学霸的军工科研系统 第1460章 吸热型碳氢燃料

随着马赫数的提高，燃烧室内的气流速度不断增加，主屏幕上显示的压力分布图也随之开始发生变化，激波角度逐渐变陡，高温区域缓慢向前扩展。

“马赫数3.0稳定，燃烧效率74%，略低于预期，但仍然高于基础值。”

刑牧春转头看向常浩南，：

“温度分布与您的数值模拟几乎一致。”

后者却并未接茬，只是大步走近温度监控台，仔细观察着那幅彩色图像。

红色高温区现在已经占据了燃烧室后部三分之一的范围，前端呈现出不规则的波浪形状——这正是激波与燃烧相互作用形成的特征。

“第三次实验，继续提升至5.0，注意观察隔离段压力波动。”

常浩南下令道，脸上却已经挂上了些许担忧。

他并不担心燃烧效率降低导致的比冲问题，但碳氢燃料在超燃冲压发动机当中的意义并不只是提供推力，还有冷却。

马赫数5.0是亚燃模态的上限。随着速度接近这一临界点，燃烧室内的气流变得极不稳定。激波在狭窄的空间内来回反射，与火焰前锋相互作用，产生复杂的压力振荡。

“隔离段压力波动幅度加大，但仍处于安全范围内。”

操作员的声音带着一丝紧张。

常浩南的目光在多个监控屏幕间快速切换。燃烧室的表现比他预想的还要好，但真正的挑战还在后面——模态转换。

“准备切换至超燃模态。”

常浩南下达了关键指令。

模态转换是双模态冲压发动机最危险的阶段之一，稍有不慎就会导致燃烧室不起动或者热力壅塞溢出。

同时也将是唯一涉及到进气道形态变化的过程。

当然，今天的测试只是模拟燃烧，甚至都没有一个真实存在的进气道。

“燃料喷射模式切换中。”

“点火系统重新配置。”

“……”

一系列操作在几秒钟内完成。主屏幕上的数据流突然变得密集。

在燃烧室内，气流速度已经超过了音速——燃料必须在气流以超音速通过燃烧室的极短时间内完成混合、点火和燃烧。

三秒钟的沉寂后，压力曲线突然稳定下来。

“超燃模态建立成功！”一名工程师几乎从座位上跳了起来：

“燃烧效率突破80.5%，并持续上升！”

凌霄-1的绝大多数飞行时间毕竟还是处在高超音速工况下，因此整个设计也有限倾向于超燃模态，加之更高的燃烧室温度，燃烧效率势必要比之前更高。

刑牧春快步走到常浩南身边，指着温度分布图：

“常院士，您看这个激波结构.简直跟您去年那篇报告里的数值模拟一模一样！”

屏幕上，高温区呈现出一种奇特的分层结构，就像被无形的手精心排列过。这正是超燃冲压发动机特有的斜激波系与燃烧释热区耦合形成的复杂流场。

常浩南嘴角微微上扬，但很快又恢复了严肃：

“继续提升马赫数，目标12.5。”

随着速度进一步提高，燃烧室内的物理现象变得更加极端。

在超音速气流中，燃烧释放的热量不再均匀分布，而是集中在若干个斜激波的交汇区域，这些高温热点以惊人的速度在燃烧室内向前移动，给冷却系统带来巨大挑战。

“马赫数8.0……高温区前移至燃烧室中部。”

jf14风洞的每一轮工作循环都需要几个小时，当模拟测试来到8.0马赫的时候，窗外已经是明月高悬。

“马赫数10.0……隔离段入口出现温度升高迹象。”

常浩南注意到温度分布图上，红色区域已经占据了燃烧室的大部分空间，并且明显向进气道方向延伸，这正是他们设计的多点燃烧室的关键特性——在不同马赫数下，燃烧会自动在最优位置稳定。

随着模拟气流的总温和速度逐渐逼近jf14风洞的上限，大屏幕上数字跳跃的速度也终于开始降低，代表模拟流速一栏的数字艰难向上攀升，

“马赫数12.0……燃烧室壁面温度达到临界值85%！”

刑牧春突然提高了声音。

常浩南的视线快速转到温度控制台，屏幕上靠近隔离段的几个传感器已经变成了刺眼的红色，且数值仍然在不断上升。

“还有15秒达到目标马赫数。“操作员报告道。

常浩南的大脑飞速运转。理论上，材料应该能撑到测试结束，但温度上升速度比预期快了约7%……

“壁温临界值92%！”

刑牧春的声音中带着明显的担忧。

就在这时，刺耳的警报声突然响彻整个实验室。

“警告！燃烧室壁面温度超过安全阈值！冷却系统效能不足！”

主屏幕上跳出了鲜红的警告框。温度曲线几乎呈垂直上升趋势，几个关键点的温度已经逼近了镍基高温合金的极限。

“立即中止测试！紧急关闭燃料供应！”

常浩南没有丝毫犹豫地下令，同时迅速拍下紧急停止按钮。

毫秒级的反应时间过后，燃料阀门关闭，风洞动力系统开始减速，主屏幕上的温度曲线在达到一个令人心惊肉跳的峰值后，终于开始缓慢下降。

实验室里一片寂静，只有设备冷却的嗡嗡声。

所有人都盯着那些逐渐回落的数字，直到确认燃烧室没有发生结构性损伤，才有人长舒了一口气。

“测试中止时马赫数达到12.3，接近目标值。”

操作员轻声报告，似乎有些担心遭到面前这位大佬的训斥。

尽管实验成败与他其实没有任何关系，但不免有些脾气暴躁的同志会控制不住自己的火气。

好在常浩南倒是没有什么心态波动，只是抬手揉了揉鼻梁。

虽然测试没有完全达到预定目标，但已经收集到了绝大部分关键数据，更重要的是，他们及时避免了可能造成设备损毁的灾难性后果。

“各小组立即开始数据分析，我要在两小时内看到初步报告。”

常浩南的声音恢复了平静：

“特别是冷却系统失效的原因。”

刑牧春走到常浩南身边，低声道：

“常院士，模态转换和超燃阶段的性能表现非常出色，几乎完全符合您的理论预测，只是……”

常浩南点点头：

“我知道，先看数据。”

两小时后，团队在会议室集结。

投影仪上显示着测试数据的初步分析结果，常浩南站在前面，激光笔点在一条曲线上。

“问题出在这里。”

他指向燃料冷却系统的温度梯度图：

“jp8燃料在通过冷却通道时，热解反应没有达到预期程度，对结果的分析显示燃料热沉比设计值低了约12%。“

刑牧春皱眉：

“但我们之前的计算和测试中，jp8的化学热沉是完全满足要求的。”

“缩比测试的马赫数上限是8.0。”

常浩南解释道：

“在更高速度下，壁面热流密度呈指数增长，而燃料在冷却通道中的停留时间却减少了……热解需要时间，这是化学反应动力学的限制。”

会议室里顿时响起低声的讨论。

等了几秒之后，他才继续道：

“好消息是，燃烧室本身的设计思路被证明是可行的，激波系结构、燃烧稳定性、模态转换效率都达到了预期，摆在我们面前的最大问题只有冷却问题。”

“改用高热沉燃料比如jp7，或者掺混一些环己烷”

一名年轻工程师提议。

“环己烷不适合我们的多任务需求，而jp7和jp8之间恐怕也没什么本质区别。”

常浩南摇头：

“我倾向于做两手准备，一是优化冷却通道几何形状，增加燃料停留时间，这样算是最简单的方案，但如果还是不够的话，就只能考虑改进燃料配方，降低热解活化能。”

他转向刑牧春：

“老邢，你负责第一个方案，带团队重新设计冷却通道……”

“……”

会议结束后，常浩南独自回到办公室里，看着电脑屏幕上的模拟测试结果。

他回想着刚才十几个小时里面那些令人振奋的时刻——

当激波系完美形成时，当超燃模态顺利建立时……那些瞬间，他能感觉到高超音速技术又向前迈进了一大步。

桌上的红色电话突然响起，常浩南看了一眼，是来自工建委领导的来电。

他深吸一口气，接通了电话。

“常院士，听说测试遇到些问题”

电话那头响起李忠毅的声音。

“是的，但总体是成功的。”

常浩南回答：

“我们验证了多设计点燃烧室的核心设计理念，只是冷却系统需要一些调整。”

“需要什么支持”

对方直入正题。

常浩南望向窗外渐亮的天色：

“眼下倒还不用，但需要石油化工口做好准备，我们很可能需要测试一批组分比较……特别，的碳氢混合燃料。”

李忠毅本就是石化系统出身，对于这样的要求自然马上应允。

“对了，还有一件事。”

正当常浩南准备挂断电话的时候，对面又话锋一转，打断了他的动作。

“什么”

“一点题外话，我们最近看到了一些报道……”

李忠毅的声音突然压低，而且语速放缓：

“虽然无法确定，但有很多迹象都表明，美国那边的x51a高超音速飞行器研制项目，似乎因为某些原因而发生了严重的停滞，据说是研发负责人被牵扯到了一桩情报安全事件当中……”