第五百五十九章 真給跪了

    「.......」

    教室里。

    聽到徐雲口中冒出的這句話。

    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。

    說出來以後別打他？

    這是啥意思？

    難道徐雲要說的是那種「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雲的意思：

    這傢伙是怕自己提出來的要求太離譜被人揍呢.....

    於是他爽朗一笑，相當大氣的一揮手，對徐雲說道：

    「韓立同志，你不用有負擔，有什麼想法儘管說出來便是。」

    「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，不正是想着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雲便也不再遲疑，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。」

    徐雲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後，下落速度很快就會接近音速，並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。」

    「同時導彈前後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。」

    聽到徐雲拋出的這句話。

    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。

    接着徐雲頓了頓，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，『地心引力始終大於導彈繞地旋轉所需的向心力』這句話是可以實現的。」

    「基於以上幾點，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，我們只要準備最後衝刺階段需要的橫向推進劑就行了。」

    「？！」

    聽到徐雲的這番話。

    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：

    從誅仙劍陣平台離開後，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。

    最後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，這裏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/j.ki.tjjs.2203015）

    但如果能夠利用氣動結構讓導彈自行完成轉向......

    那麼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！

    什麼？

    你問為什麼不直接斜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。

    看着陷入沉思的錢五師。

    一旁的徐雲則輕輕縮了縮脖子。

    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，其實來自後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」，屬於一個非常精細的操作。

    這是半彈道再入的一種特例，適用於高速再入稠密大氣層。

    至於目的......

    自然就是為了儘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，幾乎是在垂直向着地球做自由落體。

    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，這意味着飛行過程中你不用開着引擎，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。

    如果你不想硬着陸...也就是撞上去，就必須改變速度甚至方位。

    對於月球，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。

    可是對於地球這麼大引力的物體，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，主要取決於燃料的多少。

    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，隨着速度改變量的增加，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」的範圍內，那麼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公里後，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，而後進行二次再入。

    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。

    聽到錢五師的詢問後，徐雲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，並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！（註：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。

    這只是徐雲以一個外行人角度想出的畫面，他並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製領域和五彩斑斕的黑是一個概念......

    那麼徐雲保不齊就要準備喝驢毛湯了。

    不過目前看來.....

    似乎情況沒他想像的那麼糟糕？

    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雲一番，又走到徐雲身邊，伸手在徐雲的天靈蓋周圍按了幾下。

    發現掀不開後，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麼長出來的。」

    「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。

    不過到了最後，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。

    徐雲不由心中一喜，試探着對錢五師問道：

    「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後想要達到超音速其實很困難——畢竟u2的位置並不是在地面，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。

    徐雲的想法很有新意，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。

    關於這一點，大家可以這麼理解：

    把空氣想像成一根「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。

    馬赫數小於0.3的低速流體，可以視為不可壓流體。

    而馬赫數大於0.3的流體，則為的可壓流體。

    並且馬赫數超過1的時候，便會產生激波。

    當馬赫數已經超過跨聲速區域後。

    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。

    也就是.....

    類乘波體結構的設計。

    等等！

    類乘波體？

    想到這裏。

    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，那麼自己之前和徐雲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，啃兩口斧頭又算什麼？

    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。

    於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雲出門摸魚，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，有一個其實是多餘的。

    眼下錢五師親自成立了第四小組，那麼多餘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：

    超聲速軸對稱、

    吸氣式推進動力、

    二維進氣道構型、

    以及.....

    考慮黏性情況下定平面形狀的密切錐設計。

    其中錢五師和徐雲負責是第一個超聲速軸對稱，這也是整個過程中最困難的一個方向。

    不過徐雲倒還是開心的。

    畢竟一來能和錢老搭檔，他在情感上就先天不感覺牴觸，反而很興奮。

    不誇張的說。

    這是一種無上的榮耀，比什麼上電視被採訪、得某某某獎榮耀多了。

    二來則是......

    超聲速軸對稱算是四個步驟中，最接近流體力學的一個領域，涉及到很多流體力學的知識。

    這個方面徐雲不說多精通吧。

    至少不用像之前那樣昆西附體，全程ovo。

    接着很快。

    四個小組便每組選擇了一間教室，開始了各自的計算推導。

    其中錢五師和徐雲這組留在了原本的這間教室，畢竟照顧殘疾人嘛。

    「韓立同志。」

    待眾人離去後。

    錢五師看了眼身邊數算組的那位成員，沉吟片刻，對徐雲說道說道：

    「韓立同志，不知道你對超聲速軸對稱有了解嗎？」

    徐雲點了點頭，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。」

    「其餘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。

    隨後他在演算紙上畫了個比較簡單的圖示，說道：

    「既然韓立同志你對超聲速軸對稱並不陌生，那麼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，對徐雲說道

    「你看這裏，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位於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。

    英國的斯達克則採用的是變楔角法——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。

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

    沒辦法。

    如果不另闢蹊徑。

    徐雲的方案壓根就沒有落地的可能。

    至於錢五師拿出的這份文件，可不僅僅是早些年那麼簡單。

    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後，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雲莽這麼一波。

    接着很快。

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

    接着又寫下了一個流速公式：

    qm=a2kk-1p0p0[(pp0)2k-(pp0)k+1k]

    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。

    寫到這裏後。

    錢五師的筆尖微微一頓，對徐雲道：

    「韓立同志，你覺得接下來應該計算什麼？」

    「背壓比，還是面積-流速關係？」

    徐雲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，徐雲曾經聽一位搞流體的同事說過一件事：

    激波這東西產生之後，熵會增加，但滯止壓力卻會減小。

    同時呢。

    激波前後的滯止溫度不變。

    所以在這種情況下。

    計算面積-流速關係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後，徐雲立刻提出了自己的看法——如果錢五師不問，徐雲就會主動開口。

    而在徐雲身邊。

    錢五師聞言也點了點頭：

    「正合我意。」

    於是很快。

    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。

    這個概念有點類似後世的mbpr，不過釋義上更接近下游。

    接着很快。

    徐雲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，那麼激波控制體的形狀就會很對稱：

    你比劃個剪刀的手勢，然後指尖向下。

    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：

    dΦdt=ddt∫v?(r，t)dv=??t∫v?(r，t)dv+∮s?(r，t)u?nda

    Δn=(?iiσpdt+?iiiσpdt))t+Δt?(?iiσppdt)t

    limΔt→0(?iσpdt)t+ΔtΔt=??σ?v→?da→=?σpvcos?αda(起點這排版將就着看吧)

    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·da=ca。

    隨後徐雲把截面態聯立在了一起，準備繼續推導下去。

    然而半分鐘後。

    徐雲忽然眉頭一皺，嘴裏嘖了一聲，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。

    徐雲的耳邊忽然傳來了一道聲音：

    「韓立同志，為什麼沒法繼續計算？」

    「？」

    徐雲頓時一怔，順勢朝發聲者看去。

    轉過頭後。

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

    徐雲見狀掃了眼正在低頭計算的錢五師，壓低聲音解釋道：

    「大於同志，這不是很明顯嗎？」

    「激波後的溫度高於激波產生前，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。

    徐雲便搖了搖頭，準備試着思考另一種方法。

    然而令他有些意外的是。

    圓臉中年人聞言後沒有再說話，而是同樣低頭拿着筆和紙寫了起來。

    徐雲見狀也不再說什麼，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雲面前，說道：

    「韓立同志，你看看這個。」

    徐雲這會兒還處在思路斷檔期，被人反覆打攪，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。

    畢竟這可是後世的2023年都已經形成定式的准公理，在徐雲看來沒太多討論的必要。

    不過出於對這個時代先輩的敬重，徐雲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。

    徐雲便頓時童孔一縮。

    只見此時此刻。

    算紙上赫然寫着一段推導：

    【已知pd/pu=(k+1)ma2u/2+(k?1)ma2u】

    【以及y=pd/pu√[2kx2?(k?1)k+1]^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、n-s方程、能量方程和氣體狀態方程】

    【通過變式可知，截面態會在擴散段後半段中逐漸增大，引入氣體邊界層影響後可得最終式......】

    【∑f→cv=??t?cvv→pdb+?→)da......】

    「？？？？？？」

    看着面前的計算結果。

    徐雲在內心激烈震動的同時。

    下意識問了一句話：

    「大於同志，你怎麼稱呼？——我是問你的全名。」

    「你說我啊？」

    名叫大於的圓臉中年人聞言扶了扶眼鏡，很是憨厚的笑着說道：

    「我叫于敏.....噯，韓立同志你怎麼摔下去了？」

    ........