第1330章 雙模態衝壓發動機
對於常浩南的新設想，刑牧春等人倒是不覺得特別震驚。
只是單純覺得這個概念有些陌生。
在整個高超音速武器項目當中，除去最開始用於技術驗證和積累經驗的雙錐體驗證彈以外，都是以技術難度相對較低的助推-滑翔式方案優先，而吸氣式的進度則相對靠後。
目前還只是對飛行體所用的吻切錐乘波體進行理論研究和風洞測試，而動力系統則仍然還處於獨立的開發階段——
當然，只是相對於整個項目組來說獨立。
畢竟說到底，還是會由航空動力集團承擔具體研製任務，逃不出常院士的大手。
但直到眼下這個時間點，也確實還有發生變化的餘地。
況且，儘管高超音速項目的其餘幾名主要負責人都是航天出身，但航空航天終究不分家。
不說別的，至少航空動力集團正在預研一種變循環第五代航空發動機這件事，多數人都有所耳聞。
所以，順理成章地就把兩件事情給關聯了起來：
“衝壓發動機……也要搞變循環？”
刑牧春搞火箭總體設計出身，對於吸氣動力這條科技樹難買難有些陌生，用了個不太準確的描述方式。
好在意思倒是差不太多。
“你的理解應該是沒錯，只不過衝壓發動機沒有氣體循環和內外涵道這些概念，所以不應該叫變循環。”
常浩南笑着糾正道：
“當然，如果未來能把衝壓發動機和傳統的渦輪噴氣式發動機再結合起來，那就另說……”
對於後面這半句話，大家不約而同地選擇了暫時無視。
以這裡絕大多數人的年齡來說，當前這個項目差不多就是他們的生涯之戰，能在一線從頭做到尾就算圓滿。
再長遠的事情，就算他們願意參與，也大概率不是以當前這樣的身份了。
“那應該怎麼命名？”
刑牧春這會兒也認真起來。
常浩南沒有馬上給出回答，只是低頭沉思了片刻。
他是在看見剛纔驗證得到的工作循環曲線之後靈光乍現，這會兒也還沒個完整的想法。
“超燃衝壓發動機和亞燃衝壓發動機最明顯的區別是在燃燒室的熱力工作過程……所以大概可以叫做雙模態衝壓發動機，可以根據飛行狀態不同在亞燃和超燃兩個工作模態之間自由切換……”
衆人不語，只是紛紛點頭表示認可。
“可是常院士……”
一番閒談之後，姜宗霖率先切回正題：
“噴氣式發動機的變循環畢竟只是需要一條額外的涵道，還算是在工程設計可以接受的範圍之內……這雙模態衝壓發動機是燃燒室設計，包括壓縮-隔離段和內噴管都要發生變化，總不能在裡面安裝兩個燃燒室吧？”
衝壓發動機最大的優勢之一就是結構簡單，沒有太多活動部件，對於極限飛行狀況的耐受力較好。
如果爲了兼容性多塞一個燃燒室，那莫不如直接在飛行器上獨立安裝兩臺發動機了。
常浩南臉上露出了一個稍顯戲謔的笑容：
“原本這確實是個幾乎沒辦法解決的問題……不過多虧了美國人這次的失敗，給了我不少靈感。”
他說快速把剛纔的報告翻到其中一頁，然後又從旁邊的打印機裡扯過幾張白紙。
其餘幾人見狀，也迅速圍攏過來。
“從物理上給發動機設計兩個燃燒室肯定得不償失，但我們可以通過不同的激波串的分佈和邊界層分離情況，通過調節進氣道和前體錐，在熱力學上給同一個燃燒室劃分兩個……”
常浩南一邊介紹一邊在紙上畫出了一副示意圖，但到一半的時候，筆鋒卻又突然停滯：
“不對，得劃分出三個工作狀態。”
“首先是純亞燃模態，這種情況下隔離段流場中燃燒區前激波串佔主導，激波串出口爲亞聲速條件，邊界層完全分離，擴壓器處在正常工作狀態，具有兩個幾何喉道，通過擴壓器斜激波提供的正激波系提供壓力。”
“然後是過渡模態，燃燒區前激波串向燃燒室入口移動、激波串出口爲超聲速、邊界層分離減弱，但本質上仍然處在亞燃衝壓的工作循環當中。”
說到這裡，他話鋒一轉，指了指旁邊對於X51A流道結構的測試結論：
“目前來看，美國人對於衝壓發動機熱力循環的理解大概率還停留在表面上，爲了提高工作效率選擇了相對高的啓動速度，但又沒高到足夠無視過渡段，反而導致燃燒室內的音速牆更難跨越，最後被迫長時間停留在亞燃模態，卡死在了這個環節上。”
“而我們開發雙模態衝壓發動機的目的是減小火箭助推段的壓力，提高飛行工況的靈活性，所以思路應該是儘可能早地誘發並渡過這個階段，最好在馬赫數5.0以下，否則隨着燃氣離解效應越來越明顯，化學能將難以轉化成有效功，很可能重蹈他們的覆轍……”
“……”
除了常浩南本人以外，姜宗霖和陳宏二人算是對高溫氣體動力學研究最爲深入的，也是最先反應過來的。
“只要跨過這個階段，進氣道激波就能貫穿整個隔離段/燃燒室，讓燃燒室內的流體達到超音速，徹底進入超燃衝壓模態……”
“是這樣。”
常浩南點頭：
“不過還有些其它細節要解決……比如削弱幾何雙喉道結構對超然衝壓模態的壓力分佈影響，還有如何從擴壓器斜激波過渡到飛行器前體斜激波，這些纔是我們當前階段應該首先關注的問題，同時也不會耽誤助推-滑翔構型的研發進度。”
“馬赫數5.0以下，也能進入到超燃衝壓工作狀態？”
很快有人提出顧慮。
“嗯……以馬赫數5.0作爲高超音速的門檻屬於人爲界定，實際這個數字和很多變量都有關係，只要組織特徵馬赫數大於1，並保證工作循環中加熱起始位置的壓力小於給定的激波串出口壓力，就可以確保超然衝壓模態的正常工作。”
常浩南解釋道：
“當然這需要在設計之前就計算出隔離段出口面積達到極限反壓條件下的燃燒室熱力工作過程和對應的性能、需用擴張比及特徵馬赫數和釋熱分佈規律，還有……”
“……”
“總之，都是需要大量風洞測試才能完成的工作。”
他輕輕敲了敲桌面，進入總結：
“任重而道遠吶，同志們……”
……
簡單佈置了一下後續的測試工作之後，常浩南很快整理好了對X51A的測試和分析結果，接着便迅速乘車趕往了空軍司令部。
“怎麼這麼多？”
現在距離長征9號返航也纔過去差不多一個月時間，鄭良羣剛纔接到電話的時候，還以爲常浩南只是口頭跟他說一些初步判斷，甚至連今天的日程都沒專門去改。
結果打開檔案袋之後才發現裡面裝着厚厚一沓的結論報告，不由得有些傻眼：
“我記着你之前好像說過，可能沒辦法獲得特別豐富的結論？”
在某一個瞬間，他覺得自己好像對“豐富”兩個字的理解出現了問題。
“主要是運氣不錯，對壓縮隔離段的還原度非常高，而且也分析出了一些有用的結論……”
常浩南面不改色地回答道。
鄭良羣坐直身子，來了個肅然起敬.gif。
“你先等等……”
接着拿起電話，很快叫來了一名尉官：
“讓陸副參謀長代我去參加一下今晚上的會，就說有這邊緊急情況，一時間脫不開身。”
如此果斷的抉擇，讓常浩南有點難繃：
“這……不太好吧。”
等那名年輕軍官離開之後，他轉頭看了看門口，說道：
“報告反正就放在你這，又不會自己長腿跑了……”
鄭良羣擺擺手：
“一個跟地方單位接觸的務虛會而已，唱主角的是政治部，其餘部門就是單純露個面，讓副職去也是一樣的……”
然後便把注意放回到了手裡的報告上。
因爲是寫給領導看的，所以常浩南在保留了數據分析的同時，也沒忘了在每個部分後面都用盡可能簡練的語句寫一個小節。
鄭良羣讀起來自然也沒什麼障礙。
“也就是說……”
大約半小時後，他終於重新擡起頭來：
“你認爲，美國人目前的問題不僅僅是個別技術不成熟或者某個細節缺陷，而是在路線層面就出了問題？”
常浩南則已經輕車熟路地從鄭良羣辦公室裡找出茶葉，給自己泡了一杯：
“還要更根本一些。”
他放下手裡的茶杯，回答道：
“按照目前的情況推測，我想不光是X51A，他們就算去搞滑翔式高超，都會遇到很大問題……”
鄭良羣的臉上瞬間露出驚喜，但很快收斂起了表情：
“有可能通過以飛代測解決麼？”
“很難。”
常浩南搖搖頭：
“以飛代測的前提是故障原因單一，而且能確定問題所在的位置，可如果只是單純的模型選擇錯誤，那麼他們應該在地面測試階段就能意識到，不至於讓飛行器帶着這麼大問題上天，所以在工程管理階段肯定也還有很大的漏洞……這樣綜合下來，估計連溯因分析都做不明白。”
“實際我現在甚至想不通，他們當年的X43A到底是怎麼成功的……”