第五百五十九章 真给跪了
作者:新手钓鱼人   走进不科学最新章节     
    教室里。
    听到徐云口中冒出的这句话。
    钱五师以及现场的众多小组成员,顿时齐齐为之一愣。
    说出来以后别打他?
    这是啥意思?
    难道徐云要说的是那种的话?
    不过很快。
    钱五师便想明白了徐云的意思:
    这家伙是怕自己提出来的要求太离谱被人揍呢.....
    于是他爽朗一笑,相当大气的一挥手,对徐云说道:
    听到钱五师这番话。
    本就有意表明出内心想法的徐云便也不再迟疑,直接了当的开口道:
    钱五师点了点头:
    徐云则用手指做了个从上到下的自由落体动作,又说道:
    导弹从三万米高空落下后,下落速度很快就会接近音速,并且一直会和迎面而来的空气发生撞击。」
    听到徐云抛出的这句话。
    钱五师再次微微点了点头。
    众所周知。
    气体压缩是导弹以及飞行器常见的一种情况,它会导致过载和加热的出现——摩擦反而是次要因素。
    飞行器的过载越大。
    就说明前方的气压越大,压缩越剧烈,产生的热量也会越强。
    接着徐云顿了顿,继续解释道:
    这句话是可以实现的。」
    听到徐云的这番话。
    一旁的钱五师顿时一愣,现场的其他人也陷入了沉默。
    过了片刻。
    钱五师胸口起伏了几下,整个人的呼吸频率......
    骤然急促了起来。
    似乎......
    有门儿?
    要知道。
    根据钱五师等人最初的设计,导弹的下落步骤是这样的:
    从诛仙剑阵平台离开后,先进行一段自由落体。
    这段自由落体大概有一万多米,随便举个数值吧,比方说从三万米到两万米这个区间——u2则在1.8万米甚至更低的高度执行拍照任务。
    等双方的竖直高度差在一两千米的时候。
    导弹的气舵等设计开始起效。
    推进剂燃烧产生横向动能,通过侧推开始让导弹转向。
    最后超宽带近炸引信开始工作,引导导弹命中u2。
    在整个过程中。
    导弹的转向近似可以看成是一个类似【l】的形状。
    但另一方面。
    想让高速下落的导弹拐弯,这里需要的推力其实是很强的。
    而推力的实质,就是消耗燃烧室内的推进剂。
    拐弯所需要的推进剂之多,甚至要远远超过直线加速的消耗。
    但如果能够利用气动结构让导弹自行完成转向......
    那么这部分的推进剂就有可能省略了。
    如此一来。
    整个燃烧室的体积,一下子可以缩短半数以上!
    什么?
    你问为什么不直接斜45°发射?
    当然是因为斜45°发射需要一直用推进剂让导弹保持一个斜向下的姿态,这种做法消耗的推进剂甚至要比l型更多。
    看着陷入沉思的钱五师。
    一旁的徐云则轻轻缩了缩脖子。
    应该不会被打吧.....
    毕竟他也不知道这个方案是否具备可行性。
    他提及的这个方案的最初灵感,其实来自后世嫦娥五号回归时使用的技术。
    也就是当年曾经上过热搜的那个【太空打水漂】。
    当然了。
    这个打水漂技术的真正称呼,其实是,属于一个非常精细的操作。
    这是半弹道再入的一种特例,适用于高速再入稠密大气层。
    至于目的......
    自然就是为了尽可能降低过载和加热。
    上辈子是吴刚的同学应该知道。
    地月的距离其实很远。
    当探测器从月球返回的时候,几乎是在垂直向着地球做自由落体。
    重力会不断加速探测器,最终会把它加速到10.9km/s的速度。
    这个速度之快,比第二宇宙速度只差了300m/s。
    太空中没有阻力,这意味着飞行过程中你不用开着引擎,但你也没处踩刹车。
    任何人为的速度改变,都需要人工施加外力。
    等飞到了目的地。
    如果你不想硬着陆...也就是撞上去,就必须改变速度甚至方位。
    对于月球,落地的时候还可以用火箭强行消力。
    毕竟它引力小、速度慢嘛。
    可是对于地球这么大引力的物体,这种做法就行不通了。
    原因很简单。
    化学火箭能提供的速度改变量,主要取决于燃料的多少。
    想增加速度改变量,就必须增加燃料。
    但这样一来。
    且不论嫦娥五号的燃烧室够不够存放燃料,光是发射嫦娥五号的运载火箭就要增大数倍——根据之前的齐奥尔科夫斯基公式可以看出,随着速度改变量的增加,火箭质量会指数倍地提升。
    因此这种做法显然是不行的。
    最终经过各方面讨论。
    设计组制定了一个特殊的回归方案:
    如果能把进入大气层的位置精确控制在一个叫的范围内,那么大气密度可以对回归舱进行减速。
    也就是回归舱进入到大气层约60公里后,会在底部形成一个弓形激波。
    这个激波会将返回器再次弹出大气层,而后进行二次再入。
    如此一来。
    返回器的速度就会降低40%以上。
    这个原理,其实就是钱老爷子乘波体的具现。
    因此在刚才。
    听到钱五师的询问后,徐云忽然冒出了一个想法:
    嫦娥五号返回器和导弹的起始条件其实非常类似:
    它们都是竖直下落。
    只是一个高度高一个高度低罢了。
    所以若是能对导弹的发射位置进行一定优化,让它的弹头不要竖直朝下,而是略微倾斜.....
    同时再对弹体进行一些气动结构上的设计,说不定就能通过激波达到一种效果:
    弹体在下落过程中在自身构造的引导下,不断开始发生水平的偏移。
    最终从最开始的【╲】变成【→】,整个过程却不消耗任何推进剂,并且保持了一定程度的动能。
    等到接近u2的时候,推进剂燃烧加速,导弹正中红心!
    当然了。
    这只是徐云以一个外行人角度想出的画面,他并不了解这在导弹设计中是否存在难度。
    万一这灵感在导弹研制领域和五彩斑斓的黑是一个概念......
    那么徐云保不齐就要准备喝驴毛汤了。
    不过目前看来.....
    似乎情况没他想象的那么糟糕?
    至少钱五师的目光没往角落的那把扫帚上瞟......
    过了大概有好一会儿。
    钱五师方才眨了眨眼,将目光收回了现实。
    只见他先是以一种全新的目光审视了徐云一番,又走到徐云身边,伸手在徐云的天灵盖周围按了几下。
    发现掀不开后,有些遗憾的叹了口气。
    徐云:
    又过了几秒钟。
    钱五师方才徐徐开口道:
    钱五师隐隐做了个字的口型。
    不过到了最后,他还是换成了几个更加平和的字眼:
    见此情形。
    徐云不由心中一喜,试探着对钱五师问道:
    钱五师闻言收敛了脸上的感慨,沉吟片刻,认真说道:
    提及正事,钱五师的表情就很认真了。
    正如他所说的那样。
    徐云的想法很有新意,但落实在技术上的时候就很困难了。
    因为这涉及到了马赫数的概念。
    啥叫马赫数呢?
    这就首先要提到一个概念:
    那就是飞行器在超音速飞行时,它们的速度往往是没有改变的,真正改变的是空气的声速。
    这是因为低空飞行和高空飞行是完全不同的两个概念,二者的大气温度存在很大差异。
    因此。
    同一个速度在高空可能是超音速,但在低空往往是亚音速。
    所以为了更好地区分不同类型的流动,真正表达的术语是马赫数。
    或者再准确点说......
    马赫数不仅仅是用来区分不同类型的流动,马赫数最本质的作用是体现流体的被压缩的状态。
    关于这一点,大家可以这么理解:
    把空气想象成一根,的刚度与马赫数成反比。
    所以当马赫数较小的时候。
    的刚度较大。
    所以速度所造成的波动就会轻易传递到所有位置,就不会被压缩。
    因此。
    马赫数小到一定程度时,可以认为空气是不可压流体。
    当马赫数较大的时候呢。
    的刚度较小。
    速度所造成的波动容易造成的局部压缩,此时认为空气是可压流体。
    这个概念非常简单,也非常好理解。
    一般来说。
    马赫数小于0.3的低速流体,可以视为不可压流体。
    而马赫数大于0.3的流体,则为的可压流体。
    并且马赫数超过1的时候,便会产生激波。
    当马赫数已经超过跨声速区域后。
    激波不会出现在飞机表面,而是出现在飞行器的前方——此时的激波也叫脱体激波。
    所以想要保证诛仙剑导弹在只靠重力势能提供动力的情况下完成【】式飞行,必须要精准确定激波出现的位置。
    也就是.....
    类乘波体结构的设计。
    等等!
    类乘波体?
    想到这里。
    钱五师忽然意识到了另一件事:
    如果说这个导弹真的被设计了出来,那么自己之前和徐云所说的吃斧头的事情岂不是就......
    过了几秒钟。
    钱五师用力一咬牙。
    罢了。
    如果真能搞出这种导弹,啃两口斧头又算什么?
    真男人就该啃斧头!
    ..........
    总而言之。
    到了这一步。
    大方向上的讨论也算是暂时告了一段落,剩下的便是.....
    结构上的设计与计算。
    于是钱五师再次按照之前的方式,将现场众人分成了三个小组。
    不过与先前不同的是。
    这次钱五师不再和徐云出门摸鱼,而是组成了第四个小组进行计算。
    小组的另一个成员是个同样圆脸的中年男子,看起来三十出头,是计算组的一位成员:
    此前提及过。
    基地派来的计算组一共有十个人,之前的小组却有三个,所以早先的分配方案是334,有一个其实是多余的。
    眼下钱五师亲自成立了第四小组,那么多余出来的人自然被拉来打起了下手。
    按照职能的划分。
    四个小组分别负责四个构型推导:
    超声速轴对称
    、
    吸气式推进动力、
    二维进气道构型、
    以及.....
    考虑黏性情况下定平面形状的密切锥设计。
    其中钱五师和徐云负责是第一个超声速轴对称,这也是整个过程中最困难的一个方向。
    不过徐云倒还是开心的。
    毕竟一来能和钱老搭档,他在情感上就先天不感觉抵触,反而很兴奋。
    不夸张的说。
    这是一种无上的荣耀,比什么上电视被采访、得某某某奖荣耀多了。
    二来则是......
    超声速轴对称算是四个步骤中,最接近流体力学的一个领域,涉及到很多流体力学的知识。
    这个方面徐云不说多精通吧。
    至少不用像之前那样昆西附体,全程ovo。
    接着很快。
    四个小组便每组选择了一间教室,开始了各自的计算推导。
    其中钱五师和徐云这组留在了原本的这间教室,毕竟照顾残疾人嘛。
    待众人离去后。
    钱五师看了眼身边数算组的那位成员,沉吟片刻,对徐云说道说道:
    徐云点了点头,开口道:
    钱五师满意的点了点头。
    随后他在演算纸上画了个比较简单的图示,说道:
    说罢。
    钱五师又从身边取来了几份文件,对徐云说道
    众所周知。
    在前体进气道一体化设计方面,眼下这个时期各国的方案有很多种。
    比如李维斯特在锥形流场中用流线追踪法设计出进气道的唇口,来近似匹配二维进气道构型。
    霓虹的高嶋伸欣则用密切锥方法完成了这一步。
    英国的斯达克则采用的是变楔角法——这位其实也挺可惜的,要是英国当年多支持他的研究,英国说不定会先完成乘波前体的研发。
    而钱五师采用的则是最小波阻锥导乘波体的耦合设计,即便在后世也算是相当大胆了。
    没办法。
    如果不另辟蹊径。
    徐云的方案压根就没有落地的可能。
    至于钱五师拿出的这份文件,可不仅仅是早些年那么简单。
    这些文件都是他从海对面提前寄回来的宝贵资料,在当时堪称孤本,珍贵程度难以用语言来形容。
    等到金贝儿背刺举报钱五师,钱五师与妻子被监禁之后,他就再也没法带出或者邮寄任何东西回国了。
    当然了。
    也正是因为
    有这几份在海对面做过的数据,钱五师才会选择和徐云莽这么一波。
    接着很快。
    钱五师画出了一条豁口面的激波型线,并且将交点d位,写到了内转式进气道基准流场的中心体上。
    接着又写下了一个流速公式:
    qa2kk-1p00
    这是完全气体在一元等熵定常流动下的描述,在1954年就已经被推导出来了。
    写到这里后。
    钱五师的笔尖微微一顿,对徐云道:
    徐云知道这不是自己该客套的时候,因此立刻便表达了自己的看法:
    上辈子在成飞工作的时候,徐云曾经听一位搞流体的同事说过一件事:
    激波这东西产生之后,熵会增加,但滞止压力却会减小。
    同时呢。
    激波前后的滞止温度不变。
    所以在这种情况下。
    计算面积-流速关系会出现一个只有通过超算才会知道的误区:
    不导入压缩性系数的话,整个公式将会完全报废。
    因此在钱五师询问意见后,徐云立刻提出了自己的看法——如果钱五师不问,徐云就会主动开口。
    而在徐云身边。
    钱五师闻言也点了点头:
    于是很快。
    钱五师便计算起了背压比。
    所谓背压比。
    指的喷嘴出口静压力与喷嘴上游滞止压力之比,不过在设计方案中指的是锥流场与气体的耦合比。
    当锥流场刚好达到临界条件时。
    外部气体达到音速,同时气体质量流量达到最大值,此时的背压比即称为最大背压比。
    这个概念有点类似后世的mbpr,不过释义上更接近下游。
    接着很快。
    徐云也估量了一番自己的右手状态。
    今天他的右手还没用过,负载为0,因此他便也拿起笔和纸协助写了起来。
    众所周知。
    如果激波为正激波,且不考虑激波厚度,那么激波控制体的形状就会很对称:
    你比划个剪刀的手势,然后指尖向下。
    这就是激波控制体的图示了。
    而控制体cv基本方程,则由三个连续方程组成:
    dΦdt=ddt∫vdv=t∫vdv+∮sunda
    Δn=)t+Δtt
    lit→0t+ΔtΔt=σv→da→=σsαda
    其中t为时间;
    fx为控制体内流体的受力在x轴上的分量;
    v为流体速度失量;
    a为控制体表面面积失量;
    v为控制体体积。
    同时考虑气体稳定流动,再假设速度、能量在激波截面上是均匀的。
    便有∫csv·daa。
    随后徐云把截面态联立在了一起,准备继续推导下去。
    然而半分钟后。
    徐云忽然眉头一皱,嘴里啧了一声,轻轻摇了头:
    「不行,要是这样
    拟合的话,就没法继续计算了.....」
    结果话音刚落。
    徐云的耳边忽然传来了一道声音:
    徐云顿时一怔,顺势朝发声者看去。
    转过头后。
    发现数算小组的那位被叫做什么的圆脸中年人,不知何时已经来到了自己身边。
    徐云见状扫了眼正在低头计算的钱五师,压低声音解释道:
    说罢。
    徐云便摇了摇头,准备试着思考另一种方法。
    然而令他有些意外的是。
    圆脸中年人闻言后没有再说话,而是同样低头拿着笔和纸写了起来。
    徐云见状也不再说什么,继续做起了思考。
    过了大概三四分钟。
    中年人忽然将算纸递到了徐云面前,说道:
    徐云这会儿还处在思路断档期,被人反复打搅,心中多少还是有些想法的。
    反感谈不上。
    但不耐烦肯定有点儿。
    毕竟这可是后世的2023年都已经形成定式的准公理,在徐云看来没太多讨论的必要。
    不过出于对这个时代先辈的敬重,徐云还是决定先帮忙这位同志找出问题,给他简单的上上一课。
    结果在看到算纸内容的第一时间。
    徐云便顿时童孔一缩。
    只见此时此刻。
    算纸上赫然写着一段推导:
    【已知d/u=ma2u/2+ma2u】
    【以及y=pd/pu√^1/2】
    【对以上二方程进行联立,建立二维柱坐标下的可压缩粘性气体的连续性方程、n-s方程、能量方程和气体状态方程】
    【通过变式可知,截面态会在扩散段后半段中逐渐增大,引入气体边界层影响后可得最终式......】
    【∑fv=tvv→db+→)da......】
    看着面前的计算结果。
    徐云在内心激烈震动的同时。
    下意识问了一句话:
    名叫大于的圆脸中年人闻言扶了扶眼镜,很是憨厚的笑着说道:
    ........