霍尔发动机难点是如何提高功率,当下功率是1oo千瓦,如何提高的5oo千瓦甚至1ooo千瓦确实是一个巨大的技术挑战。不过有一样确实是好事,也就是天晴研发霍尔发动机即可以给东方舟使用,也可以给子盛强使用。从某种程度上来说,东方舟和子盛强成了行业上的竞争对手,如果空天飞机可以飞的更远,还需要远航飞船吗?本来是两个不存在竞争关系的航天项目,因为天晴加入了子盛强这里,导致子盛强和东方舟成了竞争对手。包括我国五代机都是两家单位竞争,优胜劣汰,也就是成飞和沈飞竞争。结果成飞胜出,歼2o成了中国主力五代机,沈飞落榜,不过舰载机有技术优势扳回一局。
因为子盛强打算把空天飞机增加霍尔发动机,变成可以星际飞船的飞机了,和东方研发的星际飞船形成了竞争关系。航天部门高层领导准备在子盛强和东方舟两个人方案中选择一个,也就是最终星际飞行是继续沿用东方舟的星际飞船,还是使用子盛强的空天飞机尚未确定。他们两个是情敌不假,但是不存在事业上的竞争关系,如今事业上也出现了竞争关系。
子盛强和东方舟都向航天高层领导提供了技术方案,等待高层的评估和决策才能有下一步行动。东方舟的方案是需要巨型火箭一次性发射成功后远行,巨型火箭不可重复使用,所以发射成本太高,从而导致星际航行的成了天文数字。但是子盛强的空天飞机需要多次发射在太空组装成一个整体再远行,因为空天飞机可以重复使用,多次发射太空组合成本依然低廉。也就是给空天飞机加装燃料舱、核电站舱、推进舱、补给舱,空天飞机还要在具备大气层的外星着陆能力。因为外星球没有机场,所以只能垂直降落在外星球。空天飞机在该星球着陆之后,还要重新返回轨道舱和燃料舱推进舱重新对接才能返程。如果对火星有载人长期科研考察,必须要建设一座长期的火星地面舱,一部分人长期留在站内搞科研,另一部分人乘坐空天飞机返航。东方舟的星际飞船是一次性携带星际飞船、火星站、推进舱、核电站舱、燃料舱、补给舱、返回舱。星际飞船一直在火星轨道等候,火星站携带返回舱着陆火星,着陆后火星站留在火星供宇航员长期居住,返回舱返回火星轨道对接星际飞船之后就分离弃掉。一部分宇航员留在火星地面站,一部分宇航员返回到星际飞船,飞船发动机点火返回地球。
不论是空天飞机还是星际飞船,两种方案大同小异,只是成本相差甚远。空天飞机更节省成本,毕竟航天是非常烧钱的科研项目,降低成本确实很关键。航天高层最终决定使用子盛强的空天飞机方案,但是东方舟的星际飞船方案改为更远的星际无人探测器。也就是载人方案敲定了子盛强的空天飞机,子盛强增加了一个新的任务,工作压力更大了。代香玉很开心,毕竟男友子盛强事业上再次大展宏图。天晴也很开心,毕竟她有机会经常和喜欢的人见面了。
东方舟很失落,本来是胜券在握的科研项目被挖墙脚了,如今变成更远的星际飞行无人探测器。显然是技术等级降低了,因为无人探测不需要生命保障系统,不需要补给舱,不需要防宇宙射线、不要更复杂的设计。航天领导也不是偏袒子盛强,航天是要综合考虑的,技术可行性、安全性和成本都是要考虑的因素。东方舟的方案有点过于劳民伤财了,砍掉之后会大大降低成本,研发无人探测器成本相对低廉。相反子盛强的空天飞机项目只是一个延伸,总的科研预算增加不会太多,相对来说研发成本要低得多。相比于星际飞船方案,使用成本就更低了,因为可以重复往返,多次重复使用运送物资远比巨型一次性火箭省太多钱了。
因为爱情天晴研发霍尔发动机更有劲头了,带领团队夜以继日的努力中,希望早日实现技术突破。霍尔发动机最大的技术难点大功率,当下是1oo千瓦的霍尔发动机不足以星际飞行使用,必须研发成功5oo千瓦以上的霍尔发动机。霍尔发动机的原理是利用交叉电磁场捕获从阴极发射的电子,然后电子绕磁力线旋转,并且在放电区内进行角向漂移,这时候这股在漂移的电子电流就被称作霍尔电流,而漂移本身就被称为霍尔效应,同时推进剂分子从阳极进入环形放电室,然后和漂移电子相撞被电离成等离子体,这时候内部的磁场开始大显身手,将这些等离子体以极高的速度发射出去,从而获得了反作用力,也就有了动力。
霍尔发动机的大功率需要更强的磁场,更大的电压和电流,充足的电力供应,所以说空间核反应堆也必须实现突破才能实用化。天晴只负责大功率霍尔发动机,至于空间核反应专门有核工业负责人研发。天晴想到了我国的特高压技术,也许部分技术可以嫁接到大功率霍尔发动机上,只有超强的电流才能产生超强的推力。还需要研发超强磁场,所以稀土材料的超强永磁体研发也是一个重大课题,只有这两项技术都过关才能实现历史性突破。当然还要有足够的电能保障,空间核反应堆的功率也要达到要求,还需要用到超导体技术,因为超导可以瞬间增加电流强度。霍尔发动机和爆震发动机一样都是非常难以突破,但是两者的技术难点还是有所不同,天晴团队面临的压力甚至比当时代香玉更大。
超导技术我国全球领先,稀土工业也是我国优势项目,稀土永磁体而是我国技术全球领先,特高压也是我国领先全球的技术,只需要把技术优势集中起来,部分再实现点突破就能研发成功。特高压输变电技术是无法直接用在小小的航天器上的,因为体积太大占用空间太大,所以超导技术就可以解决,因为一根头发丝的超导电缆和胳膊粗的常规电缆的电压和电流都一样。不仅仅是输电电缆需要小型化,变压器也一样,使用超导体变电会大大缩小变压器的体积,但是可以把电压提高到特高压水准。因为特高压可以解决了,超强电磁体也就相应解决了,同样使用超导线圈满足超强电磁体。不过超强永磁体依然需要重点突破,一个超大可以解决一大堆问题,但是不能解决超强永磁体问题,因为航天器载重寸土寸金,霍尔发动机上不可能携带太大的永磁体。稀土钕铁硼永磁材料还是达不到技术要求,需要研发磁性更强的永磁材料,大功率霍尔发动机万事俱备只欠东风了。
稀土钕铁硼永磁材料是国际使用很久的永磁材料,我国永磁材料技术世界领先,但是依然不能达到超大功率霍尔发动机的使用水准。天晴材料团队和稀土钕铁硼永磁材料负责人展开联合技术攻关,希望早日实现突破,从而在霍尔发动机研制上创造一个新的历史。提高永磁体的强度是一个非常大的技术挑战,这不是电磁体只要电压高电流强就能做到。问题是电磁体会占用更大的空间,永磁体体积小方便安装使用,不管技术再难以推进,天晴都永不放弃,和团队及其合作方共同努力着。
代香玉的液氧甲烷爆震发动机研发已经接近尾声了,毕竟她的难度系数并不高,只是两种不同燃料介质而已。使用甲烷取代煤油,其喷流系统需要做一个小小的调整,特别是压力控制方面必须做微调,因为甲烷液体气化本身就产生一定的压力,不能像煤油那样完全靠自身产生压力完成喷射。至于燃料和氧化剂的雾化融合也是一个非常容易的事情,毕竟气体之间的融合比液体雾化更容易实现。这次研发对于代香玉来说简直是轻车熟路,一路披荆斩棘,达到了试车的程度。倒不是说代香玉也爱上了东方舟,她是非常反感东方舟,所以想尽快研发成功永远不再和东方舟共事。随着时间的推移,发动机试车时间越来越近了,准备就绪终于可以试车了。东方舟也特意来观摩,毕竟这台发动机就是给他研发的,在巨大的发动机试车台上,发动机点火产生巨大轰鸣声响彻山谷。发动机尾焰发出蓝色火舌,持续燃烧,景色蔚为壮观。与上一次给子盛强研发的液氧煤油爆震发动机不同的是火焰颜色,液氧煤油爆震发动机火焰颜色是橘红色,这次液氧甲烷发动机的火焰是蓝色,因为燃料的不同火焰颜色也不尽相同。
这次液氧甲烷发动机研发成功,东方舟很高兴,毕竟对于他的整体研制进度来说是利好消息。但是这款液氧甲烷爆震发动机,也将会是子盛强研发的远航空天飞机主要动力,因为煤油在其他星球上是没有的,返程过程中需要在外星球补给燃料,所以子盛强也应该改用液氧甲烷爆震发动机。至于近地飞行就完全可以考虑使用液氧煤油,包括登月也如此,液氧甲烷推力不如液氧煤油大,但是燃烧效率液氧煤油不如液氧甲烷高,两种燃料的能量密度不一样。看小说,630book。cc