第477章 重大突破，威胁来了！

第477章 重大突破，威胁来了！ (第2/2页)

氧气与可燃气体，如果某一样比例过多，都不能充分燃烧。
　　
　　就算比例合适，也难充分燃烧，这是因为液态可燃气体与液氧燃烧利用率比不上完全汽化后的燃烧利用率。
　　
　　在谈到沐阳所设计的火箭结构之前，如果了解火箭的重量，那么对它的理解就更加清晰了。
　　
　　火箭本身和卫星重量相对燃料重量来说，并不算很重。
　　
　　比如马丝克的猎鹰9号是二级火箭，一级火箭在未添加燃料时的重量只有大约22吨，二级火箭的干重也只有大约4吨。
　　
　　也就是说，火箭主体只有26吨，如果是发射到近轨道，所有卫星总重大概二十多吨，也就是未加燃料的满载荷就是几十吨左右。
　　
　　但是，加燃料后，满载时的重量大约是549吨，刨除22吨的最大载荷重量，其余的500吨左右都是燃料，其中一级火箭需要添加400吨燃料，二级火箭需要添加100吨燃料，燃料重量占比高达91％！
　　
　　因此，如何充分挖掘每一滴燃料的能量就是那个难点！所以，沐阳采用的就是全流量分级燃烧！
　　
　　猎鹰9号采用的当然不是全流量分级燃烧，依然是传统的火箭燃烧方式，燃料不是氢气，而是液态甲烷，使用的是煤油。
　　
　　全流量分级燃烧并不是沐阳首创，真正实现的是马丝克SpeX公司的火箭发动机猛禽，在几年后的试验物产品，但并没有应用在实际发射上，还存在不少缺陷。
　　
　　全流量的意思就是每一滴燃料都会在燃烧室或预燃室里得到充分的燃烧，分级的意思是每一滴燃料都会燃烧两次或更多次。
　　
　　如此一来，对基于化学原理的火箭发动机而言，这种效果就是燃料最理想的使用方式，全流量分级燃烧架构也就成了化学火箭发动机的终极构架。
　　
　　想法非常完美，但是，它存在非常大的问题。
　　
　　全流量补燃发动机因为燃烧效率高，所以燃烧室温度也很高，大概能达到3400度，然后这么高温度又遇见几百个大气压（大概35Mpa）的室压，这导致其对发动机燃烧室壁的冷却性能和材料强度要求上升，若不能满足要求，发动机安全性将会很低，不适合复用，只适合一次性。
　　
　　也就是说，如果沐阳不能解决耐高温材料问题和高强度材料解决高温高压问题，就必须抛弃这个火箭发动机构架。
　　
　　所以说，高科技非常依赖材料！
　　
　　就算有技术，但基础没打好，后续的高科技根本没法发展起来。转回话题，
　　
　　刚才所说的火箭发动机猛禽和猎鹰9号，它们所采用的燃料都是液态甲烷，而不是氢气！
　　
　　为什么？
　　
　　为什么那些传统火箭可以采用氢气，它们反而不行？
　　
　　火箭发动机猛禽和猎鹰9号的发动机与传统火箭结构发动机完全不一样。使用氢气当然比液态甲烷好。
　　
　　但是，燃烧值高，也就代表着对发动机燃烧室材料的要求更高，而且氢气更容易爆，要求燃烧室强度非常高，室压可能不止33Mpa。
　　
　　我们家用的自来水水龙头水压一般在0.3Mpa—0.7Mpa，所以对管道要求不高，采用一般的塑料管或普通20碳钢管，壁厚小。
　　
　　对比一下，就知道大于30Mpa是啥概念了。
　　
　　当然，别说是30Mpa，就算是70Mpa的管道压力，人类也能解决，就是要求合金材料，壁厚要足够，像钻石油的钻井泵管道，就能承受这个压力。
　　
　　但又要求耐三千摄氏度以上的高温，还有几十Mpa高压，还要求重复利用，目前来说，人类不能解决这个问题。
　　
　　所以，特别难！极难！
　　
　　能做出来，就是材料上的革新。
　　
　　找不到这种材料，一般是采用高强度钢＋耐高温涂层材料。
　　
　　但就算研制出来这种涂层材料，没有金属3D增材设备制造发动机燃烧室并堆焊，采用常规喷涂，根本做不出来。
　　
　　马丝克的SpeX公司找不到这种既耐高温又高强度的材料或者耐高温涂层材料，也没有高端金属3D增材设备制造燃烧室，所以他们只能采用燃烧值更低一些的煤气作为燃料。
　　
　　而对沐阳来说，他既然设计了这种全流量分级燃烧发动机，燃料还选择了氢气，就有这个把握。
　　
　　他在设计航空发动机时，研制出一种更耐高温的涂层材料，当然，并不是星海集团的EBC涂层材料。
　　
　　如果沐阳的火箭发动机能够研制出来，就具备非常夸张的推力比。
　　
　　这样一来，同样的运载载荷重量（卫星重量），那就不需要那么多的燃料，不需要那么大的火箭。
　　
　　或者说，同样的火
　　
　　箭，可以运载更重的载荷重量。
　　
　　火箭的发动机与航空发动机不一样，准确来说，它属于「推进器」，推重比非常夸张，猎鹰9号火箭的发动机推重比可以达到160：1，甚至超过200：1，两三吨的发动机，推力达到五六百吨，这才能垂直推起五百多吨的火箭，随着燃料越来越少，火箭重量越来越小，加速度越来越大，速度增比越来越大。
　　
　　沐阳设计的火箭发动机，他命名为「星火1号」。
　　
　　星火1号理论推重比可不止500：1，有可能达到更加夸张的800：1，甚至1000：1。原本猎鹰9号要求500吨的燃料，而采用星火1号发动机，燃料可以降到一两百吨。
　　
　　燃料成本并不高，一吨普通液态氢价格2500元左右，一吨普通液态氧1200元左右，如果是火箭发射所用，要求会非常苛刻，要求水分含量更低，成本会高许多，几百吨燃料成本就是几百万而已。
　　
　　当然，意义并不在燃料成本上。
　　
　　燃料少了如此多，火箭主体就会缩小许多，可以设计推力更小的火箭发动机就行了。也可以设计燃烧时间更久的火箭，飞得更高更远。
　　
　　如果桦国的冻风导弹采用星海集团的星火1号发动机，那就飞得更快，可以轻松飞出大气层，根本没法拦截，而且中程变远程。
　　
　　想到这里，沐阳严肃地沉默了。