第893章 可回收火箭的路線選擇
「目前主流研究領域的火箭回收方案主要有兩種，一種是傘降加氣囊回收，另一種是動力垂直回收。」
孫總工看著周圍的研究員們緩緩說到。
「傘降方案技術上相對成熟，對姿態控制精度的要求沒有那麼高，但回收落點範圍比較大，受氣象條件影響也嚴重。上次我們做的那組仿真數據你們也看到了，風速超過一定級別之後落點偏差直接翻倍，落到海里打撈回來的維護成本比預想的高。動力垂直回收落點精度高，可以實現定點回收，但對發動機的多次點火能力和推力深度調節範圍提出了很高要求。」
說完，孫總工頓了頓，他的目光看向一旁的趙陽，微微有些好奇的問道。
「趙教授，YC-1發動機是你一手帶出來的，推力深度調節範圍在同級別發動機里已經是頂級水準了。你覺得動力垂直回收這條路能不能走？」
趙陽目光掃視了一眼周圍眾人，沉默了一會兒才緩緩說到。
「動力垂直回收是更優的選擇，傘降方案的落點精度控制不住，每次都落在海里，打撈回來重新維護的成本不會比重建一台新的一級箭體低多少。
不僅如此，動力垂直回收路線也更有潛力，比如未來如果要人工登月，或者是人工登火，動力垂直回收路線，是一定要攻破的！
YC-1的推力調節範圍在多次試車中已經驗證過，最低穩定推力可以壓到額定推力的百分之四十以下，這個調節深度做垂直回收是夠用的。
但我的想法是在垂直回收的基礎上加一套網狀回收裝置，在著陸平台上方撐開一組高強度碳纖維網，一級箭體減速到低速之後直接落在網上，可以省掉著陸腿的重量，同時避免箭體底部直接撞擊硬地面對發動機噴管造成損傷。」
會議室里安靜了片刻。孫總工在本子上快速記了幾行字，旁邊幾個結構專業的工程師交換了一下眼神。其中一個年紀稍長的工程師率先開口，他姓馬，是總體設計部負責箭體結構的主管，頭髮已經花白了，但說話的聲音很洪亮。
「趙教授，網狀回收這個概念以前海外也有公司提出過，但實現在工程上難度非常大。網面的張力均勻度、箭體接觸網面瞬間的衝擊力分布、網面自身的抗疲勞壽命，每一樣都不是好啃的骨頭。我們幾年前做過一組預研，用高強度鋼纜編的網做捕捉測試，結果箭體一碰到網面就直接把網撕了個口子。後來那個方案就擱置了，主要原因還是當時拿不到足夠強度的繩索。」
「材料已經不一樣了。我們現在正在量產的那批高強度碳纖維，拉伸強度和疲勞壽命都足夠支撐這個方案。碳纖維網面的張力均勻度可以通過調整編織密度和支撐結構的彈性模量來優化，不像鋼纜那樣一旦繃得太緊就不留緩衝空間。衝擊力分布的問題，我回去讓我那邊的團隊做一組有限元模擬，把不同接觸角度下的網面響應情況全部跑一遍，到時候再根據模擬結果確定網面的具體編織方案和支撐結構參數。」
結構部門的幾位工程師紛紛在筆記本上記了幾筆。老馬摘下眼鏡擦了擦鏡片，重新戴回去之後看著趙陽說：「趙教授，你那個碳纖維材料的耐鹽霧腐蝕性能怎麼樣？如果是海上平台回收，長期暴露在高鹽霧環境下，碳纖維的強度衰減會不會很嚴重？」
「耐鹽霧性能已經在阻攔索項目上做過完整測試了。艦載機阻攔索用的就是同樣配方的碳纖維和鋼絲複合繩束，在海上高鹽霧環境中連續使用了相當長的時間，強度衰減幅度很小，遠低於目前所有鋼索方案。有那組數據做底，海上回收平台的網面耐腐蝕問題不大。」
老馬聽完之後很乾脆地點了點頭，說沒問題，既然已經現場實測過阻攔索那種惡劣工況，回收網面的碳纖維就更有把握了。
孫總工抬頭掃了一圈在座的幾位負責人。
「如果仿真的結論確實能夠支撐，那麼網狀回收不僅可以降低重量，還能省掉著陸腿的製造成本。這兩筆帳加在一起，對整個回收系統的經濟性提升會很明顯。趙教授，你那邊模擬大概需要多久？」
「幾周左右能出第一版結果。不同網面編織密度和接觸角度的參數組合比較多，超算可以並行跑，時間不會太長。」
技術路線討論完之後，整個會議室安靜了大概幾秒，所有人都在翻手裡的材料，似乎在消化剛才那套網狀回收方案中涉及到的幾個關鍵技術和材料參數。孫總工端起桌上的茶杯喝了一口，然後把杯子放回茶盤裡，翻到議程的下一頁。
「回收方案先這樣定下來，第一版仿真數據出來之後我們再開一次專題討論會，把網面編織方案和支撐結構的具體參數確定下來。下面進入下一個議題：多發並聯方案。」
他站起來走到白板前，拿起記號筆畫了一個很簡化的火箭尾部結構圖，用圓圈標出多台發動機的排列位置。
「YC-1的單台推力數據我們都已經很清楚了，多次試車的表現也很穩。但大型重型火箭需要的總推力往往需要多台發動機並聯工作才能達到，多發並聯的振動耦合和推力不平衡問題在這個量級上會被放大。以前這方面有過不同型號的試驗數據積累，各家研究院至今沒有徹底解決它。」
「多發並聯的核心難點在燃燒穩定性。」
趙陽接過話頭，走到白板前指著孫總工畫的那幾個圓圈。
「單台發動機的燃燒壓力和推力曲線都表現穩定，這個結論已經過多次驗證。但一旦多台並聯，不同發動機之間的燃燒室壓力脈動就可能相互干擾，一旦某個頻率對上了，共振幅度會被放大。
現在需要設法把各個推力室的固有頻率錯開。我的思路是給每台發動機配備獨立的燃料泵，彼此儘量分離，同時在推力調節算法上做冗餘補償，即使某一台發動機的推力出現瞬時波動，整體控制系統可以在幾個毫秒之內把其他發動機的推力補償回來。」
孫總工看著周圍的研究員們緩緩說到。
「傘降方案技術上相對成熟，對姿態控制精度的要求沒有那麼高，但回收落點範圍比較大，受氣象條件影響也嚴重。上次我們做的那組仿真數據你們也看到了，風速超過一定級別之後落點偏差直接翻倍，落到海里打撈回來的維護成本比預想的高。動力垂直回收落點精度高，可以實現定點回收，但對發動機的多次點火能力和推力深度調節範圍提出了很高要求。」
說完，孫總工頓了頓，他的目光看向一旁的趙陽，微微有些好奇的問道。
「趙教授，YC-1發動機是你一手帶出來的，推力深度調節範圍在同級別發動機里已經是頂級水準了。你覺得動力垂直回收這條路能不能走？」
趙陽目光掃視了一眼周圍眾人，沉默了一會兒才緩緩說到。
「動力垂直回收是更優的選擇，傘降方案的落點精度控制不住，每次都落在海里，打撈回來重新維護的成本不會比重建一台新的一級箭體低多少。
不僅如此，動力垂直回收路線也更有潛力，比如未來如果要人工登月，或者是人工登火，動力垂直回收路線，是一定要攻破的！
YC-1的推力調節範圍在多次試車中已經驗證過，最低穩定推力可以壓到額定推力的百分之四十以下，這個調節深度做垂直回收是夠用的。
但我的想法是在垂直回收的基礎上加一套網狀回收裝置，在著陸平台上方撐開一組高強度碳纖維網，一級箭體減速到低速之後直接落在網上，可以省掉著陸腿的重量，同時避免箭體底部直接撞擊硬地面對發動機噴管造成損傷。」
會議室里安靜了片刻。孫總工在本子上快速記了幾行字，旁邊幾個結構專業的工程師交換了一下眼神。其中一個年紀稍長的工程師率先開口，他姓馬，是總體設計部負責箭體結構的主管，頭髮已經花白了，但說話的聲音很洪亮。
「趙教授，網狀回收這個概念以前海外也有公司提出過，但實現在工程上難度非常大。網面的張力均勻度、箭體接觸網面瞬間的衝擊力分布、網面自身的抗疲勞壽命，每一樣都不是好啃的骨頭。我們幾年前做過一組預研，用高強度鋼纜編的網做捕捉測試，結果箭體一碰到網面就直接把網撕了個口子。後來那個方案就擱置了，主要原因還是當時拿不到足夠強度的繩索。」
「材料已經不一樣了。我們現在正在量產的那批高強度碳纖維，拉伸強度和疲勞壽命都足夠支撐這個方案。碳纖維網面的張力均勻度可以通過調整編織密度和支撐結構的彈性模量來優化，不像鋼纜那樣一旦繃得太緊就不留緩衝空間。衝擊力分布的問題，我回去讓我那邊的團隊做一組有限元模擬，把不同接觸角度下的網面響應情況全部跑一遍，到時候再根據模擬結果確定網面的具體編織方案和支撐結構參數。」
結構部門的幾位工程師紛紛在筆記本上記了幾筆。老馬摘下眼鏡擦了擦鏡片，重新戴回去之後看著趙陽說：「趙教授，你那個碳纖維材料的耐鹽霧腐蝕性能怎麼樣？如果是海上平台回收，長期暴露在高鹽霧環境下，碳纖維的強度衰減會不會很嚴重？」
「耐鹽霧性能已經在阻攔索項目上做過完整測試了。艦載機阻攔索用的就是同樣配方的碳纖維和鋼絲複合繩束，在海上高鹽霧環境中連續使用了相當長的時間，強度衰減幅度很小，遠低於目前所有鋼索方案。有那組數據做底，海上回收平台的網面耐腐蝕問題不大。」
老馬聽完之後很乾脆地點了點頭，說沒問題，既然已經現場實測過阻攔索那種惡劣工況，回收網面的碳纖維就更有把握了。
孫總工抬頭掃了一圈在座的幾位負責人。
「如果仿真的結論確實能夠支撐，那麼網狀回收不僅可以降低重量，還能省掉著陸腿的製造成本。這兩筆帳加在一起，對整個回收系統的經濟性提升會很明顯。趙教授，你那邊模擬大概需要多久？」
「幾周左右能出第一版結果。不同網面編織密度和接觸角度的參數組合比較多，超算可以並行跑，時間不會太長。」
技術路線討論完之後，整個會議室安靜了大概幾秒，所有人都在翻手裡的材料，似乎在消化剛才那套網狀回收方案中涉及到的幾個關鍵技術和材料參數。孫總工端起桌上的茶杯喝了一口，然後把杯子放回茶盤裡，翻到議程的下一頁。
「回收方案先這樣定下來，第一版仿真數據出來之後我們再開一次專題討論會，把網面編織方案和支撐結構的具體參數確定下來。下面進入下一個議題：多發並聯方案。」
他站起來走到白板前，拿起記號筆畫了一個很簡化的火箭尾部結構圖，用圓圈標出多台發動機的排列位置。
「YC-1的單台推力數據我們都已經很清楚了，多次試車的表現也很穩。但大型重型火箭需要的總推力往往需要多台發動機並聯工作才能達到，多發並聯的振動耦合和推力不平衡問題在這個量級上會被放大。以前這方面有過不同型號的試驗數據積累，各家研究院至今沒有徹底解決它。」
「多發並聯的核心難點在燃燒穩定性。」
趙陽接過話頭，走到白板前指著孫總工畫的那幾個圓圈。
「單台發動機的燃燒壓力和推力曲線都表現穩定，這個結論已經過多次驗證。但一旦多台並聯，不同發動機之間的燃燒室壓力脈動就可能相互干擾，一旦某個頻率對上了，共振幅度會被放大。
現在需要設法把各個推力室的固有頻率錯開。我的思路是給每台發動機配備獨立的燃料泵，彼此儘量分離，同時在推力調節算法上做冗餘補償，即使某一台發動機的推力出現瞬時波動，整體控制系統可以在幾個毫秒之內把其他發動機的推力補償回來。」