第1286章 計算材料學，很神奇吧？
第1286章 計算材料學，很神奇吧？
一場高超聲速武器領域的研發競賽，就這樣在太平洋兩端無聲地展開了。
但這一次，由於客觀條件不足而被迫選擇「彎道超車」的，卻成了美國。
一個月後。
懷柔科學城。
自從太空漁船項目結束，常浩南重新把關注重點轉移到高超音速項目上之後，這裡的風洞群便開始了日夜不停的循環工作。
爆轟驅動段的每一次點火、激波管的每一次轟鳴、氣動模型的每一次裝載和調整，都會為整個研發團隊送出大量的實驗數據，推動著華夏高超音速飛行器愈發接近真正的天空。
有著一批超高速風洞做輔助的常浩南無需擔心測試的擬真程度，但這絕不意味著後續的設計研發任務是一個輕鬆的工作。
相比於已經在X15和X43A等多個項目上驗證過高超音速相關技術的競爭對手，他這邊的很多技術都是字面意義上的從零開始。
JF8和JF10受制於總溫限制，只能承擔一些相對邊邊角角的測試任務。
僅靠一台JF14，就算壓縮機超頻超到冒煙，也實在有些跟不上常浩南的節奏。
當然，凡事就怕一個對比。
相較於過去連個普通超音速風洞都得算著時間和成本用的情況來說，如今整個力學所和大半個航空工業系統都繞著他一個人轉，絕對已經是相當高規格的待遇了。
所以常浩南倒也知道，這事兒急不來。
反而是項目團隊裡的其他人多少有點坐不住。
趁著風洞在兩次測試之間加壓的功夫，刑牧春手裡拿著一張報紙，來到了正在會議桌前面敲鍵盤的常浩南旁邊：
「常院士，我看最近有不少新聞都在報導，說美國那邊的吸氣式高超音速飛彈已經開始地面測試，計劃在2008年之前就要首飛啊……」
聽到這個消息，常浩南手上動作一頓。
在去年妄圖通過一個F22編隊給華夏施加軍事威懾的圖謀破產之後，大洋彼岸就有過將高超音速武器研製計劃提前的消息流出，但因為後續並未見到其它的相關報導，所以外界普遍認為是國防部或者波音在幕後操作，希望藉此而獲得更多的研發經費。
後來通過的2006財年預算案也證實了這種猜想，國會劃撥給「吸氣式高超音速驗證飛行器」的經費直接比2005年提高了5倍以上。
再加上2006年初華夏試射新型飛彈所引發的一系列風波，導致這件事情很快就淡出了公眾的關注視野。
但現在看來，對方或許是要來真的。
他把目光投向電腦旁邊的英文報紙。
必須得說，在信息開放這一塊，美國人確實一直走在世界的最前列。
當然，這也和他們過去所建立起來的自信心息息相關。
報紙上面不僅寫著剛才對方說出的標題，甚至還附帶了一張製作頗為精良的X51A外形示意圖。
或許對於其它人來說，這只是一張電腦生成的想像結果而已。
但常浩南卻非常清楚，這張圖的還原度非常之高。
甚至連在第二階段改進方案中才添加的尾部過渡都繪製得一清二楚。
說明X51A項目大概率已經推進到了相當後期的階段。
眼見常浩南盯著報紙沉默不語，刑牧春覺得自己要是不再說點什麼的話，那這氣氛屬實過於尷尬，只好繼續道：
「要說咱們這JF14風洞應該是全世界第一座能還原大氣層內高超聲速飛行環境的模擬設備才對，美國那邊不管空軍的、NASA的還是波音的……幾個主要實驗室我們都專門查過資料，絕對沒有這方面的能力，包括前些年還拿過AIAA地面試驗獎的LENS2風洞，也就是停留在JF8的性能指標上……」
其實關於美國的高超音速研究到底為什麼起了個大早卻趕了個晚集，上一世直到常浩南重生之前，也始終沒有一個定論。
所以他只好拋出了一個認同度相對高的說法：
「在超高速風洞這塊，美國人先後嘗試了自由活塞驅動和加熱輕氣體驅動兩個技術路線，結果事後來看全都選錯了，所以他們現在只能是減少風洞測試時間，直接走計算模擬加飛行試驗的路子……」
剛才一直在旁邊沒搭話的姜宗霖這時候也搭上話：
「另外，爆轟驅動風洞這塊也不只有我們在走，比如德國亞琛工業大學那邊就有一座TH-D高焓激波風洞，前兩年剛剛建成，整體性能大概跟JF10差不多，在氣流總溫這方面可能還要稍高一些，以他們和美國人之間的聯繫，波音也很有可能通過租用的方式獲得一些測試機會。」
刑牧春的臉上滿是不可思議。
他搞火箭研究出身，很難想像一直以來都被當做主要對手和追趕目標的美國能幹出這種事情來：
「那怎麼可能保證測試成功率？就連……」
實際刑牧春是想說，如今在數值計算模擬這方面最權威的就是常浩南本人，但就連後者都不敢跳過風洞測試這一步直接開飛，對面美國人是怎麼敢的啊？
但這句話實在是很難以一個不像是拍馬屁的方式說出來，所以中途卡了殼。
常浩南擺了擺手：
「跑得快不如跑得穩，別管美國人到底是怎麼想的，咱們現在實際上已經獲得了基礎研究層面的優勢，只要按部就班穩下去，等對面自己犯錯就好……」
雖然他說這句話時候的語氣平平淡淡，但心裡還是難免暗爽——
十年了，十年！
終於讓我等到這一天了！
追吧，鷹子！
就在刑牧春又準備說點什麼的時候，常浩南的手機突然響起了一陣電話鈴聲。
「等等，我接個電話……」
他趕緊示意另外兩人噤聲，然後按下接聽鍵。
是栗亞波打過來的。
後者的研究並不需要用到風洞本身，只需要激波管裝置用於還原實際飛行過程中的點火過程即可，因此這一個月以來，都是跟負責氣動結構設計和動力研發的常浩南處於並行工作狀態。
「老師，我這邊的分析結果出來了。」
面對這有些突如其來喜訊，常浩南蹭地一下站起身：
「你等等，我馬上過去，咱們當面再說……」
……
無錯版本在讀！首發本小說。
當三人來到懷柔科學城的計算中心時，栗亞波已經連計算結果都差不多整理出來了。
「老師，這金屬顆粒的反應動力學真是不做不知道，一做嚇一跳……」
看到常浩南進門，他當即站起身，把桌上還沒來得及裝訂的、厚度堪比一本書的技術報告交給了對方，然後繼續道：
「目前學界對於鋁顆粒……或者大部分固體金屬顆粒燃燒的理論計算方法都基本源於液滴燃燒模型，再逐步向其中加入凝相產物和沉積產物的影響……但我用您提供的思路，從最基礎的部分開始重新驗證了一遍，發現實際過程應該複雜得多……」
聽他這麼一說，原本對於這方面並不專精，只是來湊個熱鬧的另外兩人也趕緊圍攏過來。
顯然，這是要整出個大新聞的節奏。
正好這時候，常浩南也翻到了報告中比較重要的一頁：
「二維……非穩態動力-擴散-蒸發控制燃燒模型？」
這個有些冗長到過分的名字讓常浩南都沒能在第一時間順溜地讀出來。
「確實挺複雜……」
栗亞波趕緊開始解釋：
「實際在大部分人最關心的點火階段，因為還沒有積累起足夠的凝結和沉積物，所以用改進過後的液滴模型來描述反而是可行的，這應該也是大部分研究人員多年來都沒能發現問題所在的主要原因。」
「但是在顆粒已經點火、氧化劑與金屬蒸汽反應形成低階的氧化物後，氧化物由於擴散和對流作用沉積在顆粒的表面，形成一個氧化帽，這個氧化帽會阻止了顆粒內部金屬的蒸發，從而影響到組分和溫度的分布，同時凝結產生的放熱作用給顆粒提供了一定的熱量，因此實際過程會受到動力、擴散和蒸發共同的控制……」
顯然，剛才那個名字並不是空穴來風。
常浩南一邊聽著對方的介紹，一邊往後飛速翻動手中的報告：
「表面反應、氣相反應、分解反應、縮合反應……總共17個反應動力學機理？」
雖然這個研究思路確實是他給出來的，但能無心插柳收穫到如此顛覆性的成果，還是完全出乎了常浩南的預料。
意外之喜了屬於是。
不過另一方面，即便以如今的超級計算機水平，如果想要從微觀粒子層面上完整還原這樣一個過程，也還是有些力不從心……
「呃……我額外針對氧化產物的凝結和沉積過程分別建立了一個子模型，同時還考慮了還氧化帽對組分分布和溫度場的影響……就這還是我假設顆粒都是完美球形所以把三維結構給簡化成了二維，否則恐怕還要更加複雜。」
栗亞波撓了撓頭：
「總的來說，在AP/HTPB/AI這個三元體系當中，金屬鋁的加入會導致燃面發生團聚從而生成大粒徑液相凝團……」
「在基礎測試中這一過程的影響不大，但實際工作中就會增加發動機的兩相流損失，並使得熔渣沉積和絕熱層燒蝕現象更加嚴重，從而降低固體發動機的工作穩定性，甚至還會推進劑比沖……」
「……」
師生二人的交流逐漸進入了刑牧春和姜宗霖不太了解的領域。
尤其對於後者來說，自己在力學所工作了半輩子，還從來沒想過能和基礎化學領域的研究扯上關係。
趁著一個常浩南和栗亞波都沒說話的當口，姜宗霖又湊到近前，看了看紙上那一大堆令人眼花繚亂的化學符號。
「這……是我們風洞中心能做出來的成果？」
常浩南把報告合上放到一邊，然後點了點頭：
「計算材料學，很神奇吧？」
(本章完)
一場高超聲速武器領域的研發競賽，就這樣在太平洋兩端無聲地展開了。
但這一次，由於客觀條件不足而被迫選擇「彎道超車」的，卻成了美國。
一個月後。
懷柔科學城。
自從太空漁船項目結束，常浩南重新把關注重點轉移到高超音速項目上之後，這裡的風洞群便開始了日夜不停的循環工作。
爆轟驅動段的每一次點火、激波管的每一次轟鳴、氣動模型的每一次裝載和調整，都會為整個研發團隊送出大量的實驗數據，推動著華夏高超音速飛行器愈發接近真正的天空。
有著一批超高速風洞做輔助的常浩南無需擔心測試的擬真程度，但這絕不意味著後續的設計研發任務是一個輕鬆的工作。
相比於已經在X15和X43A等多個項目上驗證過高超音速相關技術的競爭對手，他這邊的很多技術都是字面意義上的從零開始。
JF8和JF10受制於總溫限制，只能承擔一些相對邊邊角角的測試任務。
僅靠一台JF14，就算壓縮機超頻超到冒煙，也實在有些跟不上常浩南的節奏。
當然，凡事就怕一個對比。
相較於過去連個普通超音速風洞都得算著時間和成本用的情況來說，如今整個力學所和大半個航空工業系統都繞著他一個人轉，絕對已經是相當高規格的待遇了。
所以常浩南倒也知道，這事兒急不來。
反而是項目團隊裡的其他人多少有點坐不住。
趁著風洞在兩次測試之間加壓的功夫，刑牧春手裡拿著一張報紙，來到了正在會議桌前面敲鍵盤的常浩南旁邊：
「常院士，我看最近有不少新聞都在報導，說美國那邊的吸氣式高超音速飛彈已經開始地面測試，計劃在2008年之前就要首飛啊……」
聽到這個消息，常浩南手上動作一頓。
在去年妄圖通過一個F22編隊給華夏施加軍事威懾的圖謀破產之後，大洋彼岸就有過將高超音速武器研製計劃提前的消息流出，但因為後續並未見到其它的相關報導，所以外界普遍認為是國防部或者波音在幕後操作，希望藉此而獲得更多的研發經費。
後來通過的2006財年預算案也證實了這種猜想，國會劃撥給「吸氣式高超音速驗證飛行器」的經費直接比2005年提高了5倍以上。
再加上2006年初華夏試射新型飛彈所引發的一系列風波，導致這件事情很快就淡出了公眾的關注視野。
但現在看來，對方或許是要來真的。
他把目光投向電腦旁邊的英文報紙。
必須得說，在信息開放這一塊，美國人確實一直走在世界的最前列。
當然，這也和他們過去所建立起來的自信心息息相關。
報紙上面不僅寫著剛才對方說出的標題，甚至還附帶了一張製作頗為精良的X51A外形示意圖。
或許對於其它人來說，這只是一張電腦生成的想像結果而已。
但常浩南卻非常清楚，這張圖的還原度非常之高。
甚至連在第二階段改進方案中才添加的尾部過渡都繪製得一清二楚。
說明X51A項目大概率已經推進到了相當後期的階段。
眼見常浩南盯著報紙沉默不語，刑牧春覺得自己要是不再說點什麼的話，那這氣氛屬實過於尷尬，只好繼續道：
「要說咱們這JF14風洞應該是全世界第一座能還原大氣層內高超聲速飛行環境的模擬設備才對，美國那邊不管空軍的、NASA的還是波音的……幾個主要實驗室我們都專門查過資料，絕對沒有這方面的能力，包括前些年還拿過AIAA地面試驗獎的LENS2風洞，也就是停留在JF8的性能指標上……」
其實關於美國的高超音速研究到底為什麼起了個大早卻趕了個晚集，上一世直到常浩南重生之前，也始終沒有一個定論。
所以他只好拋出了一個認同度相對高的說法：
「在超高速風洞這塊，美國人先後嘗試了自由活塞驅動和加熱輕氣體驅動兩個技術路線，結果事後來看全都選錯了，所以他們現在只能是減少風洞測試時間，直接走計算模擬加飛行試驗的路子……」
剛才一直在旁邊沒搭話的姜宗霖這時候也搭上話：
「另外，爆轟驅動風洞這塊也不只有我們在走，比如德國亞琛工業大學那邊就有一座TH-D高焓激波風洞，前兩年剛剛建成，整體性能大概跟JF10差不多，在氣流總溫這方面可能還要稍高一些，以他們和美國人之間的聯繫，波音也很有可能通過租用的方式獲得一些測試機會。」
刑牧春的臉上滿是不可思議。
他搞火箭研究出身，很難想像一直以來都被當做主要對手和追趕目標的美國能幹出這種事情來：
「那怎麼可能保證測試成功率？就連……」
實際刑牧春是想說，如今在數值計算模擬這方面最權威的就是常浩南本人，但就連後者都不敢跳過風洞測試這一步直接開飛，對面美國人是怎麼敢的啊？
但這句話實在是很難以一個不像是拍馬屁的方式說出來，所以中途卡了殼。
常浩南擺了擺手：
「跑得快不如跑得穩，別管美國人到底是怎麼想的，咱們現在實際上已經獲得了基礎研究層面的優勢，只要按部就班穩下去，等對面自己犯錯就好……」
雖然他說這句話時候的語氣平平淡淡，但心裡還是難免暗爽——
十年了，十年！
終於讓我等到這一天了！
追吧，鷹子！
就在刑牧春又準備說點什麼的時候，常浩南的手機突然響起了一陣電話鈴聲。
「等等，我接個電話……」
他趕緊示意另外兩人噤聲，然後按下接聽鍵。
是栗亞波打過來的。
後者的研究並不需要用到風洞本身，只需要激波管裝置用於還原實際飛行過程中的點火過程即可，因此這一個月以來，都是跟負責氣動結構設計和動力研發的常浩南處於並行工作狀態。
「老師，我這邊的分析結果出來了。」
面對這有些突如其來喜訊，常浩南蹭地一下站起身：
「你等等，我馬上過去，咱們當面再說……」
……
無錯版本在讀！首發本小說。
當三人來到懷柔科學城的計算中心時，栗亞波已經連計算結果都差不多整理出來了。
「老師，這金屬顆粒的反應動力學真是不做不知道，一做嚇一跳……」
看到常浩南進門，他當即站起身，把桌上還沒來得及裝訂的、厚度堪比一本書的技術報告交給了對方，然後繼續道：
「目前學界對於鋁顆粒……或者大部分固體金屬顆粒燃燒的理論計算方法都基本源於液滴燃燒模型，再逐步向其中加入凝相產物和沉積產物的影響……但我用您提供的思路，從最基礎的部分開始重新驗證了一遍，發現實際過程應該複雜得多……」
聽他這麼一說，原本對於這方面並不專精，只是來湊個熱鬧的另外兩人也趕緊圍攏過來。
顯然，這是要整出個大新聞的節奏。
正好這時候，常浩南也翻到了報告中比較重要的一頁：
「二維……非穩態動力-擴散-蒸發控制燃燒模型？」
這個有些冗長到過分的名字讓常浩南都沒能在第一時間順溜地讀出來。
「確實挺複雜……」
栗亞波趕緊開始解釋：
「實際在大部分人最關心的點火階段，因為還沒有積累起足夠的凝結和沉積物，所以用改進過後的液滴模型來描述反而是可行的，這應該也是大部分研究人員多年來都沒能發現問題所在的主要原因。」
「但是在顆粒已經點火、氧化劑與金屬蒸汽反應形成低階的氧化物後，氧化物由於擴散和對流作用沉積在顆粒的表面，形成一個氧化帽，這個氧化帽會阻止了顆粒內部金屬的蒸發，從而影響到組分和溫度的分布，同時凝結產生的放熱作用給顆粒提供了一定的熱量，因此實際過程會受到動力、擴散和蒸發共同的控制……」
顯然，剛才那個名字並不是空穴來風。
常浩南一邊聽著對方的介紹，一邊往後飛速翻動手中的報告：
「表面反應、氣相反應、分解反應、縮合反應……總共17個反應動力學機理？」
雖然這個研究思路確實是他給出來的，但能無心插柳收穫到如此顛覆性的成果，還是完全出乎了常浩南的預料。
意外之喜了屬於是。
不過另一方面，即便以如今的超級計算機水平，如果想要從微觀粒子層面上完整還原這樣一個過程，也還是有些力不從心……
「呃……我額外針對氧化產物的凝結和沉積過程分別建立了一個子模型，同時還考慮了還氧化帽對組分分布和溫度場的影響……就這還是我假設顆粒都是完美球形所以把三維結構給簡化成了二維，否則恐怕還要更加複雜。」
栗亞波撓了撓頭：
「總的來說，在AP/HTPB/AI這個三元體系當中，金屬鋁的加入會導致燃面發生團聚從而生成大粒徑液相凝團……」
「在基礎測試中這一過程的影響不大，但實際工作中就會增加發動機的兩相流損失，並使得熔渣沉積和絕熱層燒蝕現象更加嚴重，從而降低固體發動機的工作穩定性，甚至還會推進劑比沖……」
「……」
師生二人的交流逐漸進入了刑牧春和姜宗霖不太了解的領域。
尤其對於後者來說，自己在力學所工作了半輩子，還從來沒想過能和基礎化學領域的研究扯上關係。
趁著一個常浩南和栗亞波都沒說話的當口，姜宗霖又湊到近前，看了看紙上那一大堆令人眼花繚亂的化學符號。
「這……是我們風洞中心能做出來的成果？」
常浩南把報告合上放到一邊，然後點了點頭：
「計算材料學，很神奇吧？」
(本章完)