第1329章 從別人的錯誤中尋求啟發
第1329章 從別人的錯誤中尋求啟發
儘管在解體，以及隨後墜入水面的過程中遭受到了相當巨大的衝擊，但或許是由於所處位置的關係，那部分由輕質合金製成的進氣道殘片卻並沒有出現太多不可挽回的離奇形變。
在將其外形掃描進資料庫之後，技術人員並沒有進行太多「合理化推演」，就基本還原了其原本的面貌。
這對於後續的分析工作無疑是個巨大的利好——
合理化推演當然也有足夠的理論基礎作為支撐，但問題在於美國人的設計可能並沒有想像中那麼合理。
「常院士，更進一步的分析已經證明，這塊東西之所以能長時間漂在海面上，除去外形比較適合以外，還有另外一個重要原因是其壁面內部也被設計成了空心結構。」
刑牧春指著屏幕上大半個進氣道的3D建模，對常浩南介紹道：
「只不過，因為沒有更進一步的具體信息，所以無從判斷這些空間到底是用於冷卻液流道，還是單純出於減重而進行的設計。」
後者湊近顯示器，盯著剖面圖上的一系列三角形截面形狀看了一會兒：
「不太可能是冷卻液……」
常浩南搖搖頭：
「飛行器如果採用液體冷卻，基本都是直接用燃料作為換熱介質，而在海面上採集的一部分水樣之前就分析出來了，是一種以JP7航空燃料為基體，摻混了部分易燃金屬和金屬氧化物顆粒之後製成的……混合物，流動性本身就比較差，恐怕需要專門的燃料循環系統才能維持正常供應，很難想像還要再走過這麼蜿蜒曲折一段流道……」
這番分析頗為有理有據，刑牧春倒也沒有表達反對，只是露出稍顯困惑的表情：
「可是目前沒有證據表明，美國人掌握了和我們一樣的等離子體散熱的技術……如果不用額外冷卻手段的話，那光是高超音速飛行的氣動加熱，就足以讓飛行體因為熱脹冷縮而被拉長几厘米甚至更多……」
常浩南對此倒是想得開，自己手裡畢竟只是殘骸的一部分，這種技術細節沒法死摳，必須聚焦關鍵部分。
於是只是簡單回答：
「X51A的設計速度畢竟只有馬赫數6左右，氣動加熱情況還不是特別嚴重，如果能計算出氣動熱的分布情況，那麼還是可以靠結構設計來硬抗的……總之先別想這麼多了，讓一院那邊趕快按照這個參數製造全比例氣動模型，準備上風洞。」
刑牧春旋即起身，離開機房準備回辦公室打電話。
而負責風洞運行，剛才坐在邊上始終沒說話的姜宗霖這會兒也湊了上來：
「可能導致測試失敗的可能性有很多，不知道您準備從哪個部分開始測試？」
對於這個問題，常浩南這幾天早就有了打算。
因此，幾乎是不假思索地分析道：
「從雷達獲取到的表徵飛行參數來看，X51A維持了大約143秒的正常飛行，達到馬赫數5.45的最終速度並維持了9秒左右，然後幾乎是毫無徵兆地……至少在飛行軌跡上毫無徵兆地突然解體。」
「這種情況，不太可能是什麼累積性問題，大概率是超燃衝壓發動機的工作參數從一開始就不正常，積累到馬赫數5.4-5.5之間的某個臨界點之後，由於熱力壅塞，或者激波串驟然增強之類的原因，導致工作循環被徹底打亂，最終誘髮結構破壞。」
「所以，就從不同特徵馬赫數對應的氣體加熱量和進氣道溢流阻力開始，如果真是這部分出的問題，應該很快就能發現異常……」
姜宗霖聞言站起身：
「那我馬上就去準備！」
……
應該說，常浩南的運氣相當不錯。
儘管已經初步分析出了最有可能的事故誘因，但定性分析和定量計算永遠是難度完全不在一個水平線上的兩件事情。
原本，他只準備親自看看前面幾天測試的全過程，算是對大洋彼岸美國同行的設計水平有個初步認識，然後就把主要精力放在滑翔型乘波體的細節設計上。
結果僅僅是第一天的幾次啟動，就吹出了一組令人側目的數據……
「你們確定……進入燃燒室的氣流能超過音速？」
常浩南看著眼前的工作循環曲線圖，將信將疑地向身旁兩個人問道。
這個問題實在過於基礎，以至於風洞控制室內的空氣都因此而沉寂了一瞬間。
「當然……」
姜宗霖點點頭：
「單一個進氣道壓縮面沒辦法做完整的風洞測試，所以我們接上了一個標準的吻切錐前體和一個標準的等面積-擴張型串聯燃燒室，從理論上可以滿足超燃衝壓發動機啟動的最低條件一直模擬到略高於解體發生時的5.5馬赫……」
他一邊描述，一邊從電腦上調出了整理好的風洞運行日誌：
「可以看出在解體臨界點對應的速度附近，熱力壅塞消失，隔離段內激波串強度減小，燃燒區前激波串向燃燒室入口移動，燃燒室內的氣流肯定已經達到超音速了。」
確實，從運行記錄上似乎看不出什麼問題。
「但這些現象只能說明激波串出口處達到了超音速，由於邊界層未能完全附著的影響，燃燒室內的情況則不一定……」
「……」
常浩南自言自語地分析起來，臉上的表情先是變得疑惑，接著很快又轉為明悟，指著報告上的工作循環說道：
「你們看，在臨界點上，燃燒室內的工作循環是0-3-4*-9*，經過進氣道壓縮的氣流首先在等面積段內加熱到壅塞，然後在擴張管道內維持Ma=1的加熱，直至燃料熱量完全釋放，壅塞消失，確實符合超音速模態的特徵。」
「但越過臨界點來到5.5馬赫之後，燃燒室內的工作循環反而變成了0-3-3'-9'-9*，而且從3'到9'這個過程還是一個極限情況，實際擴壓程度不可能達到理想值，也就是在等面積段內加熱到壅塞時，燃料熱量還沒來得及完全釋放……」
實際早在他說到前半句結尾的時候，另外二人就也已經發現不對勁的地方了。
「這是個典型的亞音速擴壓過程？」
刑牧春驚呼出聲。
常浩南也對這個結論頗為意外，所以沒有急著下結論，而是回過頭去又檢查了一遍。
最終確定，剛才的分析過程並沒有什麼問題。
「所以，在速度逐漸逼近到5.5馬赫的過程中，X51A的超燃衝壓發動機反而異常回到了亞燃衝壓的工作狀態，使得循環出現異常，熱力壅塞重新出現並最終導致某處結構出現問題，最終解體……」
他初步推測出了整個過程。
這當然還算不上是追根溯源的事故「原因」，但也已經非常接近了。
「如果是這樣，倒是能解釋為什麼在超燃衝壓發動機正常啟動的前提下，飛行器卻被一個5.5馬赫的速度牆給限制了那麼長時間。」
刑牧春的語氣逐漸變得迷惑：
「可是好奇怪……怎麼會這樣？」
「這就不是靠一段進氣道外形能推測出來的事情了……」
常浩南把報告輕輕丟在桌子上：
「有可能是超燃衝壓發動機在設計過程中取了巧，想要通過過渡模態獲得儘可能高的隔離段壓比，結果因為某個小錯誤導致循環穩定性不夠，最終脫離了超燃衝壓狀態，也有可能是發動機啟動速度沒達到預設值，導致循環起點就出了問題，還有可能……」
在說出第三種可能之前，他的聲音卻戛然而止。
「還有可能……什麼？」
姜宗霖有些好奇地看了過來。
「這不重要。」
常浩南重新把那份報告扯到面前，並從旁邊隨手拿來一支筆，在那張循環參數曲線圖上畫了幾個箭頭：
「我突然想到，如果我們把這個過程反過來，就是在低速段讓發動機處於亞音速循環模態，高速段則進入超音速循環模態，是不是就能讓衝壓發動機同時具備亞燃和超燃兩種特性？」
(本章完)
儘管在解體，以及隨後墜入水面的過程中遭受到了相當巨大的衝擊，但或許是由於所處位置的關係，那部分由輕質合金製成的進氣道殘片卻並沒有出現太多不可挽回的離奇形變。
在將其外形掃描進資料庫之後，技術人員並沒有進行太多「合理化推演」，就基本還原了其原本的面貌。
這對於後續的分析工作無疑是個巨大的利好——
合理化推演當然也有足夠的理論基礎作為支撐，但問題在於美國人的設計可能並沒有想像中那麼合理。
「常院士，更進一步的分析已經證明，這塊東西之所以能長時間漂在海面上，除去外形比較適合以外，還有另外一個重要原因是其壁面內部也被設計成了空心結構。」
刑牧春指著屏幕上大半個進氣道的3D建模，對常浩南介紹道：
「只不過，因為沒有更進一步的具體信息，所以無從判斷這些空間到底是用於冷卻液流道，還是單純出於減重而進行的設計。」
後者湊近顯示器，盯著剖面圖上的一系列三角形截面形狀看了一會兒：
「不太可能是冷卻液……」
常浩南搖搖頭：
「飛行器如果採用液體冷卻，基本都是直接用燃料作為換熱介質，而在海面上採集的一部分水樣之前就分析出來了，是一種以JP7航空燃料為基體，摻混了部分易燃金屬和金屬氧化物顆粒之後製成的……混合物，流動性本身就比較差，恐怕需要專門的燃料循環系統才能維持正常供應，很難想像還要再走過這麼蜿蜒曲折一段流道……」
這番分析頗為有理有據，刑牧春倒也沒有表達反對，只是露出稍顯困惑的表情：
「可是目前沒有證據表明，美國人掌握了和我們一樣的等離子體散熱的技術……如果不用額外冷卻手段的話，那光是高超音速飛行的氣動加熱，就足以讓飛行體因為熱脹冷縮而被拉長几厘米甚至更多……」
常浩南對此倒是想得開，自己手裡畢竟只是殘骸的一部分，這種技術細節沒法死摳，必須聚焦關鍵部分。
於是只是簡單回答：
「X51A的設計速度畢竟只有馬赫數6左右，氣動加熱情況還不是特別嚴重，如果能計算出氣動熱的分布情況，那麼還是可以靠結構設計來硬抗的……總之先別想這麼多了，讓一院那邊趕快按照這個參數製造全比例氣動模型，準備上風洞。」
刑牧春旋即起身，離開機房準備回辦公室打電話。
而負責風洞運行，剛才坐在邊上始終沒說話的姜宗霖這會兒也湊了上來：
「可能導致測試失敗的可能性有很多，不知道您準備從哪個部分開始測試？」
對於這個問題，常浩南這幾天早就有了打算。
因此，幾乎是不假思索地分析道：
「從雷達獲取到的表徵飛行參數來看，X51A維持了大約143秒的正常飛行，達到馬赫數5.45的最終速度並維持了9秒左右，然後幾乎是毫無徵兆地……至少在飛行軌跡上毫無徵兆地突然解體。」
「這種情況，不太可能是什麼累積性問題，大概率是超燃衝壓發動機的工作參數從一開始就不正常，積累到馬赫數5.4-5.5之間的某個臨界點之後，由於熱力壅塞，或者激波串驟然增強之類的原因，導致工作循環被徹底打亂，最終誘髮結構破壞。」
「所以，就從不同特徵馬赫數對應的氣體加熱量和進氣道溢流阻力開始，如果真是這部分出的問題，應該很快就能發現異常……」
姜宗霖聞言站起身：
「那我馬上就去準備！」
……
應該說，常浩南的運氣相當不錯。
儘管已經初步分析出了最有可能的事故誘因，但定性分析和定量計算永遠是難度完全不在一個水平線上的兩件事情。
原本，他只準備親自看看前面幾天測試的全過程，算是對大洋彼岸美國同行的設計水平有個初步認識，然後就把主要精力放在滑翔型乘波體的細節設計上。
結果僅僅是第一天的幾次啟動，就吹出了一組令人側目的數據……
「你們確定……進入燃燒室的氣流能超過音速？」
常浩南看著眼前的工作循環曲線圖，將信將疑地向身旁兩個人問道。
這個問題實在過於基礎，以至於風洞控制室內的空氣都因此而沉寂了一瞬間。
「當然……」
姜宗霖點點頭：
「單一個進氣道壓縮面沒辦法做完整的風洞測試，所以我們接上了一個標準的吻切錐前體和一個標準的等面積-擴張型串聯燃燒室，從理論上可以滿足超燃衝壓發動機啟動的最低條件一直模擬到略高於解體發生時的5.5馬赫……」
他一邊描述，一邊從電腦上調出了整理好的風洞運行日誌：
「可以看出在解體臨界點對應的速度附近，熱力壅塞消失，隔離段內激波串強度減小，燃燒區前激波串向燃燒室入口移動，燃燒室內的氣流肯定已經達到超音速了。」
確實，從運行記錄上似乎看不出什麼問題。
「但這些現象只能說明激波串出口處達到了超音速，由於邊界層未能完全附著的影響，燃燒室內的情況則不一定……」
「……」
常浩南自言自語地分析起來，臉上的表情先是變得疑惑，接著很快又轉為明悟，指著報告上的工作循環說道：
「你們看，在臨界點上，燃燒室內的工作循環是0-3-4*-9*，經過進氣道壓縮的氣流首先在等面積段內加熱到壅塞，然後在擴張管道內維持Ma=1的加熱，直至燃料熱量完全釋放，壅塞消失，確實符合超音速模態的特徵。」
「但越過臨界點來到5.5馬赫之後，燃燒室內的工作循環反而變成了0-3-3'-9'-9*，而且從3'到9'這個過程還是一個極限情況，實際擴壓程度不可能達到理想值，也就是在等面積段內加熱到壅塞時，燃料熱量還沒來得及完全釋放……」
實際早在他說到前半句結尾的時候，另外二人就也已經發現不對勁的地方了。
「這是個典型的亞音速擴壓過程？」
刑牧春驚呼出聲。
常浩南也對這個結論頗為意外，所以沒有急著下結論，而是回過頭去又檢查了一遍。
最終確定，剛才的分析過程並沒有什麼問題。
「所以，在速度逐漸逼近到5.5馬赫的過程中，X51A的超燃衝壓發動機反而異常回到了亞燃衝壓的工作狀態，使得循環出現異常，熱力壅塞重新出現並最終導致某處結構出現問題，最終解體……」
他初步推測出了整個過程。
這當然還算不上是追根溯源的事故「原因」，但也已經非常接近了。
「如果是這樣，倒是能解釋為什麼在超燃衝壓發動機正常啟動的前提下，飛行器卻被一個5.5馬赫的速度牆給限制了那麼長時間。」
刑牧春的語氣逐漸變得迷惑：
「可是好奇怪……怎麼會這樣？」
「這就不是靠一段進氣道外形能推測出來的事情了……」
常浩南把報告輕輕丟在桌子上：
「有可能是超燃衝壓發動機在設計過程中取了巧，想要通過過渡模態獲得儘可能高的隔離段壓比，結果因為某個小錯誤導致循環穩定性不夠，最終脫離了超燃衝壓狀態，也有可能是發動機啟動速度沒達到預設值，導致循環起點就出了問題，還有可能……」
在說出第三種可能之前，他的聲音卻戛然而止。
「還有可能……什麼？」
姜宗霖有些好奇地看了過來。
「這不重要。」
常浩南重新把那份報告扯到面前，並從旁邊隨手拿來一支筆，在那張循環參數曲線圖上畫了幾個箭頭：
「我突然想到，如果我們把這個過程反過來，就是在低速段讓發動機處於亞音速循環模態，高速段則進入超音速循環模態，是不是就能讓衝壓發動機同時具備亞燃和超燃兩種特性？」
(本章完)