四合院：我一心科研，重工強國 第744章 氫氧發動機

聊完關於反導彈係統的事情。

李梟就又和幾人聊起了火箭的時間，想要同步衛星發射上去，現在的長征一號火箭可做不到，還需要改進。

在前世，做到達成這一成就的是長征三號火箭，長征一號可萬萬做不到，各項參數都差上一大截。

就拿起飛推理來講，長征一號才1020千牛，長征三號足足翻了一倍多，達到了2962千牛。

運載能力也一樣，長征三號達到了1.4噸，而長征一號纔有300千克，差了數倍。

這還隻是從參數方麵對比，畢竟一個火箭定位是近地軌道小型運載火箭，另外一個則是高軌道運載火箭，定位可是不同的，也因此長征三號的各項參數都翻了數翻。

就拿箭體全長和起飛質量來講。

長征一號的箭體全長是29.46米，而長征三號則達到了52.52米，起飛質量一個隻有81.57噸，另外一個則是241噸。

這可不單單是數值的變化，更是製造難度的增大。

在這個年代想要順利的把長征三號製造出來，至少需要克服三大問題，這首先就是低溫推進劑技術以及發動機技術。

要知道長征三號上麵，並不是使用的常規發動機，而是大膽采用了氫氧發動機，因為氫氧發動機它的比衝效率極高，真空比衝可達450秒以上，也就是說，可以用更少的燃料產生巨大的推力，這樣一來就能顯著提升火箭的運載能力。

但想要研究出來的難度可是極高的。

首先就是要麵對極低溫度的問題，畢竟液氫的沸點是-252.87℃，液氧則是-183℃，這種超低溫對燃料的儲存、運輸以及發動機相關部件的材料選擇和隔熱技術，要求都是十分苛刻的。

李梟雖然研究出了這種推進劑，但也隻不過是實驗室級彆，想要大規模生產那就難了。

其次就是想要製造出氫氧發動機，這就會涉及到高效能渦輪泵、低溫閥門、以及可靠的點火係統等複雜技術。

這些都是很難解決的問題。

不說彆的就說高效能渦輪泵，它的難點在於，它要在-253℃的液氫環境中以每分鐘數萬轉的速度高速旋轉，並承受巨大的載荷，在這種極端條件下，其轉子作為高轉速的柔性轉子，工作轉速通常設計在二階和三階臨界轉速之間，輕微的振動失穩就可能導致災難性後果。

如果想要解決這一問題，就需要用到特種鈦合金，並運用粉末近淨成形等尖端工藝，這對材料控製和加工精度要求極高。

此外高速旋轉部件之間的動密封技術也十分重要，如果發生泄漏，那麼極低溫液氫與高溫部件接觸就會引發嚴重事故，這些都是需要解決的問題。

在解決這一個問題後，還要解決低溫閥門的問題，所謂的低溫閥門，它的技術難點核心在於如何在超低溫、以及高壓環境下，依然能夠可靠動作並實現嚴密密封。

這就需要奧氏體不鏽鋼、特種銅合金等材料了，隻有這些材料才能在低溫下保持良好韌性，這些也都是需要研究的。

最後就是點火係統，這也是必須要解決的，如果解決不了這個問題，就算是前麵的難題都解決了也冇有用。

而它的核心難點在於發射前發動機預冷時會排出部分低溫氫氣，如果讓這些在發射區積聚與空氣混合，那麼一旦遇到遇點火時候的火焰，或者是靜電，就會出現非常嚴重的問題。

這個時候就需要消氫點火裝置了，它會在發動機主點火前幾秒啟動，利用特殊藥劑燃燒產生的高溫金屬粒子流，將可能積聚的氫氣提前安全消除。

這就必須要“準時、準確”，不要說一秒鐘了，就算是差0.01秒鐘都不行。

可以說整個點火過程的控製時序要求極為精確，必須達到毫秒甚至微秒級，這在後世或許不算什麼，畢竟可以電子控製，進行各種設置，但想要在這個年代實現可十分困難。

所以隻有解決了高效能渦輪泵、低溫閥門和可靠點火係統這幾個難題，發動機才能夠製造出來。

而這還不算完。

低溫推進劑技術也是一個問題，要知道實驗室能夠作出推進劑來，但不意味著能夠量產，這中間需要氫液化器，而國內研究出來的氫液化器，每小時產率僅有10-14升。

其次就是如何研究出適合長期保溫的大容量儲罐，來防止推進劑快速蒸發，畢竟液氫極度易燃易爆，其蒸汽與空氣混合後遇火星即可爆炸，這可是很危險的。

也隻有解決了這些問題，才能夠成功把發動機研究出來。

其次就是飛行控製係統的研究了，顧名思義飛行控製係統，就是控製火箭姿態，要知道在大型火箭發射的時候，發動機搖擺會產生複雜動力學問題，想要解決這一難點也不容易。

畢竟火箭發射後是不可逆，需應對極端環境，就比如振動、噪聲、溫度劇變等等，任何微小故障都可能導致任務失敗。

所以就需要控製係統架構和軟件高度可靠，具備故障診斷、隔離與恢複能力，甚至還要實現自主軌跡規劃。

這些隻是第一步。

還有就是要解決製導與控製問題，克服彈性振動、複雜動力學、風擾等因素，確保火箭姿態穩定並精確入軌，這就需要姿態控製演算法了。

就比如例如采用橫法嚮導引控製、迭代製導等技術。

最後就是多係統複雜協同，把推進、控製、結構等分係統，作為一個整體進行精確控製，而想要解決這些，就需要先解決彈性體、耦合振動等問題。

而這些問題比起第一個難題倒是要好解決一些，畢竟像是彈性體、耦合振動這些問題，在後世雖然無法找到關於長征三號完整的資料。

但這些問題單獨去搜尋如何解決，也是能夠找到的。