上午9時(shí)17分，隨著尼古拉一聲令下，“極光-9”風(fēng)洞啟動(dòng)。Gdt機(jī)組全功率運(yùn)轉(zhuǎn)，壓縮空氣經(jīng)預(yù)熱段升溫至1200K后注入主測(cè)試段。

10時(shí)03分，氣流速度穩(wěn)定在馬赫8。1，雷諾數(shù)達(dá)到飛行高度30公里時(shí)的等效值。此時(shí)，安裝于測(cè)試臺(tái)的斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)原型機(jī)開始預(yù)冷與惰化。

該發(fā)動(dòng)機(jī)采用軸對(duì)稱雙模設(shè)計(jì)，前端為傳統(tǒng)預(yù)燃室，用于在低速段點(diǎn)燃?xì)錃?空氣混合物，產(chǎn)生初始激波；后端為主燃燒室，內(nèi)置由3d打印一體化成型的復(fù)雜進(jìn)氣道與燃料噴射陣列。

燃料為馬達(dá)西奇與科學(xué)院聯(lián)合開發(fā)的Rp3航空煤油，具有更高的比沖與更低的結(jié)焦傾向。后續(xù)改進(jìn)的話，還可以使用普通的航空煤油。

10時(shí)12分48秒，燃料系統(tǒng)啟動(dòng)。在AI“伏爾甘”的精確控制下，氣體以超音速橫向射流方式注入激波誘導(dǎo)區(qū)。高速紋影圖像顯示，一道清晰的斜激波在進(jìn)氣唇口形成，隨后在其下游約15厘米處，出現(xiàn)明亮的弧形發(fā)光帶——這是斜爆轟波成功起始的標(biāo)志性特征。

“檢測(cè)到壓力躍升！Δp=2。8mpa，溫度峰值3150K，符合斜爆轟理論曲線！”控制室內(nèi)響起熱烈掌聲。數(shù)據(jù)顯示，爆震波角穩(wěn)定在32。7度，與設(shè)計(jì)值誤差小于0。5度，表明燃料混合與激波聚焦達(dá)到了前所未有的精度。

然而挑戰(zhàn)隨即而來(lái)。10時(shí)20分，燃燒室后段出現(xiàn)輕微振蕩，AI系統(tǒng)立即介入，微調(diào)燃料噴射相位與流量分布。得益于敖德薩公司提供的納米級(jí)壓電噴嘴，調(diào)節(jié)響應(yīng)時(shí)間縮短至0。3毫秒，僅用兩個(gè)燃燒周期便恢復(fù)穩(wěn)定。

至10時(shí)18分，發(fā)動(dòng)機(jī)已持續(xù)工作300秒，推力輸出平穩(wěn)，比沖達(dá)到理論值的94。7%——“曙光破曉”任務(wù)宣告圓滿成功。

這已經(jīng)是第三種爆震發(fā)動(dòng)機(jī)成功實(shí)驗(yàn)了，此前關(guān)于脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（pdE）和旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（RdE）都相繼在這兩年內(nèi)獲得成功。雖然尼古拉不知道哪一條路線是正確的，但尼古拉不差錢，于是三條研究方向都在走。

好處也是顯而易見的，在某些技術(shù)方面，三者是共通的，還可以相互驗(yàn)證三者的優(yōu)劣勢(shì)。從今天的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，斜爆轟發(fā)動(dòng)機(jī)（odE）可能是最好的那一個(gè)，畢竟他用的是常規(guī)的航空煤油燃料，相對(duì)來(lái)說(shuō)更加有優(yōu)勢(shì)。

脈沖爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（pdE）：作為最早成熟的爆震形式，pdE已在去年2月由俄科學(xué)院新西伯利亞拉夫連季耶夫流體動(dòng)力學(xué)研究所及莫斯科航空學(xué)院等科研單位共同完成航天級(jí)液體燃料測(cè)試。

其優(yōu)勢(shì)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、啟動(dòng)可靠，適用于戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈與可重復(fù)使用航天器的第一級(jí)推進(jìn)。本次斜爆轟實(shí)驗(yàn)所用的初始點(diǎn)火系統(tǒng)，即源自pdE的技術(shù)積累。

旋轉(zhuǎn)爆震發(fā)動(dòng)機(jī)（RdE）：在2011年由俄國(guó)科學(xué)院動(dòng)力分院負(fù)責(zé)人雅克索夫和太平洋大學(xué)共同完成初步實(shí)驗(yàn)，采用環(huán)形燃燒室設(shè)計(jì)，爆震波沿周向持續(xù)傳播。

RdE在中等馬赫數(shù)（4-6）區(qū)間效率極高，且推力波動(dòng)小，被視為下一代高超聲速巡航導(dǎo)彈的理想動(dòng)力。其燃料霧化與點(diǎn)火控制算法，正在反哺odE的燃燒穩(wěn)定性研究。

（本書內(nèi)容純屬架空歷史，不要過(guò)分解讀，如有雷同純屬巧合。）