《学霸的科幻世界》第四百九十七章 问题在哪里？

    指挥控制中心大厅内，921火箭发射总指挥王宇，921火箭总设计师刘雪松，主抓921芯级和氢氧发动机的航天六院11所技术主管副所长刘勇，研制液氧煤油发动机的航天六院西安11所所长吴春民，承担发动机地面试车和提供液氢燃料的航天101所李永华，研制地面安全遥控系统的中电科54所航天专业部高俊龙等一群大牛正在紧张地讨论。
    庞学林和陶永昌则站在一旁听着。
    一般情况下，如果发动机预冷失败，箭体超温，对于这种采用液氧煤油和液氢液氧发动机作为动力的低温火箭而言，是根本不允许执行发射任务的。
    而低温火箭燃料加注后有效发射时间只有二十四小时，再考虑到发射窗口的因素，留给众人探讨的时间非常有限。
    发射总指挥王宇道：“卫星那边刚刚发来消息，本次发射窗口为17：30到19：00，最晚可以推迟到19：30。现在是16：40，考虑到发射前预留一小时进行发射相关准备工作，我们现在差不多还有一小时的时间来解决问题。老吴，煤油机还有上面的循环预冷系统是你们所做的，你跟大家说说前方传回的情况吧。”
    吴春民点了点头，说道：“前方传感器传回的数据显示，循环预冷2.5小时以后，循环预冷总耗液量547.76 kg，但泵壳温度比我们预期的还要高出15k，这很不正常。泵壳温度是衡量预冷效果的一个重要参数，我们通常把泵壳温度低于某一规定值作为预冷好的标志，并以此作为发动机的启动条件。这次芯级发动机我们使用了改进版的yf100k，采用的是自然对流循环预冷模式。这种模式主要就是在发动机主阀前引出一段管路，接入贮箱，我们称这段管路为回流管。预冷开始，推进剂从贮箱流入输送管路，经过泵前阀、泵腔，进入回流管，然后由回流管流经回流阀，回到贮箱。”
    吴春民顿了顿，继续道：“在该系统中，我们没有外加驱动装置，流动仅由回流管与输送管内推进剂的密度差所驱动，所以称此为自然对流循环预冷。产生密度差的原因是由于推进剂的低温特性，环境空气形成一个相对的高温热源，推进剂进入管路后受热汽化，密度变小，从而产生回流。为了增强回流管与输送管路内推进剂的密度差，使循环顺利进行，保证对泵的充分预冷，通常在自然循环预冷中加入一段引射。从回流管路上接入引射管，以氦气作为引射气源，在适当的时候，进行短时间的氦气引射，增强循环。”
    “老吴，那有什么解决方案吗？”
    刘雪松道。
    吴春民道：“我建议组织一级氦配气台操作手返回操作岗位，接通d7吹除，进行半小时左右的氦气引射，增强循环，看看能不能把泵壳温度降下来。”
    王宇环顾四周：“大家都没什么意见吧？”
    众人均摇了摇头。
    王宇道：“行，那先按老吴的方法进行操作，另外命令抢险人员就位，如果预冷还是没能成功，阵地开始进行终止发射流程的准备工作。”
    “是。”
    王宇的命令很快下达下去。
    指挥中心正前方的大屏幕上，开始将画面切换到前方发射塔内的场景。
    整个指挥控制大厅都安静了下来，所有人都耐心得等待着前方的消息。
    王宇、刘雪松、刘勇、陶永昌他们时不时窃窃私语。
    这时，庞学林低声问吴春民道：“吴教授，这样有把握把泵壳的温度降下来吗？”
    吴春民看了看庞学林，摇头苦笑道：“不确定，循环预冷过程十分复杂，涉及的物理现象繁多：预冷开始，处于室温的管路系统形成一个相对于低温介质的高温热源，介质进入管路后急剧汽化，沿着管路会出现纯液、不同比例的汽液两相，以及纯气流动。与此同时，管道内壁受低温流体的冷却作用，会放出热量，并使管壁温度降低，而空气温度不会发生太大变化，这样，管壁与外界空气之间就存在温度梯度，并由此产生一个从外向内传递的热流。随着预冷的进行，管壁温度逐渐降低，管内的流体状态分布也不断发生变化，直到某个时刻，壁温不再降低，外界传入的热流不再发生变化，管路上各点的流体状态也就不再变化，预冷就会达到稳定。这里面，我们最关注的就是系统稳定后的各项参数分布，特别是泵壳温度。在此前的实验过程中，循环预冷系统都没出现过问题，没想到临发射前却出了状况，关键是，循环预冷耗液量和我们理论计算相当，但温度却高出15k，这里面肯定存在问题。如果通过氦气引射增强循环的方法还是不行的话，那这次发射任务只能取消，等我们对循环预冷系统进行进一步改进后才能重新发射了……”
    庞学林想了想，说道：“你这边有煤油机循环预冷系统的设计方案不，方便给我看下嘛？”
    “当然方便！”
    吴春民笑道，朝一名工作人员招了招手，让他拿来了yf100k的设计手册。
    王宇、刘雪松他们也只是看了两眼，并没有太过在意。
    庞学林虽然名声很大，但大多数成就都在数学和自然科学领域，像火箭这种专业性极强的应用工程领域，他们也没指望庞学林能帮上什么忙。
    庞学林却毫不在意，通过设计手册的目录页，直接找到循环预冷系统理论计算部分。
    循环预冷系统的理论计算主要分为两个方面，第一个就是耗液量计算，另一个则是循环计算。
    手册中通过一系列计算从理论上对自然循环预冷进行了分析，计算内容包括预冷耗液量和稳态的数值计算。从数值计算的结果来看，发动机的氧系统采用自然循环预冷效果良好，基本上也没什么设计上的大毛病，正常情况下，在临近发射阶段不应该出现如此大的纰漏。
    庞学林的眉头不由得皱了起来。