伴随着深空探索项目越来越多,原先的火箭推力也开始有些捉襟见肘。
即使是目前推力最大的鸿雁火箭,也很难将大质量的卫星或者是外星着陆器,发射到距离地球数十万乃至于数千万的星球上。
“火星探索计划,需要新的大推力火箭,而我们首先要做的,就是解决火箭的心脏问题!”
在春节之后的第一次火箭研究院全体员工大会上,张星扬宣布了他们接下来的首要任务:
“在今年之中,我们将要攻磕就是500吨级液氧煤油发动机的难关!”
“为我们未来的深空探索,造出一颗动力强劲的心脏!”
张星扬执掌研究所的这段时间,带领着大家攻克了无数他们之前都没有解决的技术难题。
所以,即使是在外人看来,一年时间完成一款全新火箭发动机的研发工作,而且是从未展开过的火箭发动机,是一件足够夸张的事情。
但是在研究院大家的眼中,则没有什么奇怪的地方。
仿佛所有的技术难题,到了张星扬的手中都会得到解决。
于是,坐满人员的会议室之中响起了山呼海啸一般的掌声。
而在其他分会场视频会议之中,也出现了雷鸣一般的掌声。
足可见,仅仅是在技术这方面,张星扬已经有了极强的影响力。
当然,在经济方面,影响力也是十分强大。
毕竟,研究院加上下属的众多工厂、公司、产业基地等,足足够八万多员工。
仅仅是如今已经成为国内碳纤维龙腾材料集团,就有超过三万的员工。
而在这些人之中,科研人员大致上有两万人。
研究院每年在各类技术上的投入都在数十亿级别。
所以,别看每年挣得多,但是也顶不住海量的资金投入其郑
这也是这几年之中,研究院各种各样专利技术层出不穷的重要原因。
过去一年,研究院申请注册了数千项专利技术。
这些都是无数的真金白银,砸出来的成果。
五百吨级液氧煤油发动机,不仅仅是将原先的110吨级液氧煤油发动机放大五倍那么简单。
这里边,涉及到众多的问题。
首先,就是发动机核心的涡轮盘。
“我们目前在鸿雁火箭上使用的涡轮泵,每秒钟可以输送400公斤的燃料,而想要将发动机的推力增大到500吨级,每秒钟输送的燃料最少也要1500公斤。”
苏晓首先简单介绍了一下,大家现在面临的情况。
涡轮泵是发动机的核心,负责将燃料罐之中的液氧和煤油,输送到燃烧室之郑
作用,相当于人类的心脏。
当然,它的功率要比人类的心脏强劲许多,这样的功率即使是放到奇幻世界之中,也是龙心级别。
“根据超算仿真计算结果,想要达到这样的输送量,涡轮泵的每秒转速将要达到次,压力将要达到75兆帕!”
如今的火箭研究院不缺钱,各种设备自然都樱
每秒实际运算速度达到一万亿次,峰值计算速度达到两万亿次的超级计算机深腾1800。
这台机器是专门从计算机所进行定制的,性能在02年的世界超算top500之中,排名第43。
在研究院之中,也是属于极为重要的科研设备。
分配到材料实验中心的时间并不是十分充裕。
毕竟,火箭研究院可不仅仅研究火箭,它的业务还包括一些大威力的家伙。
那些不能实际进行试验的东西,需要超算的时间远比苏晓他们要长。
“我们目前的难题就是,找到一种能够承载这样高强度、高压力的材料!”
“我们之前所使用的高温合金,根据这两的实验,在转的情况下,就出现了微观断裂的情况。”
“在转的情况下,仅仅是运行30秒的时间,就发生了大面积的开裂。”
苏晓皱着眉头对着台下的众人讲解目前已有材料的不足之处。
如今刚刚度过自己三十岁生日的苏晓,不再像是刚刚进入研究院时候那个女孩,皱着眉头的时候给人十足的严肃福
一般的航空发动机,每分钟转速不过转,换算成每秒钟转速不到1000转。
而火箭发动机的转速,在他们的几乎于二十倍!
极高的转速,不仅仅需要超高的材料强度,还需要忍受极高的温度。
这样高的转速,即使采用极多的散热方式,热堆积也是很可怕的一件事。
火箭发动机涡轮泵的运行温度,长时间在2500度以上。
而一般的航空发动机,温度基本在1500度,就已经让一众的航发设计师们头疼不已了。
不过苏晓他们,相比较于航发设计师们也有好的一面。
那就是,火箭发动机的使用寿命极短。
在不考虑重复利用的情况下,单次任务一级火箭工作时间不会超过200秒。
而航空发动机的使用寿命,即使是再少,也有数百个时。
两者之间的差异,还是比较大的。
“我们是不是可以尝试在单晶体高温合金之中,添加一点金属铼?”
一位刚刚进入研究院不久的研究员,这个时候提出了自己的想法。
苏晓看着他,脑海之中回想着他的履历。
卢俊生,是研究院高校合作项目的受益者之一,在博士期间就研究的是高温合金领域。
不过他当时研究的高温合金,和现在所需要的3000度以上工作温度的高温合金不太一样。
那是为涡扇十所研制的一种高温合金,用于改善发动机核心的热堆积情况。
“你的看法。”苏晓也有了一定的兴趣。
铼是地球上地壳之中最稀有的元素之一,平均含量估值为十亿分之一,目前全球探明的储量不过两千吨,储量极少,大多数是钼矿和铜矿的伴生产物。
这就导致这种金属,极为的昂贵,每公斤的价格在1500美元左右。
实际上,在03年这个时间节点,金属铼还是处于它的价格低点,等到接近十年之后,它的价格将会一度飙升到美元一公斤。
当然,这里边有着很复杂的因素干扰,但是即使在排除掉炒期货的因素之外,金属铼的实际价格在后来也大致维持在3000美元一公斤。
对于工业原材料金属来,这是一个十分高昂的价格。
与之相对比,工业用的纯钛正常不过15一20美元公斤。
两者的价格相差了上百倍。
“在我们之前的实验室单晶生长炉之中,在添加了百分之五的金属铼之后,高温合金的强度和耐高温能力都有了提高,组织性能也有了极大的改善。”
卢俊生十分自信地向大家介绍着他之前在校期间的研究成果。
“当时在应用了我们的实验产品之后,发动机的工作温度提升了百分之八左右,由此又将发动机的推力提升了百分之三左右。”
在场的不少人,都和涡扇发动机项目组合作过数年的时间。
对于航空发动机的各项数据都不陌生。
自然也能够明白卢俊生他们之前所做的研究,到底是有什么意义。
别看这百分之三的推力。
一台推力在140kn的发动机,如果能够提升百分之三的推力,就意味着战机的起飞重量能够增加一吨左右。
如果不考虑挂载点的问题,可以多装两发超远程空空导弹。
或者,可以增加百分之五左右的作战航程。
“这个倒是值得尝试一下。”苏晓在想了想最近看到的几篇有关于金属铼的文章之后道。
实际上,他们之前所采用的高温合金也是添加了金属铼,不过并没有在这方面进行过深入的研究。
因为添加金属铼方案的涡轮泵盘,在第一次实验时就失败了。
当时他们就暂时放弃了这一条技术路线。
但是如今,他们已经没有其他比较好的方案,就只能够从头再来走这条老路。
他们如今能够想到的提升高温合金强度和工作温度的办法,就只有添加强化剂和继续改良冶金工艺两个方向。
但是他们现在采用的激光粉末冶金,已经算是业内数一数二的先进了。
在决定了研究方向之后,实验中心开始了数种不同添加比例的铼合金制备工作。
数之后,第一批的试验品诞生了。
这十几块的实验块,就用完了火箭研究院储备的数公斤金属铼。
因为这东西,在这之前虽然也用,但是用的比较少,研究院也没有专门进行储备。
临时订货,大概还要一个月的时间,才能够到货。
毕竟,国内生产金属铼十分的稀少。
金属铼,主要来自于智利的escondida铜矿,其次则是鹰酱家的北方州有一定的出产。
而无论是从哪一家订购,都有比较长时间的交货期。
所以暂时,他们的成果就只有这么多了。
“这就是你们折腾了一个星期的成果?”
张星扬饶有兴趣的捡起桌子上的银灰色的金属块问道。
“是,这一块我们添加了百分之二点五的金属铼。”
苏晓看着张星扬手上的合金道:
“根据测试,他们的强度提升了大概百分之十五,工作温度提升了百分之二十。”
张星扬放下了手上的金属,听了听苏晓他们的内容。
发现他们的研究,实际上还是比较粗糙的。
可能是因为目的过于明确的因素,很多金属铼的特性,他们都没有关注到。
就比如,高温合金在添加了金属铼之后,会形成拓扑密排相,它的微观结构会变得相当不稳定。
在高强度运行状态之下,会产生不少的问题。
就比如,目前f-22上所采用的第三代单晶体合金,就含有百分之六的金属铼,但是在高速运行时金属微观结构会产生变化,对发动机运行状态产生不良影响。
不过张星扬也没有多想,毕竟他们也是刚刚开始研究金属铼不太久,不能够完全研究透彻,也是很正常的事情。
“你们后续研究的时候,可以继续尝试在单晶体高温合金之中,添加一点金属钌试一试。”
金属钌和金属铼近乎是同样稀有,钌是铂系元素的最后一位发现的,直到1845年才被发现。
虽然在铂系元素之中含量最少,但是钌的价格相比较于铂系元素之中的铂和钯等元素,十分的低廉。
而且,钌在是十分优秀的催化剂。
92年roberth.grubbs发现了一类钌金属催化剂可以催化烯烃复分解反应,在石油化工领域有着十分重要的意义。
也可能是领域不同的因素,苏晓可能没有关注过这些内容。
所以,在张星扬提出来在铼高温合金之中,添加一定的金属钌之后,露出了一脸疑惑的表情。
不过张星扬长期以来,在技术领域的正确性和先见,让苏晓压制了自己内心的疑惑。
“我们还没有开始涡轮盘的试制工作,目前的铼金属库存已经消耗完了。”
在给张星扬讲解完这十几块铼高温合金的不同之后,苏晓提了一嘴原材料不足的问题。
“最近国际上铼金属价格比较低迷,我们其实可以多囤积一些。”
张星扬想了想之后道。
铼金属,不仅仅在航领域有着重大的用途,在航空发动机领域、化工催化领域,都有着极为重要的用处。
而国内,铼金属的出产十分的低,基本上依赖于进口。
除非,能够买下那几座国外的高品位铜矿,否则很难在铼金属的定价上拥有一定的话语权。
这年头,海外矿产的购置,还是一件比较麻烦和困难的事情。
不仅仅有资金上的问题,还有可能的欺诈问题。
比如在大笔资金购入了对方的矿山之后,却被对方突然宣布交易失效,那么不仅仅是钱打了水漂那么简单。
更加重要的是,损失了原本对于矿业的布局。
这种事情,在过去的时间内还比较少见,因为当时国内也没有什么企业有这样的实力,到国外去进行购置。
但是在后来的几十年之中,那就是比较多了,这里就不举例了。
所以,相比较于购置矿山,张星扬还是倾向于直接购买铼金属的成品,或者是半成品原材料也可以。
双倍月票,求月票!!!
(本章完)