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。