第1460章 吸熱型碳氫燃料(1/2)
隨著馬赫數的提高,燃燒室內的氣流速度不斷增加,主屏幕上顯示的壓力分布圖也隨之開始發生變化,激波角度逐漸變陡,高溫區域緩慢向前擴展。
「馬赫數0穩定,燃燒效率74%,略低於預期,但仍然高於基礎值。」
刑牧春轉頭看向常浩南,:
「溫度分布與您的數值模擬幾乎一致。」
後者卻並未接茬,只是大步走近溫度監控台,仔細觀察著那幅彩色圖像。
紅色高溫區現在已經占據了燃燒室後部三分之一的範圍,前端呈現出不規則的波浪形狀——這正是激波與燃燒相互作用形成的特徵。
「第三次實驗,繼續提升至0,注意觀察隔離段壓力波動。」
常浩南下令道,臉上卻已經掛上了些許擔憂。
他並不擔心燃燒效率降低導致的比沖問題,但碳氫燃料在超燃衝壓發動機當中的意義並不只是提供推力,還有冷卻。
馬赫數0是亞燃模態的上限。隨著速度接近這一臨界點,燃燒室內的氣流變得極不穩定。激波在狹窄的空間內來回反射,與火焰前鋒相互作用,產生複雜的壓力振盪。
「隔離段壓力波動幅度加大,但仍處於安全範圍內。」
操作員的聲音帶著一絲緊張。
常浩南的目光在多個監控屏幕間快速切換。燃燒室的表現比他預想的還要好,但真正的挑戰還在後面——模態轉換。
「準備切換至超燃模態。」
常浩南下達了關鍵指令。
模態轉換是雙模態衝壓發動機最危險的階段之一,稍有不慎就會導致燃燒室不起動或者熱力壅塞溢出。
同時也將是唯一涉及到進氣道形態變化的過程。
當然,今天的測試只是模擬燃燒,甚至都沒有一個真實存在的進氣道。
「燃料噴射模式切換中。」
「點火系統重新配置。」
「……」
一系列操作在幾秒鐘內完成。主屏幕上的數據流突然變得密集。
在燃燒室內,氣流速度已經超過了音速——燃料必須在氣流以超音速通過燃燒室的極短時間內完成混合、點火和燃燒。
三秒鐘的沉寂後,壓力曲線突然穩定下來。
「超燃模態建立成功!」一名工程師幾乎從座位上跳了起來:
「燃燒效率突破5%,並持續上升!」
凌霄-1的絕大多數飛行時間畢竟還是處在高超音速工況下,因此整個設計也有限傾向於超燃模態,加之更高的燃燒室溫度,燃燒效率勢必要比之前更高。
刑牧春快步走到常浩南身邊,指著溫度分布圖:
「常院士,您看這個激波結構簡直跟您去年那篇報告裡的數值模擬一模一樣!」
屏幕上,高溫區呈現出一種奇特的分層結構,就像被無形的手精心排列過。這正是超燃衝壓發動機特有的斜激波系與燃燒釋熱區耦合形成的複雜流場。
常浩南嘴角微微上揚,但很快又恢復了嚴肅:
「繼續提升馬赫數,目標5。」
隨著速度進一步提高,燃燒室內的物理現象變得更加極端。
在超音速氣流中,燃燒釋放的熱量不再均勻分布,而是集中在若干個斜激波的交匯區域,這些高溫熱點以驚人的速度在燃燒室內向前移動,給冷卻系統帶來巨大挑戰。
「馬赫數0……高溫區前移至燃燒室中部。」
JF14風洞的每一輪工作循環都需要幾個小時,當模擬測試來到0馬赫的時候,窗外已經是明月高懸。
「馬赫數0……隔離段入口出現溫度升高跡象。」
常浩南注意到溫度分布圖上,紅色區域已經占據了燃燒室的大部分空間,並且明顯向進氣道方向延伸,這正是他們設計的多點燃燒室的關鍵特性——在不同馬赫數下,燃燒會自動在最優位置穩定。
隨著模擬氣流的總溫和速度逐漸逼近JF14風洞的上限,大屏幕上數字跳躍的速度也終於開始降低,代表模擬流速一欄的數字艱難向上攀升,
「馬赫數0……燃燒室壁面溫度達到臨界值85%!」
刑牧春突然提高了聲音。
常浩南的視線快速轉到溫度控制台,屏幕上靠近隔離段的幾個傳感器已經變成了刺眼的紅色,且數值仍然在不斷上升。
「還有15秒達到目標馬赫數。「操作員報告道。
常浩南的大腦飛速運轉。理論上,材料應該能撐到測試結束,但溫度上升速度比預期快了約7%……
「壁溫臨界值92%!」
刑牧春的聲音中帶著明顯的擔憂。
就在這時,刺耳的警報聲突然響徹整個實驗室。
「警告!燃燒室壁面溫度超過安全閾值!冷卻系統效能不足!」
主屏幕上跳出了鮮紅的警告框。溫度曲線幾乎呈垂直上升趨勢,幾個關鍵點的溫度已經逼近了鎳基高溫合金的極限。
「立即中止測試!緊急關閉燃料供應!」
常浩南沒有絲毫猶豫地下令,同時迅速拍下緊急停止按鈕。
毫秒級的反應時間過後,燃料閥門關閉,風洞動力系統開始減速,主屏幕上的溫度曲線在達到一個令人心驚肉跳的峰值後,終於開始緩慢下降。
實驗室里一片寂靜,只有設備冷卻的嗡嗡聲。
所有人都盯著那些逐漸回落的數字,直到確認燃燒室沒有發生結構性損傷,才有人長舒了一口氣。
「測試中止時馬赫數達到3,接近目標值。」
本章未完,點選下一頁繼續閱讀。