第13章 風洞試驗
大量的白色霧氣,從兩座發動機的排氣管口中噴射而出,瞬間把發動機所在的區域化為白茫茫一片。
這是氫氣和氧氣在發動機內混合燃燒生成的高溫水蒸氣
咔咔咔......
沉悶的齒輪鏈條碰撞聲響起,兩座發動機運轉產生的澎湃動力通過齒輪鏈條傳動到兩座大風扇。
扇葉開始緩緩轉動,發動機區域瀰漫過來的水霧宛如風捲殘雲般,一下子就被吸了進去。
呼呼呼......piapiapiapia!
發動機的動力在持續輸出,扇葉轉動的越來越快,直徑超過50米的大風扇快速轉動起來,捲起呼嘯般的狂風。
在這一陣陣呼嘯的聲浪當中,還摻雜著一聲聲如同廣場公園的大爺大媽甩鞭子般的聲音。
這是風扇轉動的過程,扇葉邊緣的圓周速度突破了音速,擊破音障產生的音爆聲。
「幸好我看過雨天民航飛機引擎發動的時候,吸起地面雨水的情況,很有先見之明的在洞口鋪上了一層材料2號,不然恐怕地上的泥土都要吸過去。」
看到大風扇高速運轉起來,直接攪動方圓數千米的氣流,陳諾心裡只感到萬分慶幸。
民航發動機的進氣量一秒鐘能夠達到320kg,現在這比民航發動機風扇直徑大十幾倍,接觸面積大近兩百倍的大風扇,雖然轉速可能沒民航發動機的進氣風扇這麼高,但一秒鐘的吸氣量絕對不低於40噸。
如果陳諾沒有提前注意到這一點,一旦地面的泥土石塊被吸入風扇,不單單風扇要被砸壞,整個風洞甚至都會被撞塌。
風洞真要塌了,再想找一個合適的山峰打通建造風洞,這一前一後,至少要浪費數年的時間。
「發動機和大風扇這邊沒問題,去山峰另一邊的出風口,看看風速有沒有突破音速。」
觀察了一會兒,確定發動機除了噪音巨大、抖動厲害、熱效率低下,其他整體運轉良好都沒有問題后,陳諾就小心翼翼避開風扇的吸風區,向山峰的另一邊走去。
嘭嘭嘭......
走過一個拐角,距離山峰另一邊的出風口還有近千米,陳諾就聽到了如同炸藥在連續不斷爆炸的聲音。
聲音很響,越往前越感覺震耳欲聾。
當看到前面白色的高速氣流束和倒捲起的旋風,陳諾眼中露出一絲欣喜。
成了!
大風扇強行吹進風洞的氣流,在經過了拉瓦爾噴管的壓縮和膨脹后,成功突破了音速壁障。
「進氣風扇那邊的發動機排氣管需要改良一下,不然太多水蒸氣被吸入會影響到接下來的風洞試驗,不過現在先估測一下風速是多少。」
觀看了一會兒,陳諾小心翼翼爬到出風口側邊遠遠的位置站著,通過信息素髮送了一個指令。
「爆!」
風洞內,一個黏在在一個光滑凹槽中,內部充斥了氫氣氧氣混合物的黃色氣囊內突然閃過一絲電火花,氫氣和氧氣迅速燃燒膨脹,緊縮的氣囊彈出被風洞內的氣流帶動著極速往外面飛去。
「兩秒鐘飛出去大概800米......」
風洞外面,陳諾比人類眼睛更高速的雙眼捕捉到一閃而逝的黃色氣囊,估測了2秒時間飛出去的距離。
「算上氣流速度的衰減,這個風洞口的風速,應該在2.8馬赫到3.2馬赫之間。
這個速度差不多足夠,真要速度提升到3馬赫,
火箭也已經脫離低空的空氣稠密區,後面的空氣開始逐漸稀薄了,氣動力布局的影響就沒這麼大。
後續如果再想提高風洞的風速,除了提高進氣量,還可以嘗試在風洞中央加多壓氣結構和燃燒室,用液氫液氧進行燃燒提高膨脹壓力,把整個風洞當做一個超大型渦輪噴氣式發動機......」
「可以進行風洞實驗了,沒有超級計算機輔助模擬只能一點一滴的試驗改進了,這可是一個大工程。」
陳諾心裡思考一會兒,通過能量苔蘚的網路,給水電解裝置發送了停止電解的指令。
別看地球上的航天火箭外形就是一個圓柱體再加上一個三角錐,但火箭的直徑,火箭的長度、內部重心的設計、表面塗層的空氣摩擦係數,包裹了整流罩的三角錐面積和表面傾斜度,火箭整體結構的密封性要達到什麼級別,火箭發動機的濾震需要抑制到什麼程度等,都是要經過嚴格的模擬計算跟一次次的實際試驗,不得有絲毫誤差。
每一個誤差,每一個瑕疵,都有可能導致一場航天災難。
在人類航天史,老毛子的航天火箭,老米的太空梭,都不止一次出現過因為一個內部小螺絲問題或者一個小密封圈問題,導致火箭和太空梭在升空過程中爆炸解體的事故。
在強大的過載和空氣阻力摩擦,任何一絲漏洞與疏忽,在航天升空的過程中都會化為一個致命的缺陷。
陳諾回想起以前看到一些運載火箭的外形參數,再一次規劃確定了自己未來的星球逃離計劃的執行過程。
「現在按照人類火箭航天史最大boss,土星五號的外形參數設計一個原型機進行風洞測試。
先用原型機進行數據收集,最後再根據使用材料,最終質量,內部重心設計等參數進行調整。」
「風洞試驗結束,我就要解決推進劑的問題,也就是氫氣和氧氣的液化。
完成了推進劑問題,能量苔蘚也應該蔓延遍布全球了,到時就可以著手培育進化出生物計算機。
只要生物計算機培育成功,電磁波通信技術也就可以完善,最後整合全部的技術和功能模塊,一艘真正的航天火箭就可以出爐......」
「推進劑液化,這離不開焦耳湯姆遜效應。」
「不得不說,以前的科學大佬就是牛逼,19世紀就已經實現了氫氣氧氣的液化,連液化溫度最低,技術難度最高的氦氣也在20世紀初實現了大規模的工業液化。」
「某一年某一天,焦耳和湯姆遜在一起喝茶,茶水升騰的水蒸氣引起了他們對氣體內能的興趣,兩人就和和美美的展開一場轟轟烈烈的研究......最終發現了焦耳湯姆遜效應。
好吧,上面都是調侃,重點是焦耳湯姆遜效應......
當高壓氣體經過一個多孔塞結構時,氣體的溫度和壓力會降低。
這是人類製冷工業的最高秘籍,所有大規模的工業製冷都是採用這個焦耳湯姆遜效應現象。」