第五百五十九章 真給跪了

走進不科學 第五百五十九章 真給跪了

教室里。

聽到徐云口中冒出的這句話。

錢五師以及現場的眾多「誅仙劍」小組成員，頓時齊齊為之一愣。

說出來以后別打他？

這是啥意思？

難道徐云要說的是那種「我不是針對誰但你們都是垃圾」的話？

不過很快。

錢五師便想明白了徐云的意思：

這家伙是怕自己提出來的要求太離譜被人揍呢.....

于是他爽朗一笑，相當大氣的一揮手，對徐云說道：

「韓立同志，你不用有負擔，有什么想法盡管說出來便是。」

「不管是五彩斑斕的黑，還某個零部件放大的同時想要縮小一點都無所謂——做不做得到那是我們項目組的事兒。」

「我之所以請你來做助理，不正是想著你能提出一些獨到的見解嗎？」

聽到錢五師這番話。

本就有意表明出內心想法的徐云便也不再遲疑，直接了當的開口道：

「錢主任，您還記得我們剛才在外頭聊到的乘波體技術嗎？」

錢五師點了點頭：

「當然記得。」

徐云則用手指做了個從上到下的自由落體動作，又說道：

「按照最初的設計，「誅仙劍」導彈從三萬米高空落下后，下落速度很快就會接近音速，并且一直會和迎面而來的空氣發生撞擊。」

「空氣在前方堆積和壓縮，導致溫度升高，把動能變成熱量帶走。」

「同時導彈前后的氣壓差會產生空氣阻力，給彈體一個逆向的加速度，也就是所謂的過載。」

聽到徐云拋出的這句話。

錢五師再次微微點了點頭。

眾所周知。

氣體壓縮是導彈以及飛行器常見的一種情況，它會導致過載和加熱的出現——摩擦反而是次要因素。

飛行器的過載越大。

就說明前方的氣壓越大，壓縮越劇烈，產生的熱量也會越強。

接著徐云頓了頓，繼續解釋道：

「除此以外，高空的大氣密度也是一個不容忽視的環境因素。」

「有大氣密度在，「地心引力始終大于導彈繞地旋轉所需的向心力」這句話是可以實現的。」

「基于以上幾點，我有一個不太成熟的想法，就是......」

「我們能不能設計出一種彈體，在一定發射角度的配合下，讓它在整個飛行途中完成一種類似㇏的、從高到低的運行軌跡呢？」

「整個轉向過程全程通過氣動結構完成，如此一來，我們只要準備最后沖刺階段需要的橫向推進劑就行了。」

聽到徐云的這番話。

一旁的錢五師頓時一愣，現場的其他人也陷入了沉默。

過了片刻。

錢五師胸口起伏了幾下，整個人的呼吸頻率......

驟然急促了起來。

似乎......

有門兒？

要知道。

根據錢五師等人最初的設計，導彈的下落步驟是這樣的：

從誅仙劍陣平臺離開后，先進行一段自由落體。

這段自由落體大概有一萬多米，隨便舉個數值吧，比方說從三萬米到兩萬米這個區間——U2則在1.8萬米甚至更低的高度執行拍照任務。

等雙方的豎直高度差在一兩千米的時候。

導彈的氣舵等設計開始起效。

推進劑燃燒產生橫向動能，通過側推開始讓導彈轉向。

最后超寬帶近炸引信開始工作，引導導彈命中U2。

在整個過程中。

導彈的轉向近似可以看成是一個類似L的形狀。

但另一方面。

想讓高速下落的導彈拐彎，這里需要的推力其實是很強的。

而推力的實質，就是消耗燃燒室內的推進劑。

拐彎所需要的推進劑之多，甚至要遠遠超過直線加速的消耗。（doi：10.13675/.tjjs.2203015）

但如果能夠利用氣動結構讓導彈自行完成轉向......

那么這部分的推進劑就有可能省略了。

如此一來。

整個燃燒室的體積，一下子可以縮短半數以上！

什么？

你問為什么不直接斜45°發射？

當然是因為斜45°發射需要一直用推進劑讓導彈保持一個斜向下的姿態，這種做法消耗的推進劑甚至要比L型更多。

看著陷入沉思的錢五師。

一旁的徐云則輕輕縮了縮脖子。

應該不會被打吧.....

畢竟他也不知道這個方案是否具備可行性。

他提及的這個方案的最初靈感，其實來自后世嫦娥五號回歸時使用的技術。

也就是當年曾經上過熱搜的那個太空打水漂。

當然了。

這個打水漂技術的真正稱呼，其實是「跳躍式再入」，屬于一個非常精細的操作。

這是半彈道再入的一種特例，適用于高速再入稠密大氣層。

至于目的......

自然就是為了盡可能降低過載和加熱。

上輩子是吳剛的同學應該知道。

地月的距離其實很遠。

當探測器從月球返回的時候，幾乎是在垂直向著地球做自由落體。

重力會不斷加速探測器，最終會把它加速到10.9KM/S的速度。

這個速度之快，比第二宇宙速度只差了300M/S。

太空中沒有阻力，這意味著飛行過程中你不用開著引擎，但你也沒處踩剎車。

任何人為的速度改變，都需要人工施加外力。

等飛到了目的地。

如果你不想硬著陸...也就是撞上去，就必須改變速度甚至方位。

對于月球，落地的時候還可以用火箭強行消力。

畢竟它引力小、速度慢嘛。

可是對于地球這么大引力的物體，這種做法就行不通了。

原因很簡單。

化學火箭能提供的速度改變量，主要取決于燃料的多少。

想增加速度改變量，就必須增加燃料。

但這樣一來。

且不論嫦娥五號的燃燒室夠不夠存放燃料，光是發射嫦娥五號的運載火箭就要增大數倍——根據之前的齊奧爾科夫斯基公式可以看出，隨著速度改變量的增加，火箭質量會指數倍地提升。

因此這種做法顯然是不行的。

最終經過各方面討論。

設計組制定了一個特殊的回歸方案：

如果能把進入大氣層的位置精確控制在一個叫「再入走廊」的范圍內，那么大氣密度可以對回歸艙進行減速。

也就是回歸艙進入到大氣層約60公里后，會在底部形成一個弓形激波。

這個激波會將返回器再次彈出大氣層，而后進行二次再入。

如此一來。

返回器的速度就會降低40以上。

這個原理，其實就是錢老爺子乘波體的具現。

因此在剛才。

聽到錢五師的詢問后，徐云忽然冒出了一個想法：

嫦娥五號返回器和「誅仙劍」導彈的起始條件其實非常類似：

它們都是豎直下落。

只是一個高度高一個高度低罷了。

所以若是能對「誅仙劍」導彈的發射位置進行一定優化，讓它的彈頭不要豎直朝下，而是略微傾斜.....

同時再對彈體進行一些氣動結構上的設計，說不定就能通過激波達到一種效果：

彈體在下落過程中在自身構造的引導下，不斷開始發生水平的偏移。

最終從最開始的╲變成→，整個過程卻不消耗任何推進劑，并且保持了一定程度的動能。

等到接近U2的時候，推進劑燃燒加速，導彈正中紅心！（注：這是我找了二炮裝備研究院一個朋友想出來的方案，不是我本人想出來的哈，我沒那腦子......）

當然了。

這只是徐云以一個外行人角度想出的畫面，他并不了解這在導彈設計中是否存在難度。

萬一這靈感在導彈研制領域和五彩斑斕的黑是一個概念......

那么徐云保不齊就要準備喝驢毛湯了。

不過目前看來.....

似乎情況沒他想象的那么糟糕？

至少錢五師的目光沒往角落的那把掃帚上瞟......

過了大概有好一會兒。

錢五師方才眨了眨眼，將目光收回了現實。

只見他先是以一種全新的目光審視了徐云一番，又走到徐云身邊，伸手在徐云的天靈蓋周圍按了幾下。

發現掀不開后，有些遺憾的嘆了口氣。

徐云：

又過了幾秒鐘。

錢五師方才徐徐開口道：

「韓立同志，不瞞你說，我真想看看你這腦子是怎么長出來的。」

「利用激波和發射角進行氣動優化，這可真是太......」

錢五師隱隱做了個「騷」字的口型。

不過到了最后，他還是換成了幾個更加平和的字眼：

「太天馬行空了......」

見此情形。

徐云不由心中一喜，試探著對錢五師問道：

「錢主任，所以....我的這個想法其實是可行的？」

錢五師聞言收斂了臉上的感慨，沉吟片刻，認真說道：

「韓立同志，你的想法很奇特，但具體是否可行.....只能說有一定的概率。」

「畢竟激波的常見條件是超音速，而三萬米的導彈以一定傾角落下后想要達到超音速其實很困難——畢竟U2的位置并不是在地面，而是在萬米甚至接近兩萬米的高度。」

「當然了，高亞音速也能產生區部激波，但這種結構曲線我們卻沒有任何數據可以參考。」

「所以我只能說存在一定的可行性，但是否可以在短期內落到實處......」

「還需要進行更詳細的馬赫數以及啟動結構推導計算。」

提及正事，錢五師的表情就很認真了。

正如他所說的那樣。

徐云的想法很有新意，但落實在技術上的時候就很困難了。

因為這涉及到了馬赫數的概念。

啥叫馬赫數呢？

這就首先要提到一個概念：

那就是飛行器在超音速飛行時，它們的速度往往是沒有改變的，真正改變的是空氣的聲速。

這是因為低空飛行和高空飛行是完全不同的兩個概念，二者的大氣溫度存在很大差異。

因此。

同一個速度在高空可能是超音速，但在低空往往是亞音速。

所以為了更好地區分不同類型的流動，真正表達的術語是馬赫數。

或者再準確點說......

馬赫數不僅僅是用來區分不同類型的流動，馬赫數最本質的作用是體現流體的被壓縮的狀態。

關于這一點，大家可以這么理解：

把空氣想象成一根「彈黃」，「彈黃」的剛度與馬赫數成反比。

所以當馬赫數較小的時候。

「彈黃」的剛度較大。

所以速度所造成的波動就會輕易傳遞到「彈黃」所有位置，「彈黃」就不會被壓縮。

因此。

馬赫數小到一定程度時，可以認為空氣是不可壓流體。

當馬赫數較大的時候呢。

「彈黃」的剛度較小。

速度所造成的波動容易造成「彈黃」的局部壓縮，此時認為空氣是可壓流體。

這個概念非常簡單，也非常好理解。

一般來說。

馬赫數小于0.3的低速流體，可以視為不可壓流體。

而馬赫數大于0.3的流體，則為的可壓流體。

并且馬赫數超過1的時候，便會產生激波。

當馬赫數已經超過跨聲速區域后。

激波不會出現在飛機表面，而是出現在飛行器的前方——此時的激波也叫脫體激波。

所以想要保證誅仙劍導彈在只靠重力勢能提供動力的情況下完成㇏式飛行，必須要精準確定激波出現的位置。

類乘波體結構的設計。

等等！

類乘波體？

想到這里。

錢五師忽然意識到了另一件事：

如果說這個導彈真的被設計了出來，那么自己之前和徐云所說的吃斧頭的事情豈不是就......

過了幾秒鐘。

錢五師用力一咬牙。

罷了。

如果真能搞出這種導彈，啃兩口斧頭又算什么？

真男人就該啃斧頭！

總而言之。

到了這一步。

大方向上的討論也算是暫時告了一段落，剩下的便是.....

結構上的設計與計算。

于是錢五師再次按照之前的方式，將現場眾人分成了三個小組。

不過與先前不同的是。

這次錢五師不再和徐云出門摸魚，而是組成了第四個小組進行計算。

小組的另一個成員是個同樣圓臉的中年男子，看起來三十出頭，是計算組的一位成員：

此前提及過。

基地派來的計算組一共有十個人，之前的小組卻有三個，所以早先的分配方案是334，有一個其實是多余的。

眼下錢五師親自成立了第四小組，那么多余出來的人自然被拉來打起了下手。

按照職能的劃分。

四個小組分別負責四個構型推導：

吸氣式推進動力、

二維進氣道構型、

考慮黏性情況下定平面形狀的密切錐設計。

其中錢五師和徐云負責是第一個，這也是整個過程中最困難的一個方向。

不過徐云倒還是開心的。

畢竟一來能和錢老搭檔，他在情感上就先天不感覺抵觸，反而很興奮。

不夸張的說。

這是一種無上的榮耀，比什么上電視被采訪、得某某某獎榮耀多了。

二來則是......

算是四個步驟中，最接近流體力學的一個領域，涉及到很多流體力學的知識。

這個方面徐云不說多精通吧。

至少不用像之前那樣昆西附體，全程OvO。

接著很快。

四個小組便每組選擇了一間教室，開始了各自的計算推導。

其中錢五師和徐云這組留在了原本的這間教室，畢竟照顧殘疾人嘛。

「韓立同志。」

待眾人離去后。

錢五師看了眼身邊數算組的那位成員，沉吟片刻，對徐云說道說道：

「韓立同志，不知道你對有了解嗎？」

徐云點了點頭，開口道：

「唔......大致懂一點，比如說這是您提出的乘波體的三種生成方式之一。」

「其余的兩種分別是或超聲速二元流場，以及流經任意三維構型的超聲速流場。」

「軸對稱最小波阻構型可以通過經典最小阻力理論獲得，算是最容易生成乘波體的方式。」

錢五師滿意的點了點頭。

隨后他在演算紙上畫了個比較簡單的圖示，說道：

「既然韓立同志你對并不陌生，那么我們就直接進入正題吧。」

「我們這組在技術側的目的很簡單，就是將最小波阻錐導乘波體和內轉式進氣道完成一體化設計。」

「而這個設計的核心，就是曲面內錐流場的參數推導。」

說罷。

錢五師又從身邊取來了幾份文件，對徐云說道

「你看這里，這是我在早些年推導出的乘波體激波面和內錐激波面的部分交線。」

「其中曲線CD是一段捕獲型線，通常交點D位于內轉式進氣道基準流場的中心體上......」

眾所周知。

在前體進氣道一體化設計方面，眼下這個時期各國的方案有很多種。

比如李維斯特在錐形流場中用流線追蹤法設計出進氣道的唇口，來近似匹配二維進氣道構型。

霓虹的高嶋伸欣則用密切錐方法完成了這一步。

英國的斯達克則采用的是變楔角法——這位其實也挺可惜的，要是英國當年多支持他的研究，英國說不定會先完成乘波前體的研發。

而錢五師采用的則是最小波阻錐導乘波體的耦合設計，即便在后世也算是相當大膽了。

沒辦法。

如果不另辟蹊徑。

徐云的方案壓根就沒有落地的可能。

至于錢五師拿出的這份文件，可不僅僅是早些年那么簡單。

這些文件都是他從海對面提前寄回來的寶貴資料，在當時堪稱孤本，珍貴程度難以用語言來形容。

等到金貝兒背刺舉報錢五師，錢五師與妻子被監禁之后，他就再也沒法帶出或者郵寄任何東西回國了。

當然了。

也正是因為

有這幾份在海對面做過的數據，錢五師才會選擇和徐云莽這么一波。

接著很快。

錢五師畫出了一條豁口面的激波型線，并且將交點D位，寫到了內轉式進氣道基準流場的中心體上。

接著又寫下了一個流速公式：

這是完全氣體在一元等熵定常流動下的描述，在1954年就已經被推導出來了。

寫到這里后。

錢五師的筆尖微微一頓，對徐云道：

「韓立同志，你覺得接下來應該計算什么？」

「背壓比，還是面積流速關系？」

徐云知道這不是自己該客套的時候，因此立刻便表達了自己的看法：

「錢主任，我個人覺得背壓比應該會更好一點兒。」

上輩子在成飛工作的時候，徐云曾經聽一位搞流體的同事說過一件事：

激波這東西產生之后，熵會增加，但滯止壓力卻會減小。

同時呢。

激波前后的滯止溫度不變。

所以在這種情況下。

計算面積流速關系會出現一個只有通過超算才會知道的誤區：

不導入壓縮性系數的話，整個公式將會完全報廢。

因此在錢五師詢問意見后，徐云立刻提出了自己的看法——如果錢五師不問，徐云就會主動開口。

而在徐云身邊。

錢五師聞言也點了點頭：

「正合我意。」

于是很快。

錢五師便計算起了背壓比。

所謂背壓比。

指的噴嘴出口靜壓力與噴嘴上游滯止壓力之比，不過在設計方案中指的是錐流場與氣體的耦合比。

當錐流場剛好達到臨界條件時。

外部氣體達到音速，同時氣體質量流量達到最大值，此時的背壓比即稱為最大背壓比。

這個概念有點類似后世的MBPR，不過釋義上更接近下游。

接著很快。

徐云也估量了一番自己的右手狀態。

今天他的右手還沒用過，負載為0，因此他便也拿起筆和紙協助寫了起來。

眾所周知。

如果激波為正激波，且不考慮激波厚度，那么激波控制體的形狀就會很對稱：

你比劃個剪刀的手勢，然后指尖向下。

這就是激波控制體的圖示了。

而控制體CV基本方程，則由三個連續方程組成：

lit→0(∭Iσd)tΔtΔt−∬σ⋅V→⋅dA→∬σs⁡αdA(這排版將就著看吧)

其中t為時間；

Fx為控制體內流體的受力在x軸上的分量；

v為流體速度失量；

A為控制體表面面積失量；

V為控制體體積。

同時考慮氣體穩定流動，再假設速度、能量在激波截面上是均勻的。

便有∫CSv·dAA。

隨后徐云把截面態聯立在了一起，準備繼續推導下去。

然而半分鐘后。

徐云忽然眉頭一皺，嘴里嘖了一聲，輕輕搖了頭：

「不行，要是這樣

擬合的話，就沒法繼續計算了.....」

結果話音剛落。

徐云的耳邊忽然傳來了一道聲音：

「韓立同志，為什么沒法繼續計算？」

徐云頓時一怔，順勢朝發聲者看去。

轉過頭后。

發現數算小組的那位被叫做什么「大于」的圓臉中年人，不知何時已經來到了自己身邊。

徐云見狀掃了眼正在低頭計算的錢五師，壓低聲音解釋道：

「大于同志，這不是很明顯嗎？」

「激波后的溫度高于激波產生前，壓力間斷性地急劇上升，擴散段的方程顯然是算不出來的。」

說罷。

徐云便搖了搖頭，準備試著思考另一種方法。

然而令他有些意外的是。

圓臉中年人聞言后沒有再說話，而是同樣低頭拿著筆和紙寫了起來。

徐云見狀也不再說什么，繼續做起了思考。

過了大概三四分鐘。

中年人忽然將算紙遞到了徐云面前，說道：

「韓立同志，你看看這個。」

徐云這會兒還處在思路斷檔期，被人反復打攪，心中多少還是有些想法的。

反感談不上。

但不耐煩肯定有點兒。

畢竟這可是后世的2023年都已經形成定式的準公理，在徐云看來沒太多討論的必要。

不過出于對這個時代先輩的敬重，徐云還是決定先幫忙這位同志找出問題，給他簡單的上上一課。

結果在看到算紙內容的第一時間。

徐云便頓時童孔一縮。

只見此時此刻。

算紙上赫然寫著一段推導：

已知d/u(k1)Ma2u/2(k−1)Ma2u

以及ypd/pu√[2kx2−(k−1)k1]1/2

對以上二方程進行聯立，建立二維柱坐標下的可壓縮粘性氣體的連續性方程、NS方程、能量方程和氣體狀態方程

通過變式可知，截面態會在擴散段后半段中逐漸增大，引入氣體邊界層影響后可得最終式......

看著面前的計算結果。

徐云在內心激烈震動的同時。

下意識問了一句話：

「大于同志，你怎么稱呼？——我是問你的全名。」

「你說我啊？」

名叫大于的圓臉中年人聞言扶了扶眼鏡，很是憨厚的笑著說道：

「我叫于敏.....噯，韓立同志你怎么摔下去了？」