走进不科学 第五百五十九章 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.ki.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“弹黄”，“弹黄”的刚度与马赫数成反比。

所以当马赫数较小的时候。

“弹黄”的刚度较大。

所以速度所造成的波动就会轻易传递到“弹黄”所有位置，“弹黄”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。

“弹黄”的刚度较小。

速度所造成的波动容易造成“弹黄”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-1p0p0[(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=(IIσpdt IIIσpdt))t Δt(IIσppdt)t

limΔt→0(Iσpdt)t ΔtΔt=σV→dA→=σpVcosadA(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为流体速度失量；

A为控制体表面面积失量；

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。

徐云便顿时童孔一缩。

只见此时此刻。

算纸上赫然写着一段推导：

【已知pd/pu=(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→pdB →)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？”

........