學霸的軍工科研系統 第942章

作者:十月廿二

  顯然對於當前人類的技術來說,這個設想中的很多要素還不太現實。

  比如半徑300米的圓環型航天器本身,就是個根本難以想象的龐然大物。

  但周平建卻並沒有打斷常浩南的描述,只是在每個小節後面都做出了專門標註。

  比如“成熟技術”、“尚在研究”或者“需要驗證”等等。

  顯然是真的在考慮這一方案的可行性。

  直到中巴車開入發射場大門並晃晃悠悠停下,相談甚歡的二人才終於反應過來,不得不暫且停下。

  ……

  瓊省的這個探空火箭發射場雖然名字聽着跟三大衛星發射中心有點像,但無論硬件水平還是行政級別都根本不在一個層級上。

  發射場負責人叫徐鵬飛,甚至都不是專職的航天技術人員,而是由華夏科學院火箭與氣球探空技術研究室主任兼的。

  可以說在今天之前,大半輩子都沒想過自己還能有獲得如此高關注度的一天。

  “常院士,周總師。”

  已經等待許久的徐鵬飛快步上前,跟剛從車上下來的兩名大佬分別打過招呼。

  或許是因爲準備不夠充分,所以整個人顯得相當緊張。

  “鵬飛同志,不要有太大壓力……”

  周平建對於這種情況見得多了,當即拍了拍對方的肩膀:

  “今天我陪同常院士過來,只是要向你瞭解一些臨近空間環境研究的詳細情況……”

  “……”

  徐鵬飛的保密層級倒是不低,但業務範圍跟高超音速研究完全不沾邊,加上今天也只是初步瞭解,所以所以常浩南也沒有完全挑明自己的來意。

  只是表示未來的載人航天研究需要對50-150km高度範圍內的大氣結構和空氣動力學情況等理化要素,有可能需要在低緯度進行高密度的亞軌道發射云云。

  聽到如此重點的項目竟然能和自己這個冷門單位扯上關係,徐鵬飛難免有一種“多年媳婦熬成婆”的快感,差點就在一腥嗣媲靶Τ雎晛怼�

  好在關鍵時刻,還是理智佔據了上風。

  “常院士,我們這兒目前的發射頻率只有差不多每個季度2-3次,亞軌道發射需要準備的東西不多,所以在發射能力這塊,距離飽和倒是還是有很大的空間……”

  他一邊帶着常浩南等人走向略顯簡陋的發射臺,一邊介紹道:

  “但現有的探空火箭主要是爲了發射小型氣象探測設備,在性能取捨方面幾乎完全追求射高而無所謂速度,而且基本都是無控或是低控發射,恐怕很難用於用於動力學相關問題的研究。”

  “這方面問題你不必擔心。”

  常浩南擺了擺手說道:

  “新的火箭動力飛行試驗平臺已經處在研發當中,從功能上完全可以滿足大型試驗飛行器、動力系統、單機、結構、材料、算法等的搭載性試驗,你們發射場只要做好發射任務加倍,甚至提高一個數量級的準備就好。”

  徐鵬飛沒有插話,只是微微瞪圓了雙眼。

  雖然他之前到國外考察的時候,確實見過每週甚至每2-3天就發射一枚亞軌道火箭的陣仗,但現在真輪到自己頭上,還是會難免覺得有些不真實感。

  不過,常浩南並沒有給他太多醞釀情緒的時間。

  “另外,你們的本職工作,也就是對高層氣象領域的研究也不能停下……因爲項目的特殊要求,我們需要對鄰近空間,尤其是60km以上的高度進行一次相對完整的大氣建模,這也是你們下半年的重點工作之一……”

  “60km以上……”

  徐鵬飛的主業其實是氣象研究,因此在聽到這個高度區間之後,很快就意識到了常浩南所關注的重點——

  根據熱力結構劃分的平流層和中間層頂部分別爲50km和85km,而根據組分特性劃分的均值層和過渡層頂部則分別爲85km和100km。

  只有中性層和電離層之間的分界線在60km左右。

  “您要研究臨近空間大氣的電離特性?”

  常浩南用帶着意外和讚許的眼光看了一眼走在旁邊的徐鵬飛:

  “徐主任猜的很準嘛……”

  這當然是下一步研究的重中之重。

  在60km-150km高度範圍內,由於太陽輻射的作用,大氣中的原子和分子被電離,產生大量的自由電子和正離子,航空器高速飛行時所產生的等離子鞘套特徵也因此而與更低高度的中性層大氣存在區別。

  當然,多數情況下,由於本來也不指望在黑障中進行通信,所以這點細微差別的影響不大。

  但無論是一次性的高超音速武器,還是更遠之後可重複利用的高超音速飛行載具,如果要長時間在100km附近區間內活動,都必須要保證通信導航信號的順利傳輸。

  而他之前爲高超音速導彈所開發出的那套黑障通信技術,本質上是利用主動噴射的離子流對包裹在飛行體外側的等離子體鞘套進行削弱和改性,從而讓特定波段、特定相位和入射角度的電磁波得以透過屏蔽層。

  因此高度依賴對於大氣環境電離特性的認識。

  徐鵬飛則有些不好意思地理了理頭髮,把已經有些稀薄的頭頂部分給遮住:

  “電離層和臨近空間大氣的耦合問題算是這些年的研究熱點,所以我們也積累過一些相關數據……只不過相關的物理機制還不明確,所以目前無論國內外,總體上還都停留在經驗估計的階段。”

  說到這裏,他稍微停頓片刻,確認常浩南和周平建的表情都沒有什麼變化之後才又繼續道:

  “不過……如果您不是準備研究空氣電離過程本身,而是想要解決電離問題,或者通過電離手段解決其他問題的話,那麼可以把測試安排在夜間進行……因爲我們發現在大約午夜0點之後,D區的額外電子密度就會消失,電離特性和60km以下的中性層幾乎完全一致……”

  “……”

  意外之喜。

  絕對的意外之喜。

  對於常浩南來說,相比於這個其貌不揚的徐鵬飛主任本人,此行的其他收穫反而顯得不那麼重要了。

  “徐主任。”

  常浩南突然停下腳步,面色嚴肅地轉向對方:

  “我這裏有一個涉密項目……持續時間可能會很長,不知道你有沒有條件和意願參與?”

第1282章 火箭動力有問題

  哪怕常浩南身爲高超音速武器項目的負責人,也不可能隨便說句話就把一個人給拉入到研發團隊裏面。

  優先提檔權,那可是當年兩彈一星工程才能獲得的待遇。

  更何況,就算被選調者本人和所在單位都同意了,像徐鵬飛這種進來之後勢必要負責領導一塊任務的關鍵人員,也還得經過頗爲複雜的政審和背景調查之後才能真正上崗。

  因此,常浩南只是在完成視察之後再次確認了對方的意願,然後便沒再多提此事,而是直接從瓊省回到了京城——

  真打起仗來當然不可能分白天黑夜,但就測試工作而言,如果情況真如徐鵬飛剛纔所說,那麼完全可以和臨近空間的研究工作同步開展。

  而另外一邊,也就在常浩南負責太空漁船項目的這段時間裏,位於懷柔科學城的JF14風洞也已經順利竣工並通過了全部驗收測試,隨時可以開始工作。

  年初那次測試的相關數據,也已經基本分析完成。

  萬事俱備,只欠東風。

  ……

  一週後。

  2006年9月10日。

  京城。

  航空動力集團總部的一間會議室內。

  時隔近兩年時間,高超音速項目下屬所有任務組的負責人和各主要參與單位的代表,終於再一次被全員集中到了一起。

  相比上一次開會時以將信將疑爲主的情緒,這次有了成功的試射經驗作爲底氣,腥说男判囊沧匀桓潘疂q船高。

  “各位同志。”

  看着眼前躍躍欲試的幾十位項目骨幹,常浩南從會議桌首位緩緩站起,來到身後不遠處的幕布旁邊:

  “儘管在正式獲得型號批准之前,還需要對乘波體的飛行動力學和高超音速飛行條件下的多物理場耦合情況進行一些補充性研究,但就目前的情況而言,可以認爲,我們已經具備了啓動乘波體構型高超音速武器研究的基本條件……”

  只是第一句話結束,會議室內便掀起了空前整齊而熱烈的掌聲。

  常浩南抬起雙手向下壓了好幾次,才勉強平復了現場有些過於高漲的氣氛。

  “各單位和任務組的分工和驗證彈時期基本相同,所以其中重複的部分,我就不再過多贅述,只強調一下新增和有所變化的地方。”

  聽到這句話,在場所有人的腰板都不由自主地挺直了些許。

  “首先,也是最明顯的,相比於射程只有幾百公里,因此只需要考慮末端制導的雙錐體驗證彈,乘波體高超,即便是射程較短的吸氣式動力方案也有上千公里級別的射程,而滑翔式方案如果採用東風31作爲助推動力,那麼僅滑翔段射程就將在5000公里以上,加之飛行軌跡複雜,大部分時間又咝性诖髿鈱觾然蚴谴髿鈱舆吘墸员仨氁蕾嚾讨茖А�

  “這裏面,末端導引頭的研製方案和主管單位不變,而射程中段的慣性-天文-衛星多源導航系統則由航天科技集團第十一研究院負責……”

  “……”

  十一院在複合制導領域的經驗相對豐富,因此他們派出的代表沈茂陽當然也早有預料,只是沉着地回應道:

  “是!”

  常浩南點了點頭,按動手中的翻頁筆,把幕布上的PPT翻到後面一頁:

  “一個好消息是,得益於近些年我國在航天領域所取得的成就,北斗衛星定位系統的組網進度和定位精度都被大大提前,無需依賴地面站發送導航信號的二代星座預計明年年中就會開始提供服務,所以省去了很多定位信息轉換帶來的麻煩。”

  “還有,在之前其它項目的測試過程中,我已經基本驗證了穿越等離子體鞘套進行電磁信號傳輸的可行性,只是具體設計方案還需要結合飛行器的總體情況而定,所以導航信號本身和信號傳輸效率方面的問題不會太大。”

  “不過……茂陽同志,從前期測試積累的經驗看,你們面臨的困難還是很嚴峻。”

  他說着看向坐在會議桌左側中間位置的沈茂陽:

  “首先是星光導航,無論哪種方案的高超音速飛行器,在高速或大姿態機動時,都會導致導航星點在星敏感器成像平面內的曝光出現拖尾現象,這種拖尾會降低星點信息提取的效率,從而影響後續的星圖識別及姿態解算環節,不利於飛行器的姿態精度。”

  “另外,高超音速飛行時,飛行器表面與氣體的劇烈摩擦不僅會產生等離子體鞘套,也會同時產生氣動光學效應,使星敏感器窗口內的星點成像出現擾動,星點質心位置發生偏差,此時得到的姿態噪聲不再滿足高斯白噪聲假設,會影響後續組合導航的濾波精度……”

  “這一塊的問題,需要你們用慣性器件測量的動態參數輔助進行拖尾圖像的復原,並針對氣動光學效應導致的量測噪聲有色化,利用魯棒濾波算法改善濾波器在擾動環境下的濾波精度。”

  “其次是衛星導航,雖然信號傳輸的問題應該可以解決,但飛行器超高速飛行時會產生很強的多普勒效應,在常規GNSS/INS組合模式下衛星導航接收機接收的信號的頻率變化會超過鎖相環的跟蹤極限,進而出現信號環路失鎖,導致衛星導航精度大大降低,甚至直接不可用。”

  “這方面需要你們和負責衛星導航系統研發的空間技術研究院那邊合作,利用高度角自適應多重漸消因子,對北斗/INS深組合導航系統做出針對性的改進……”

  “再然後是慣性導航……”

  “……”

  導航和制導系統是唯一一個涉及到高超音速項目核心,但又不是由常浩南直接牽頭的部分,因此他的說明相當詳細。

  因此,直到大約四十分鐘之後,才進入到第二個部分:

  “在動力方面,滑翔式高超的飛行體本身爲無動力,而助推段則計劃直接使用現有的中遠程彈道導彈,因此不作爲本次討論的重點。”

  “而吸氣式高超項目的主動力爲超燃衝壓發動機,這部分由我和航空動力集團牽頭負責,輔助動力的形式現階段尚未確定,保留火箭助推發動機和亞燃衝壓發動機兩種可能性,其中火箭助推方案由航天科工三院的同志負責……”

  當說到這裏時,常浩南注意到來自三院的代表林成剛微微皺了皺眉,臉上也是一副欲言又止的表情。

  一般來說,領導在上面講話的時候當然不能隨便打斷,就算有問題也得留到會後再說。

  但立項之前的技術研討事關重大,常浩南希望能在第一時間解決,或者至少找出任何隱患。

  “成剛同志,你有什麼要說麼?”

  被突然點到名字的林成剛動作一滯,但很快就恢復過來:

  “是的,常院士。”

  他語氣有些沉重地回答道:

  “我們目前選擇的固體助推器是使用AP/HTPB/Al推進劑,通過調整其中的鋁顆粒形貌以及含量來控制工作末期的不穩定燃燒……”

  “但測試結果和理論分析的情況……無論如何都對不上!”

第1283章 院士課題組的研究廣度

  使用固體火箭將高超音速飛行體推進至門檻速度,之後再啓動超燃衝壓發動機維持速度或是繼續加速,屬於設計上最簡單最直觀的技術策略。

  不過,這對於助推器本身的性能和穩定性要求很高。

  一方面,作爲主要動力的超燃衝壓發動機需要在大約5.5馬赫的速度下才能正常開始工作,並且對於啓動過程中的速度和進氣參數相當敏感,加之固體火箭發動機無法中途停止推進,所以需要非常精確的能量管理水平,而不能靠簡單的大力出奇跡來解決問題。

  另一方面,吸氣式高超本質上相當於一枚巡航導彈,出於戰術靈活性方面的考慮,需要掛載到一般的戰術飛機上面,或者是裝進軍艦的垂直髮射裝置,因此其動力系統不僅要保證足夠的推進性能,還有相對嚴格的體積和重量限制。

  不可能像驗證彈那樣,直接整個彈道導彈作爲助推器接在後面。

  而現在重中之重的固體火箭發動機出了問題,自然不是小事。

  一時間,會議室裏幾乎所有人的目光,都匯聚到了林成剛身上。

  航天科工三院的主打產品是華夏海軍裝備的一系列反艦導彈,也順便搞些武器出口業務。

  雖然效益還算不錯,屬於不聲不響賺大錢的類型,但在進入到21世紀以後,常規反艦導彈這一塊實在算不得什麼顯學。