第601章 准备发射
肖宿又拿起笔在草稿纸上画了一条曲线,那是热流密度随姿态角变化的分布图。
曲线的形状像一座陡峭的山峰,峰值出现在姿态角零点附近,两侧迅速下降。
然后他又在曲线的右侧画了一条水平线,标注为“涂层耐受上限”。
这条水平线和曲线之间只有一个很小的间隙。如果姿态角偏了,曲线就会整体右移,峰值和耐受线之间的间隙会进一步缩小,甚至穿过耐受线。
“要保证安全,必须把姿态偏差控制在零点五度以内。”肖宿说,“发射阶段的姿态控制精度能做到多少?”
韩熹和阳源对视了一眼。
阳源说,“发射阶段的姿态控制主要靠推进器的推力矢量调节,理论上能做到零点二度。”
“但是实际飞行中会有风载扰动、发动机推力波动、整舰弹性变形等不确定因素,姿态偏差可能会超出理论值。”
肖宿在草稿纸上又写了几个式子。
这一次他算的是整舰弹性变形对姿态偏差的影响。
远航号两百六十米长,舰体本身的刚度虽然很大,但在推力作用下会产生微小的弹性弯曲。
弯曲变形会导致舰艏和舰尾的姿态角不一致,传感器测量到的姿态角可能和实际的平均姿态角有偏差。
“用分布式天枢传感器测整舰的实时变形。”肖宿说,“每十米布一个传感器,全舰二十六组传感器同步测量,把变形数据实时传给控制系统。控制系统在计算姿态角的时候,用变形数据做修正。”
阳源眼睛一亮:“这样就能消除弹性变形对姿态测量的影响了。”
“对。”肖宿说,“天枢传感器的铺设,明天就开始。韩熹,你安排人把传感器装上去,阳源负责数据链路的调试。”
“好。”
肖宿又看向徐蒙:“堆芯在发射阶段的工况怎么设定?”
徐蒙翻开手里的平板:“初步方案是堆芯在发射阶段保持低功率运行,只维持等离子体点火状态,不产生净推力。主推力由磁喷管的磁镜段提供,通过调节磁场位形控制推力大小。”
“磁喷管的推力响应时间是多少?”
“从零推力到满推力,大概需要三秒钟。”
“三秒。”肖宿重复了一遍,“如果发射过程中需要紧急关机,三秒钟够不够?”
徐蒙犹豫了一下:“如果磁喷管的磁场位形从工作状态直接跳到关机状态,等离子体束流会在零点五秒内消失,不过,磁体系统的剩余磁场会在喷管出口产生一个残余的电磁推力,那个推力大概需要两秒才能完全衰减。”
“也就是说,紧急关机之后还有两秒的残余推力?”
“是。”
“这两秒的残余推力会导致整舰姿态偏多少?”
徐蒙在平板上算了算:“如果残余推力是额定推力的百分之五,两秒钟的积分冲量对应的姿态偏差大概是一度。”
“一度。”肖宿说,“超过安全裕度了。”
他想了想,在草稿纸上又写了几笔。
“在磁喷管出口加一组反向补偿线圈。”他说,“紧急关机的时候,反向线圈同时通电,产生一个和残余磁场相反的磁场,把残余推力抵消掉。这样残余推力的衰减时间可以缩短到零点三秒以内了。”
徐蒙愣了一下:“反向补偿线圈?”
“对。线圈的参数我回头给你,你在现有的磁喷管上做改装,不改变主磁体的结构,只在出口段外加一组环形线圈。”
“好,我明天就安排。”
会议开完的时候,已经是傍晚了。
韩熹走出肖宿的办公室,站在走廊的窗前,看着远处的发射台。
远航号还静静地矗立在那里,银灰色的蒙皮在暮色中反射着最后一抹天光。
发射塔架上的工作灯已经亮了起来,一串一串的白光沿着塔架往上爬,把整舰的轮廓照得明暗分明。
阳源从后面走过来,站在他旁边。
“韩总,想什么呢?”
韩熹看着远航号,沉默了几秒。
“我在想,肖教授今天说的那些东西,推力矢量重构、分布式光纤传感、反向补偿线圈,每一样都是全新的,肖教授最开始的设计方案里也没写过,可他就是能在几分钟之内想出来,而且想出来的东西就是对的。”
阳源点了点头:“所以才叫天才嘛。”
韩熹笑了一声,摇了摇头。
“不只是天才。”他说,“他脑子里有一个完整的框架,流体、固体、热传导、控制、结构,全都在同一个框架里。所以他看问题的时候,看到的不是一个个孤立的难题,而是一个整体在不同投影下的样子。”
“那个框架,就是《数学原理》里写的东西?”
“对。”韩熹说,“我以前觉得那本书是理论,是数学。可现在我知道了,那本书里写的每一条定理,在工程上都能变成一台发动机、一个传感器、一组线圈。”
他停了一下,目光还落在远航号上。
“老师当年说,数学是工程的先导。我一直觉得那句话是理想,是口号。可现在我看到肖教授,我才明白那句话是真的。”
阳源没有说话,只是看着远处的远航号。
两个人在窗前站了很久,直到发射塔架上的灯光把整舰的轮廓完全点亮。
第二天,天枢传感器的铺设正式开始了。
二十六组传感器沿着整舰的纵向龙骨梁分布,从舰艏一直延伸到舰尾。每一组传感器包含三个光纤光栅,分别测量该位置的纵向应变、横向应变和扭转变形。
数据线沿着龙骨梁内部的通道走线,汇集到舰艏的控制舱。
阳源带着人花了三天时间完成了全部传感器的安装和标定。所有传感器的响应精度都达到了设计要求,数据链路的延迟小于零点五毫秒。
与此同时,徐蒙那边也完成了反向补偿线圈的改装。线圈安装在磁喷管出口段的外侧,不改变主磁体的任何结构,只是在出口段外加了一组环形绕组。
测试的时候,反向线圈通电后产生的磁场和残余磁场正好抵消,残余推力的衰减时间从两秒缩短到了零点二秒。
推力矢量重构算法也在昆仑上跑通了。阳源用软件模拟了各种不同的发动机失效组合,从单台失效到三台同时失效,算法都能在一秒之内完成推力重构,把整舰的姿态偏差控制在零点三度以内。
所有的验证都通过了。
肖宿在巨型屏幕上看着远航号的三维模型,各分系统的状态灯全部都亮起了绿色。
“可以准备发射了。”
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