遲天石是一名火箭專家,專業研究火箭發動機30年。
2015年12月,首次發射成功的長征五號運載火箭,使用的發動機,就是他帶領研發團隊研製成功的。
長征五號火箭使用的氫氧發動機,用氫氣和氧氣作為燃料,清潔、高效、無毒、無污染、成本低,運載能力高,近地軌道運載量25噸,地球同步軌道運載能力14噸,與國外幾款大型運載火箭的水平基本同級。
如歐洲的阿麗亞娜-5,米國的德塔爾-4和宇宙神-5大型運載火箭,長征五號的技術性能、載荷比它們絲毫不落。因為是新火箭,成熟度可能比它們差點,但技術上有後發優勢。
長征五號使用的大推力氫氧發動機,遲天石用了11年,才把它研製出來。為了這種發動機,他的鬢髮由黑變白,艱辛瀝血,終於在2012年成功完成了500秒長時試車實驗,三年後裝上了長征五號火箭上,成功上天。
按道理,完成了一件具有民族意義的事,他應該很高興才對,實際上他並不是很滿意。
yf-77型氫氧發動機的技術指標,實際只達到了設計之初的93%,最大運載能力比設定要少兩噸,也就是近地軌道23噸,遠地軌道12噸。穩定性也不是特別好,只能穩定工作380秒左右,一旦超過了這個時間,就會出現噴口破裂,推力下降等問題,質量較低。
氫氧發動機使用時,其尾焰溫度,能達到3000度以上,幾乎為太陽表面的一般,很少有什麼物質能在這種溫度下穩定存在。遲天石能做到這一步已經很了不起了。
另外,很多技術參數的設定,都是按最佳情況來的,不是說能運載多少噸就運多少噸。而是要根據實際情況,預留一定的冗餘度,實際性能比設定的高固然很好,但比設定的低,也能理解,能達到使用水準就很成功了。
遲天石卻不這麼認為。
他覺得他可以做的更好,發動機的構造沒有問題。控制系統也很先進,但是材料強度不夠,使用壽命達不到預定要求,進而影響了整個火箭的運載效率。
衡定火箭發動機的性能,最重要的指標,不是它的推力,而是工作時間。
火箭發動機的結構其實很簡單:利用衝量原理,將高壓燃料排進燃燒室,劇烈燃燒後。高速氣流通過漏斗形的噴嘴噴出,產生的後衝力推着巨大火箭升空,其推力比大於100,可使用次數卻只有一次。
因為國家計劃將天宮三號發射任務。提前到2018年。並且,他還得知,國家正在招募新宇航員,模擬載人登月任務。原定於2025年實現的載人登月計劃。可能提前到2020年,這讓他大吃一驚。
載人登月是需要國家持續付出高昂投入的!米國的「阿波羅計劃」歷時11年,耗資255億米元(約等於現在的6000億米元)。才取的驚人成功,我們要達到這樣的成就,不投入兩千億以上是不可能的。
2016年h國在航空航天領域的投入,只有300多億,不到米國的五分之一,但產生的效益卻達到了他們的一半,可以說,h國在航空航天上投入的每分錢,都是獲得了良好的回報。
但遲天石最擔心的不是錢的問題,而是發動機的問題。
他研製的那款yf-77型氫氧發動機,用是夠用了,但性能還不夠成熟。天宮三號要在2018年發射成功,13個艙段,2017年就至少要發射5個,如此頻繁的發射任務,實在難保發動機不出現問題。
再者,如果要在2020年實現登月的話,就必須要研製一種近地軌道的運載能力達到100噸以上的大推力火箭才行,在天宮三號空間站上加注燃料後,再飛往月球……而要在三年時間內研究出這種大推力火箭,簡直妄想。
他對上面反映,發動機的性能短時間內,難以達到載人登月的水準,即便加大資金投入,登月計劃還是延緩幾年,等發動機成熟了再說。
上面沒有反駁,只是給他看了一種戰鬥機使用的渦扇發動機。
這種發動機正是被天明稱之為「糖葫蘆」的迷你發動機。
遲天石吃了一驚,立刻被這種發動機震驚到了,不敢相信道:「這種發動機是