第561章 真给跪了

    “.”

    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‘诛仙剑’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“我不是针对谁但你们都是垃圾”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：

    “韩立同志，你不用有负担，有什么想法尽管说出来便是。”

    “不管是五彩斑斓的黑，还某个零部件放大的同时想要缩小一点都无所谓——做不做得到那是我们项目组的事儿。”

    “我之所以请你来做助理，不正是想着你能提出一些独到的见解吗？”

    “.”

    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：

    “钱主任，您还记得我们刚才在外头聊到的乘波体技术吗？”

    钱五师点了点头：

    “当然记得。”

    徐云则用手指做了个从上到下的自由落体动作，又说道：

    “按照最初的设计，‘诛仙剑’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。”

    “空气在前方堆积和压缩，导致温度升高，把动能变成热量带走。”

    “同时导弹前后的气压差会产生空气阻力，给弹体一个逆向的加速度，也就是所谓的过载。”

    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：

    “除此以外，高空的大气密度也是一个不容忽视的环境因素。”

    “有大气密度在，‘地心引力始终大于导弹绕地旋转所需的向心力’这句话是可以实现的。”

    “基于以上几点，我有一个不太成熟的想法，就是.”

    “我们能不能设计出一种弹体，在一定发射角度的配合下，让它在整个飞行途中完成一种类似【】的、从高到低的运行轨迹呢？”

    “整个转向过程全程通过气动结构完成，如此一来，我们只要准备最后冲刺阶段需要的横向推进剂就行了。”

    “？！”

    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。（doi：10.13675/j.cnki.tjjs.2203015）

    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“跳跃式再入”，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“再入走廊”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‘诛仙剑’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‘诛仙剑’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！（注：这是我找了二炮装备研究院一个朋友想出来的方案，不是我本人想出来的哈，我没那脑子）

    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：

    “韩立同志，不瞒你说，我真想看看你这脑子是怎么长出来的。”

    “利用激波和发射角进行气动优化，这可真是太.”

    钱五师隐隐做了个‘骚’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：

    “太天马行空了.”

    见此情形。

    徐云不由心中一喜，试探着对钱五师问道：

    “钱主任，所以.我的这个想法其实是可行的？”

    钱五师闻言收敛了脸上的感慨，沉吟片刻，认真说道：

    “韩立同志，你的想法很奇特，但具体是否可行.只能说有一定的概率。”

    “毕竟激波的常见条件是超音速，而三万米的导弹以一定倾角落下后想要达到超音速其实很困难——毕竟U2的位置并不是在地面，而是在万米甚至接近两万米的高度。”

    “当然了，高亚音速也能产生区部激波，但这种结构曲线我们却没有任何数据可以参考。”

    “所以我只能说存在一定的可行性，但是否可以在短期内落到实处.”

    “还需要进行更详细的马赫数以及启动结构推导计算。”

    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“弹簧”，“弹簧”的刚度与马赫数成反比。

    所以当马赫数较小的时候。

    “弹簧”的刚度较大。

    所以速度所造成的波动就会轻易传递到“弹簧”所有位置，“弹簧”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。

    “弹簧”的刚度较小。

    速度所造成的波动容易造成“弹簧”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。

    “韩立同志。”

    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：

    “韩立同志，不知道你对超声速轴对称有了解吗？”

    徐云点了点头，开口道：

    “唔大致懂一点，比如说这是您提出的乘波体的三种生成方式之一。”

    “其余的两种分别是或超声速二元流场，以及流经任意三维构型的超声速流场。”

    “轴对称最小波阻构型可以通过经典最小阻力理论获得，算是最容易生成乘波体的方式。”

    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：

    “既然韩立同志你对超声速轴对称并不陌生，那么我们就直接进入正题吧。”

    “我们这组在技术侧的目的很简单，就是将最小波阻锥导乘波体和内转式进气道完成一体化设计。”

    “而这个设计的核心，就是曲面内锥流场的参数推导。”

    说罢。

    钱五师又从身边取来了几份文件，对徐云说道

    “你看这里，这是我在早些年推导出的乘波体激波面和内锥激波面的部分交线。”

    “其中曲线CD是一段捕获型线，通常交点D位于内转式进气道基准流场的中心体上.”

    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：

    qm=A2kk-1p0ρ0[(pp0)2k-(pp0)k+1k]

    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：

    “韩立同志，你觉得接下来应该计算什么？”

    “背压比，还是面积-流速关系？”

    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：

    “钱主任，我个人觉得背压比应该会更好一点儿。”

    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：

    “正合我意。”

    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∫V(r，t)dV=t∫V(r，t)dV+∮S(r，t)undA

    ΔN=(IIσρdτ+IIIσρdτ))t+Δt(IIσρpdτ)t

    limΔt→0(Iσρdτ)t+ΔtΔt=CSinσV→dA→=CSinσρVcosαdA(起点这排版将就着看吧)

    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为流体速度矢量；

    A为控制体表面面积矢量；

    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·dA=cA。

    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：

    “韩立同志，为什么没法继续计算？”

    “？”

    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“大于”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：

    “大于同志，这不是很明显吗？”

    “激波后的温度高于激波产生前，压力间断性地急剧上升，扩散段的方程显然是算不出来的。”

    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：

    “韩立同志，你看看这个。”

    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。

    徐云便顿时瞳孔一缩。

    只见此时此刻。

    算纸上赫然写着一段推导：

    【已知ρd/ρu=(k+1)Ma2u/2+(k1)Ma2u】

    【以及y=pd/pu√[2kx2(k1)k+1]^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】

    【∑F→cv=tcvV→ρdB+csV→ρ(V→n→)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：

    “大于同志，你怎么称呼？——我是问你的全名。”

    “你说我啊？”

    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：

    “我叫于敏.嗳，韩立同志你怎么摔下去了？”

    (本章完)