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第141部分(1 / 2)

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文章不长,标题是《先进推进技术》,涉及到宇航动力研究所下属的所有实验室,即化学发动机实验室、核发动机实验室、离子发动机实验室、反重力实验室和宇航动力学实验室。

“什么叫先进推进技术?”汉密尔顿的文章开篇来了个反问。

“所谓先进推进技术,就是超过现有水平的技术,对宇航动力来讲,就是最大限度地提升发动机性能和研发新型发动机。”

化学发动机实验室的产品类型丰富,氢氧发动机系列有ARD-0103,0502,02002,03002和04001,实现了成本和性能的完美统一。

李庄一看代号,便不由得乐了,公司上下在命名上偷懒成风。ARD的意思是ASA常规发动机,“0”是氢氧机的代号,型号最后的数字是改进的次数。氢氧发动机系列的推力有10吨、50吨、200吨、300吨和400吨等五个级别,难得他们开发了这么多发动机。计算机专家想想可能跟公司的制氢储氢方面的研究水平有关,氢氧发动机比冲高,可以轻松两级入轨。

威州有九座氢燃料电池电站,氢氧的制备量可能是世界上最多的,到处可见清洁能源。

李庄认识制氢储氢实验室主任,他是新能源实验室时期的老员工,名字很有趣,叫姚佑才,大家平常都叫他“有才”。姚博士个头不高,人很严肃,确实很有才。ASA的所需的液氢液氧由这个实验室负责,成本比CNSA要低得多,甚至比NASA还低。

制氢储氢项目原本是为氢燃料电池汽车准备的,现在看来这东西推广遥遥无期,不是不先进,而是成本和安全问题。制氢储氢实验室已经转变了方向,每天忙得不亦乐乎,光公司内部氢氧的需求量就不是个小数目。

液氧煤油发动机系列有ARD-14403和19501两种,后者去年做过飞行试验,目前还在完善阶段。ARD-19501是超级推力的单喷嘴化学发动机,海平面推力可以达到950吨,真空比冲320秒,海平面比冲287秒。

液氧甲烷发动机系列有ARD-22001和ARD-24001两种,试车顺利,但这个系列是非主流,介于氢氧机和液氧煤油机之间,而公司的氢氧机和液氧煤油机都很成熟,八年中只出过两次事故,发射成功率极高。不少人看好的液氧甲烷机的位置很尴尬,但一直在改进中,也许有其他的用途。

公司固体火箭发动机的型号有数十种,ASA的产品占了一半。用于宇航的固体发动机从小推力的50公斤级到大推力的一千吨级都有,代号是ARD-3。凡以3开头的都是指固体发动机,倒数第二位的数字代表推进剂的类型。

固体发动机与液体发动机相比,结构简单,推进剂密度大而且易存储,但比冲小,工作时间短,加速度过大不容易控制,重复启动困难。ASA的登月舱推进有两种方案,一种是固体发动机,另外一种是液体发动机,前者不容易控制,后者在月球的极端气温下保存成本高。从卡捷级的表现来看,固体发动机群达到了设计目的,从月面起飞并顺利完成了与轨道舱的对接。

阿波罗计划登月舱使用的是四氧化二氮和肼类液体常温推进剂,接触可自燃,可靠性高,这也是CNSA以前发射成功率相对较高的原因,不像氢氧发动机的燃料储存容易出问题。

常用的四氧化二氮N2O4和偏二甲肼UDMH对环境污染大,两者都有剧毒,前者腐蚀性大,后者还能致癌,无数从事推进剂研究及生产的工作人员患上了肝病及癌症。六年前联合国环境保护署UNEP牵头禁用了这种双组元自燃推进剂,只有极少数国家没有签字。航天从业者听到消息弹冠相庆,他们以前就巴不得这些要命的东西早点消失,只是它的门槛低,外加很多洲际导弹都用这类推进剂,所以一直无法彻底淘汰。

ASA的化学火箭发动机都使用清洁燃料,一开始就是走这个路线,公司高层没有给它的前身宇航科技研究院任何压力,知道这事急不得。

超燃冲压发动机和脉冲爆炸波发动机都是WLMS军用飞行器分部的研究成果,ASA只搞宇航用的发动机,WLPS生产和研发的都是民用品,它的业务范围与WLMS不同,交叉部分则由联合调度中心协调利益分配。

非 常(炫…书…网)规推进技术中最常见的就是电发动机,可以利用太阳能、同位素电池和核反应堆的电力。按加速工质的方式不同,电发动机有电热发动机、静电发动机和电磁发动机的三种类型。

电热发动机利用电能加热氢、胺等工质,使其气化,经喷管膨胀加速后,由喷口排出产生推力。静电发动机的工质(汞、铯、氢等)从贮箱输入电离室被电离成离子,然后在电极的静电场作用下加速成高速离子流而产生推力。电磁火箭发动机是利用电磁场加速被电离工质而产生射流,形成推力。电发动机具有极高的比冲(700~25000秒)、极长的寿命(可重复起动上万次、累计工作可达数万小时),但产生的推力小。

ASA用AID代表这类发动机,AID-1是电磁发动机,AID-2是静电发动机,AID-3是电热发动机。

AID-1即可变比冲磁等离子发动机和微波等离子发动机,是离子发动机实验室的主力研发方向。AID-2使用的工质是氙或汞,内部也称为离子发动机。AID-3使用的工质是胺,它的用途是快速转向,弥补AID-1和AID-2的不足,最常见的使用方式是AID-3配合AID-1。AID-1和2有同质化的倾向,两者的后续产品越来越接近。ASA最新设计的电磁发动机已经兼容两种推进方式的优点,当然这跟公司的习惯有关。

核发动机实验室还处于掩耳盗铃的保密状态,玩的仍是“宁叫人知,莫叫人见”的那套,知道董事长大人是始作俑者,汉密尔顿这次一并列出来。

如果上述的是常规先进推进技术,核发动机则属于略带科幻色彩的先进推进技术。ASA研制成功的是固体堆芯核裂变发动机,推进剂为液氢,比冲860秒,跟NASA的同类产品相当。核裂变发动机项目组正在研制是气体堆芯核裂变发动机,设计比冲7000~10000秒,推力可调,推进剂为液氢或液氮。

固体堆芯核裂变发动机的代号是AND-1,气体堆芯的则是AND-2,这是ASA仅有的两种研究和改进项目。如果AND-2研发成功,登陆火星的载人飞船将以它为主动力。ASA的计划是十年内登上火星,建立小基地。

核裂变发动机的防护很麻烦,正如古巴耶夫所说,氘氦三核聚变发动机才是最适合在太阳系内行走的动力,燃料丰富,推力极大,比冲可达一百万秒。易组合,易防护,大推力可以使用液氢或液氮作推进剂,中小推力则与离子发动机配合。

ASA的太阳系外探测器将使用氘氦三核聚变发动机、等离子发动机和激光推进复合动力。至于时间表,管理层在密谋,但李庄不知道,也没问。他目前最感兴趣的就是月球、火星、木卫二和土卫六,另外金星可以看看。

核聚变发动机在ASA的代号是ATD,氘氚聚变发动机为ATD-1,氘氦三聚变发动机为ATD-2,反应堆主要使用惯性约束技术,超声波核聚变是备选,但李庄这个科普级人士认为不靠谱。

化学发动机、电发动机和核发动机都属于可以想象的范围,电磁轨道炮发射小型卫星没被ASA上下认为是同类,连代号都懒得给,因为这个项目的主导是WLMS,幸好没有出现NASA和花旗国空军吵架的情况。

剩下都是另类的推进方式,ASA给离子风发动机的代号是AID-5,正式接纳了这个小实验室。ASA高层对这种无法在真空中使用的发动机很关心,认为它有前途。

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