作者:类星体
美国黑人运动员杰西·欧文斯和德国运动员卢茨·朗在跳远项目上所展现出来的跨越国家和种族的友谊,恰恰给本位面的德国贡献了极具感染力的宣传素材,赛后看台上的希特勒和比赛场中的杰西·欧文斯相互致意的画面被镜头记录下来,而欧文斯和卢茨·朗的合影则出现在当日各大报纸的头版上,两人很快就成了在德国家喻户晓的体育英雄,连走在街上都随时会被热情的体育迷们拦住索要签名的那种。原本卢茨·朗还在担心自己现场安慰欧文斯并给他传授比赛经验,导致自己在数万德国观众和元首的面前输掉金牌会被舆论怪罪,但是现在他显然和欧文斯一起被所有德国人当成是伟大体育精神的象征。
当本届柏林奥运会的最后一项赛事的奖牌角逐落下帷幕后,希特勒根据海伦娜的建议在闭幕式前集中会见所有奖牌得主,他丝毫不嫌麻烦地和总计129个体育项目产生的金银铜牌选手亲切握手并且合影留念。轮到杰西·欧文斯和卢茨·朗时,两位运动员明显有些呼吸急促,但是希特勒的举动和言语都充满了亲和力,很快欧文斯被“平易近人”的希特勒完全征服,变成了小胡子的新晋小迷弟。至于卢茨·朗就更不用说了,他本来就是纳脆党员而且还加入了冲锋队。说出来或许很难让人相信是,卢茨·朗这位以跨越种族和国界的体育友情,和团结坦率的体育精神而闻名后世的运动员,在原历史位面中其实是纳脆党员兼冲锋队员,而且他最后还参加了纳脆德国与盟军在意大利的作战并且战死在那里。
在本位面的柏林奥运会中德国总共获得了34枚金牌,27枚银牌和29枚铜牌。相比原历史位面多了一枚金牌和一枚银牌,但是少了一枚铜牌。这个变量主要来源于女子跳高项目,原历史位面中德国只有弗里德·考恩在该项目中获得一枚铜牌,原本最有希望冲击金牌的格蕾塔·伯格曼则因为她的犹太裔身份被排除在外。但是本位面中格蕾塔·伯格曼没有被取消比赛资格,而且参赛的两位妹子都在海伦娜的建议下采用了弧线助跑加背越过杆的新技术,结果德国在该项目上的收获就从一枚铜牌变成了格蕾塔·伯格曼的一枚金牌和弗里德·考恩的一枚银牌,完全可以称得上是大获全胜,比较可惜的是德国男子跳高队基于稳妥考虑而没有采纳海伦娜的建议,导致在奖牌方面颗粒无收,成绩最好的一人也仅仅止步于第四名。
德国34枚的金牌数量和总计90枚的奖牌数量在所有参赛国中遥遥领先,美国代表队则以24枚金牌和总计59枚奖牌位列第二。宣传部掌戈培尔激动地宣称这样的好成绩是德国的民族雄心被重新唤起的结果:“本届奥运会是一次伟大的突破,现在我们又多了项为德国感到骄傲的理由,真是了不起的第一体育大国。”让海伦娜感到比较遗憾的是她前世的祖国这次虽然派出了59人的体育代表团,但是在奖牌方面依然未有任何斩获,毕竟体育运动的成绩不仅仅是依靠运动员个人的拼搏,同样也需要强大的综合国力支撑,现在的中国无疑还没有支撑职业体育的条件。
值得一提的是这次中国体育代表团来德前曾经面临严重的经费困难,甚至连车船票的钱都要靠在香港和南洋募捐才能凑齐,实在是目不忍睹的海伦娜忍不下去,便以国际友人的身份帮助中国体育代表队购买了从香港到汉堡的船票,而这件事在中国被广泛报道后倒是让很多国人对海伦娜乃至德国心生好感。于是也就有了开幕式上海伦娜在看台上对中国代表队挥手的一幕,虽然中国代表队进场时因为观众席上的人实在太多而没有看到她。至于本届奥运会中国代表队没有获得奖牌,海伦娜虽然还是有一点遗憾,但是也知道参赛的中国运动员们已经竭尽全力,中国体育的崛起还是需要等待整个国家实力的进步,而这件事是急不得的。
被安排在16日晚上的柏林奥运会闭幕式也被设计得相当有创意,随着帝国体育馆边的钟楼上响起奥运会闭幕的钟声,体育馆周围无数大功率的探照灯同时亮了起来,将一根根耀眼夺目的光柱垂直射向缀满繁星的天空。然后这些垂直光柱慢慢地向体育场中间聚拢倾斜,就好像是一朵睡莲渐渐合起花瓣。与此同时下届奥运会的东道主日本在体育场中间进行了短暂的表演,欢迎大家参加预定在1940年举办的东京奥运会,虽然只有海伦娜知道这届奥运会是注定因为战争的扩大而无法举办的,但是在场的各位观众无不相信和平可以在奥运精神的感召下延续下去。为期16天的柏林奥运会就这样在无数观众的欢呼声和燃放满天的灿烂焰火中徐徐落下了帷幕。
第三百七十章 国际反响
虽然本位面柏林奥运会根据海伦娜的建议进行了更系统的商业价值开发,甚至可以说很多做法都为后世奥运会的商业化提供了值得借鉴的范本,但是在赛后计算经济收益时却发现直接经济收益依然是负数,也就是说单算明面上的收支账目德国甚至还是倒贴了些钱的。海伦娜对于这个结果倒是没有感到十分意外,毕竟上个位面中首届在直接账目上录得盈余的奥运会还得等到1984年的洛杉矶奥运会,而那已经是大众传媒在世界范围内高度普及之后的事情了。
虽然举办奥运会对举办国经济的综合影响不是简单的直接账目所能计算的,后世学界长期以来对奥运会的经济价值也存在很多争议,但是有两点事实是比较清楚的:首先是奥运会对举办国的经济价值在很大程度上取决于该国的经济规模和产业结构,因为有足够的经济规模和较完整的产业结构的国家才能充分吸收奥运经济的收益;其次是在某些特定的时间节点上,奥运会往往能产生远超其经济价值的政治收益,例如原历史位面中1964年的东京奥运会、1972年的慕尼黑奥运会、1988年的汉城奥运会、2008年的北京奥运会,都被后世视为其举办国经济腾飞史上极具标志性的事件,此种影响的广度和深度是其他形式的政治经济活动所难以企及的。
话说海伦娜穿越前日本东京正在筹备第32届夏季奥运会,她也不知道原历史位面的东京还能否再给世界重温一次1964年奥运会时的惊艳。但是她可以肯定的是无论就经济收益而言还是就政治收益而言,本位面的柏林奥运会都比原历史位面更加成功:对内,是扫除了因战争的失败和经济危机而长期笼罩在每个德国国民心中的挫败感,增强了民族自信心和民族凝聚力;对外,则是以具象化的方式向世界展示了经济繁荣、科技进步、文化开明的全新德国形象,新建造的标准化工人住宅区、干净整洁的街道、热情好客的国民,甚至徘徊在赛场上空为暖场的齐柏林号飞艇以及助兴的特技飞行编队都给数万名访德的外国宾客留下了极其深刻的印象,而柏林奥运会留给世界的这些美好印象又从某种程度上加强了德国在意识形态领域的国际竞争力。
近些年来随着本位面世界范围内经济危机的长期化,国际意识形态领域的力量对比也在发生着深刻的变化,最明显的趋势是长期在政治经济学说中占据统治地位的古典自由主义遭到了普遍质疑,因为古典自由主义以及由其衍生的奥地利学派和芝加哥学派,在面对如此严重的经济危机时基本陷入了束手无策的境地,他们唯一能开的药方就是告诉大家只要再多忍耐些年,等到市场完全出清后当前的经济萧条自然就会过去,而新的繁荣也会如期到来。
或许从长期来看随着经济危机的延续,被破坏的市场确实能够做到自动修复,但是没有人能说得清这个市场自动修复的过程到底需要持续多久,这时即使是最懒惰的政府如果不想下台的话也必须要做点什么,最起码也要在民众面前假装正在做点什么,毕竟你总不能摊开两手告诉失业工人们说:你们只要睡在窝棚里多当几年安安饿殍,新的工作机会就会自动从天而降。
在这样的背景下,唯二保持经济高速增长的德国和酥联,毫无意外地吸引了很多早已厌倦古典自由主义的那套陈词滥调的西方知识分子,而与此相关的学术讨论也空前热烈了起来,甚至言必称苏德已经成了这一时期西方国家政治经济学研究的常态。在德国官方的表述中称为“社会市场经济”的经济体制,也被同时期的很多英美学者看成是除自由市场经济和酥联式的计划经济外的第三条道路,其影响力之大甚至远远超出了海伦娜的预料,因为她觉得自己只是将可能有用的政策方案一股脑地拿出来,拼命地给德国经济这间破烂房子做裱糊而已,没想到因为裱糊的技巧过于出色,竟然让很多人都以为这是间豪宅,这多少让海伦娜有些良心不安。
然而后来海伦娜转念一想:就连原历史位面中的纳脆党搞出来的那个极端民族主义的缝合怪都能在西方国家的知识界里找到一堆共同语言,本位面自己裱糊出来的这个玩意再烂也不会比原历史位面中的那个更糟糕了,自己有什么可感到不好意思的?本位面德国的政治经济政策有人愿意研究也不算是坏事,这可以增强德国的意识形态方面的国际影响力,等她回去将这些年给希特勒提供的政治经济建议进一步理论化后,就可以当做未来德国意识形态的牌匾悬挂起来了。虽然很多地方可能都不完美,但怎么也比原历史位面中纳脆党的那套雅利安血统论有科学性,毕竟如要论起雅利安血统的纯度的的话,后世分子人类学已经证明历史上被纳脆屠杀过的吉卜赛人,才是和古代雅利安人血缘关系最近的民族,也不知道那些将雅利安血统论奉为圭臬的纳脆党棍泉下有知会作何感想……
作者有话说:最近单位在搞抗疫工作,可能会更新不及时,各位书友请见谅啊。
第三百七十一章 火箭基地
时间距离德国在1933年成功发射本位面首枚涡轮泵压式火箭已经过去将近三年了,佩内明德这座坐落在佩内河口处的乌瑟多姆岛上的清静渔村已经发生了脱胎换骨的变化,事实上当年海伦娜将这里圈定为德国未来的火箭研究中心所在地,常年与岛上的十几户村民作伴的只有茂密的树林、幽深的沼泽和平缓的沙滩,所以海伦娜当时只给了这里的村民们每户数千马克的补偿款,就让他们欢天喜地地搬离了这座四顾荒凉的渔村,那搬家的急切模样显然是把海伦娜当成了某个人傻钱多的富家小姐,仿佛只要慢了半拍海伦娜的爸妈就会追过来要求退钱似的。
结果波罗的海西畔的这座名叫佩内明德的渔村连同它所在的那座乌瑟多姆岛,都成了海伦娜和包括奥伯特、戈达德、沃尔特、冯卡门等在内的大神们尽情玩票的乐园。在这里大神们从最初起飞重量只有几十到几百千克的挤压循环液体火箭玩起,直到三年前用海平面推力高达10吨的且采用涡轮泵压循环的FR-1液体火箭发动机,将起飞重量7吨级的A-4火箭成功送入高空。海伦娜投资的火箭研发团队只用不到十年时间和相对较少的研制经费,就让火箭的技术性能达到了以往想都不敢想的高度。
伟大的航天理论先驱,俄国科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基所提出过的那些看似天马行空般的航天设想,随着本位面首枚泵压式火箭的发射似乎已经变得不再遥不可及。好吧,实际上还是非常遥远的,但是海伦娜也不能在这时泼冷水打击大神们的积极性不是吗?虽然海伦娜靠花自己的私房钱和大神们开启了本位面液体火箭领域的泵压革命,但是他们的玩票之旅也只能到此为止了,毕竟航天这样烧钱的项目是不可能靠海伦娜的私房钱长期支持的。
但是海伦娜成功说服希特勒将火箭研制列入国家重点科研项目,甚至在她的带动下连希特勒本人都变成了火箭领域的发烧友,虽然他并不是很能理解火箭的诸多技术细节,但却经常亲自过问火箭项目的研发进度。如果说此前海伦娜和大神们的玩票,是给德国的火箭事业提供了相当不错的起跑线,那么后来国家力量的全面接棒,就是直接将德国的火箭研发进度拉上了高速发展的快车道。
得益于自1934年起每年高达数千万马克的高强度研发投入,佩内明德这座原本偏居德国东北部的渔村迅速崛起为一座设施完备的火箭研究中心。数百座不同用途的大型建筑在乌瑟多姆岛上拔地而起,这里还不包括供科研人员和工人临时居住的住宅和其他附属建筑。这些建筑中有当前世界上规格最高的亚超音速风洞、有总计十四座不同用途的发动机试车台、有两座规模庞大的液氧制备工厂,有三座集成了燃料加注和维护检修功能的火箭发射塔架,还有无数精良的试验设备和相应的制造车间。这样整个佩内明德基地最多能够同时容纳超过六万名科研人员和技术工人在那里工作和生活,如此庞大的火箭研发和制造中心在当今世界可以说是独一无二的。
为保证日后火箭研究的机密不被泄露,佩内明德所在的乌瑟多姆岛被划成了军事禁区,不但全岛的周围都被高高的警戒围墙所环绕,而且整个岛屿只能通过三座新修建的守备森严的桥梁和大陆相联系。周围人烟稀少且地势平坦,交通便利且易于控制,也正是当初海伦娜愿意将火箭研究中心的位置选在这里的主要原因,海伦娜相信原历史位面中的纳脆德国将火箭研究中心从柏林西郊的库曼斯多夫迁移到佩内明德应该也是基于相同的考虑,现在她直接将佩内明德圈定为火箭研究中心的所在地,也算是帮德国的火箭研制省却了这笔搬家的费用。
就在工程团队热火朝天地在乌瑟多姆岛上开展基础设施建设的同时,德国的火箭研发团队也没有闲着,他们在先前已经首飞成功的首枚泵压式火箭的基础上马不停蹄地开启了新的征程。在以赫尔曼·奥伯特、罗伯特·戈达德和赫尔穆特·沃尔特三位大神为首的科研团队看来,现在他们的研究环境不是小好,而是大好。他们既不需要担心科研经费的来源问题,也不需要和基本不懂技术的行政官僚们扯皮,这些常见的糟心问题海伦娜全部帮他们解决得妥妥帖帖,他们唯一需要关注的只有努力攻克眼前的技术难关。
不过更让大伙感到如有神助的是海伦娜在听取他们的研究进展时,经常会针对他们感到无比棘手的问题给出相应的建议,而且这些建议在经过试验后往往被证明相当有效。至于为什么海伦娜随口给出的建议常常能解决他们绞尽脑汁也难以攻克的问题,火箭研发团队的技术人员们只能在私下里将此现象归结为:塞克特小姐对技术永远有着天才般的直觉。
第三百七十二章 三大变化
自佩内明德火箭研发基地于1933年8月试射首枚采用泵压式发动机的A-4型火箭以来,获得政府鼎力支持的研发团队便开始以相当高的频率开展该型火箭的发射试验,然而即使有海伦娜这个穿越者暗中把控技术发展的脉络,最初的火箭试射成功率依然如同猜拳抽奖般难以捉摸。火箭研发团队在此后的短短三年时间用A-4型火箭进行的34次试射中有7次都遭到失败,但是随着研究团队不断总结每次发射失败的经验教训并据此持续对设计缺陷进行修正,这款火箭的发射成功率也获得了肉眼可见的提高:在最近的9次发射试验中经过改进的A-4型火箭全部获得成功并通过设计定型,这也是佩内明德火箭研究中心自建立以来首款获得设计定型的火箭产品。
在海伦娜眼里起飞重量仅有七吨级A-4型火箭当然不是她雄伟规划的终点目标,毕竟像A-4这种级别的火箭的性能水准放到后世,充其量也就相当于那些只能在大气层内飞行的探空火箭。所以海伦娜早在研制中的A-4型火箭还没来得及首飞时,就开始规划被称为A-5的新型火箭了。这些年佩内明德火箭研究中心实际上是在边继续完善已有的A-4型火箭的设计,边开展更强大的A-5型火箭的研制工作中度过的。而要研制比A-4型火箭更强大的型火箭,最首要的工作就是要研制比A-4型火箭所使用的FR-1型液体火箭发动机更强大的引擎,这款为A-5型火箭研制的新型引擎延续A-4型火箭的发动机命名方式而被称为FR-2,其中的FR是德语火箭发动机的首字母缩写。
新研制的FR-2型火箭发动机相比此前的FR-1型火箭发动机,变化主要体现在最大推力从FR-1型火箭发动机的10吨级提高到30吨级,燃料和氧化剂的组合从FR-1型火箭发动机使用的液氧乙醇组合更换为性能更好的液氧煤油组合,循环方式从FR-1型火箭发动机使用的过氧化氢气体发生器循环变更为富燃燃气发生器循环这三个方面。其中推力增长到原来的三倍自然是所以变化中最直观的,更大的发动机推力意味着火箭的起飞重量可以做得更大以携带更多燃料和载荷,而本位面中的FR-2型火箭发动机将拥有高达30吨的海平面推力,超越了原历史位面中纳脆德国研制的末日复仇武器V-2导弹27吨的推力,这就为本位面中的德国日后研制比原历史位面中的V-2导弹更加强大的火箭打下了牢固的动力基础。
虽然FR-2型火箭发动机的海平面推力相比前型足足提高了三倍,但是在海伦娜眼里FR-2型火箭发动机相比前型的另外两项技术革新,对德国火箭事业未来长远发展的价值甚至还要高于单纯的推力提升。先前在为A-4型火箭研制FR-1型火箭发动机时,海伦娜选择和原历史位面中的V-2火箭类似的过氧化氢气体发生器循环和液氧乙醇推进剂组合作为楔入点,很大程度上是为尽可能降低泵压式火箭发动机的技术门槛而采用的权宜之计。但是权宜之计毕竟不是长久之计,在靠权宜之计顺利越过泵压式火箭的门槛后,海伦娜自然不希望继续被这些权宜之计所束缚。
当年海伦娜选择液氧乙醇这对推进剂组合的理由主要有三点:
首先是乙醇这种燃料相比其他液体燃料更容易获得,只需要最普通的75%到92%的工业乙醇就能满足要求,别以为液氧煤油火箭所用的航天煤油和普通的煤油都叫煤油就是同一种东西,事实上液体火箭使用的煤油通常需要专门研制并且还要赋予专门的牌号。因为航天煤油必须做到在高温下既不容易发生分解,也不容易产生聚合或沉积,所以需要严格控制烯烃和芳香烃等有害成分的含量,硫化物的含量更是需要严格控制,否则随着燃烧室压力的提高很容易产生积碳。
当时海伦娜和大神们在玩票界虽然属于绝对的土豪玩家,但是也不大可能要求法本公司为他们的那点玩票需求,专门去研制和生产一种适用于航天活动的煤油牌号,相比之下容易获得且要求不高的乙醇简直就是专门为火箭领域的玩票党准备的燃料,直到21世纪还是很受玩票党欢迎的入门级液体火箭燃料。
其次是乙醇溶液拥有比煤油等其它常见燃料更高的比热容,所以可以提高对喷管和燃烧室的冷却效率。以本位面中的FR-1型火箭发动机使用的92%的乙醇(原历史位面中德国使用的是75%的乙醇)为例,该乙醇溶液的比热容大约在2580焦耳/千克·摄氏度左右,远超过煤油的2100焦耳/千克·摄氏度。由于包括本位面的FR-1和FR-2火箭发动机在内的绝大多数火箭发动机,都是靠温度较低的燃料流过燃烧室和喷管的内外壁间的夹层带走热量,来防止燃烧室和喷管的温度超过材料耐受极限的,这种冷却方式被称为“再生冷却”。所以用比热容较高的乙醇溶液作为燃料,有助于简化火箭发动机的冷却设计,而喷管和燃烧室的冷却设计对火箭发动机领域的新手来说通常是个相当难啃的硬骨头,海伦娜可不希望刚刚上路就在这里撞墙。
最后是液氧和乙醇作为火箭推进剂组合时的混合比更接近1.0,换句话说就是液氧乙醇发动机在工作时所消耗氧化剂和燃料的质量比更接近。采用液氧乙醇这组推进剂的火箭发动机,最佳混合比通常在1.5左右,也就是说火箭发动机每消耗3千克液氧的同时需要消耗2千克乙醇,而其他组合的最佳混合比基本都超过2.5,其中液氧液氢组合的最佳混合比甚至可能达到6。液氧和乙醇的混合比相近对简化火箭发动机涡轮泵的设计是比较有利的,例如原历史位面中的V-2导弹的氧泵性能就是75千克每秒。而乙醇泵的性能则是50千克每秒。这种相对接近的性能需求无疑让氧泵和燃料泵在设计时不容易相互掣肘,而以高比冲著称的氢氧发动机因为混合比过高,给发动机的泵系设计带来了很大的挑战。
现在可能有很多人会有疑问了,既然液氧乙醇这组推进剂组合有这么多的优点,海伦娜在新研制FR-2型火箭发动机时为什么还要抛弃它,转而选择液氧煤油这对推进剂组合呢?
第三百七十三章 喜新厌旧
前面说到液氧和乙醇作为火箭的推进剂组合有燃料易于获得、再生冷却效率高的优点,而且还能最大限度地简化涡轮泵设计,但是纵观原历史位面中各国液体火箭和导弹的发展历程,我们很容易发现液氧和乙醇这对火箭推进剂搭档在战后并没有风光很久,虽然酥联和美国这两个超级大国在原历史位面的50年代分别研制并装备过以液氧乙醇为推进剂的SS-3导弹和PGM-11红石导弹,但是当时间进入60年代后液氧乙醇这对推进剂组合便迅速失宠。
就连海伦娜前世的祖国也没有对液氧乙醇这对推进剂组合保留更多的热情,除起步阶段根据酥联资料仿制的DF-1导弹以及在此基础上改进而来的DF-2导弹沿用了液氧乙醇推进剂外,海伦娜前世的祖国也对继续发展以液氧乙醇为推进剂的火箭失去了兴趣,随后研制的DF-3/4/5导弹都是用剧毒的偏二甲肼燃料搭配浓硝酸或者四氧化二氮氧化剂作为火箭推进剂的组合,事实上直到海伦娜穿越前,偏二甲肼和四氧化二氮这组被戏称为“毒火箭”的经典组合在火箭推进剂领域依然相当有存在感。
液氧乙醇组合在60年代后逐渐退出火箭推进剂的舞台,当然不是因为各国的火箭设计师都眼瞎看不到液氧乙醇推进剂的好处,而是因为液氧乙醇推进剂虽然技术门槛较低,所以非常适合作为菜鸟玩家们在新手村领取的入门装备,但是玩过游戏的应该都知道:新手村提供的白版装备虽然使用门槛不高,但是属性的上限通常也是不会很高的,所以当玩家的职业等级提高后换掉已经不堪用的新手村装备也是顺理成章的。液氧乙醇推进剂对各国的火箭玩家来说就像是新手村提供的那把装备,虽然不需要多少前置条件就能装备,但是低劣的面板属性始终是无法弥补硬伤,试问哪个准备走出新手村闯荡的高端玩家不想找个机会换掉手里坑爹的白版装备呢?
相比后世液体火箭推进剂中使用较为普遍的煤油燃料,惨遭淘汰乙醇燃料在性能方面的劣势主要体现在安全性较差和比冲较低。其中乙醇相比煤油安全性较差的原因很容易想到,乙醇拥有比煤油低得多的闪点,高浓度乙醇比煤油沸点更低也更容易挥发,而且挥发后的蒸汽因为密度较大而难以扩散,再加上乙醇蒸汽和空气形成的混合气的爆炸极限也比煤油混合气宽很多。所以如果将乙醇作为火箭燃料,在储存和加注等环节所面临的安全隐患也会比煤油高些。不过虽然乙醇燃料相比煤油的安全问题确实属于减分项,但是真正直接导致液氧乙醇这对推进剂组合在后世逐步退隐的还是其过于平庸的比冲数据。
这里所说到的比冲是衡量火箭发动机对推进剂利用效率的单位,它所描述的是火箭发动机消耗单位重量的推进剂能给火箭带来的动量增量。国际上通常用“秒”作为衡量比冲量的单位,该单位的意义可粗略理解为每千克的推进剂通过发动机做功生产每千克推力所能持续的时间。假设现在某台火箭发动机的比冲能达到300秒,就说明该火箭发动机消耗每1千克推进剂所能给火箭带来的动量增量,就相当于将1千克的推力持续300秒钟的时间。很显然比冲的数值越大,就说明该火箭发动机在消耗单位推进剂时能够给火箭带来更多的动量增量,换句话说就是说该发动机对推进剂的利用效率越高。
考虑到火箭从发动机获得的向前的动量增量全部来源于发动机向后喷出的高速气体,根据动量守恒定理我们不难得出这样结论:火箭飞行时获得的向前的动量等于发动机气体喷出时获得的向后动量,而火箭发动机的比冲量和它工作时向后喷出的气体的速度成正比,所以要想增加一台火箭发动机的效率也就是比冲辆,其实也就是要增加该发动机工作时喷射气体的速度。而火箭发动机向后喷射气体的速度主要取决于四个方面:推力室的压力,喷管的膨胀比,各部件的综合工作效率、燃料和氧化剂组合的类型和比例。
首先来看推力室的压力:这个因素对比冲的影响很容易理解,就像我们用嘴巴吹气时口腔里的压力越高,吹出的气流速度就越快那样,其他条件不变的情况下,推力室内的压力越高,通过喷管喷出的燃气就能获得越多的能量而增加喷射的速度,发动机比冲自然也就越高;
其次来看喷管的膨胀比的影响:火箭发动机的喷管是供推力室里冲出的燃气膨胀加速获得动能的场所,看上去应该是越大越长的喷管越能让燃气在这里充分加速,也就是说在其他条件同样不变的情况下,喷管膨胀比越大的发动机比冲就越高。这里需要强调的是:如果是在理想的真空环境中确实可以这样认为,但是如果火箭是在大气层中飞行的话,发动机燃气的喷射还需要首先克服大气压力,而发动机喷管的直径做得越大就需要消耗越多的能量来克服大气压力,最终为克服大气压力而多消耗的能量就会抵消喷管增大带来的收益。
所以主要在大气层内工作的火箭发动机膨胀比的增加需要受到限制,超过限制反而会导致发动机比冲下降。至于主要在大气层外工作的火箭发动机,理论上倒是可以将喷管做到近乎无限大来增加比冲,但实际操作时还要受到箭体直径和发动机自重的限制,否则要么发动机的喷管大到根本无法安装进箭体,要么发动机喷管重到足以抵消比冲增加所带来的收益。
各部件的综合工作效率这条不必多说,推进剂要在管道和涡轮泵中流动、燃气要在推力室和喷管中流动都会损失能量,推力室里的燃烧过程也不可能保证绝对充分而且均匀,这些都会带来部分能量损失而影响发动机最终的比冲,所以各部件的综合工作效率,减少各种不必要的能量损失也是提高发动机比冲的途径。
最后就要说到燃料和氧化剂组合的类型和比例啦,而这点恰恰是前面说到的液氧乙醇这对推进剂组合最大的软肋所在,相比后世非常经典的液氧煤油组合,液氧乙醇组合的理论比冲有10到30秒的劣势(具体数值要看乙醇的浓度和工作条件)。可别轻视这10到30秒的比冲劣势,要知道原历史位面中的V-2导弹发动机比冲只有200秒左右,其在飞行过程中需要消耗超过九吨的乙醇和液氧,也就是说如果能将其发动机的比冲提高20秒就能少消耗近900千克的燃料,而这些少消耗的燃料都能转化成导弹的载荷,考虑到V-2导弹的战斗部重量才975千克,如果能将发动机的比冲提高20秒,就能在其他技术指标不变的情况下直接让导弹的战斗部重量几乎翻倍!
火箭载荷翻倍的诱惑对各国的设计师们来说实在太大了,仅此一条就足以让他们放弃液氧乙醇这种容易上手的推进剂组合,如果考虑到煤油相对于乙醇的安全性优势,设计师们就更有理由对液氧乙醇组合说拜拜了,虽然这种借助液氧乙醇组合突破泵压式火箭技术瓶颈后立刻翻脸不认人的做法确实有些渣男渣女的味道,但是海伦娜并不会在乎这样的指控,毕竟在科学进步的过程中喜新厌旧才是常态,既然有液氧煤油的新人笑,就并不理会液氧乙醇的旧人哭啦。
更何况等她点开液氧煤油这条科技树后,只需要将液氧换成发烟硝酸就可以直接用于军事目的了,不信你看原历史位面中酥联著名的“飞毛腿”导弹的推进剂用的就是硝酸煤油组合,这套组合的比冲数据虽然不怎么样,但可贵就可贵在燃料和氧化剂都是常温常压液体,所以给导弹加注完毕后可以短时间存储,既不需要在发射地点临时加注,也不需要加注完毕就立即发射,这样就让导弹拥有了一定的机动发射能力,可以在需要时迅速进入阵位然后立即发射,极大提高了攻击的突然性。
第三百七十四章 无可选择
德国目前正在研制的FR-2型火箭发动机相比先前研制成功的FR-1型火箭发动机,除将推进剂组合从液氧乙醇更换成更加安全且理论比冲更高的液氧煤油外,最具有革命性的技术变化就在于这种火箭发动机的循环方式由此前的气体发生器循环升级为燃气发生器循环,循环方式由气体发生器升级为燃气发生器虽然仅有一字之差,但是却是液体火箭发动机演进历程中不可或缺的关键步骤,所以海伦娜对攻克燃气发生器循环技术可谓志在必得。
前面提到过推力室压力和各部件综合工作效率都是液体火箭发动机推进效率也就是比冲的重要影响因素,原历史位面中从20世纪30年代到海伦娜穿越前近一个世纪,各国最惊才绝艳的火箭发动机设计师们都为实现这两个目标而进行了艰苦卓绝的奋斗,而这些设计师们最重要的努力方向就要数改进液体火箭发动机的循环方式。截至海伦娜穿越前泵压式火箭经出现的循环方式搭载能分成五类,其中既有相对常见的气体/燃气发生器循环、富燃/富氧/全流量补燃循环、闭/开式膨胀循环,也有作为非主流存在的抽气循环,当然还有随着新世纪锂电池技术的进步而逐渐开始崭露头角的电驱动循环。
如果只看上面罗列的这些种类繁多的液体火箭发动机的循环方式,你可能会觉得海伦娜在制定本位面德国火箭发动机的发展路线时有很多可选项,但是海伦娜表示眼前的这道题看起来选项繁多,但是这些选项中的绝大多数都属于必须排除掉的干扰项。等你逐一排除掉所有的干扰选项后就会惊奇地发现:德国如果还想在发动机的循环方式层面更进一步的话,那么这道题其实是道该死的单选题:而燃气发生器循环就是那仅有的正确答案。
接下来我们来逐个分析为什么要排除其他选项:
首先来看在后世大名鼎鼎的补燃循环,该循环方式也被称作分级燃烧循环。这种循环方式拥有所有循环方式中最高的极限性能,它不但有将推力室的压力堆高到逼近推进剂组合的理论极限的潜力,而且其燃料或者氧化剂都几乎得到充分利用而基本没有浪费,所以各部件综合工作效率也能做得很高而不需要作太大的妥协,这些优势都让补燃循环在后世几乎成为高性能液体火箭发动机的代名词。
海伦娜倒是非常向往补燃循环的火箭发动机,但是问题就在于要点出补燃循环这条科技树需要先点燃气发生器循环作为前置科技,因为补燃循环从某种意义上可看成是将燃气发生器循环中未充分利用的富燃或富氧燃气引入主燃烧室进行二次燃烧,这也是该循环方式被称为补燃循环或者分级燃烧循环名词的原因。但是问题就在于现在海伦娜根本还没点亮燃气发生器循环啊,如果说先前研究气体发生器循环是为了学会爬,那么研究燃气发生器循环就是为了学会走,最后搞定补燃循环则是跑跑跳跳。现在德国在泵压式火箭发动机领域刚刚学会爬,想要越过燃气发生器循环直接搞补燃循环,在海伦娜眼里就好比婴儿没学会走路就直接嚷嚷着学跑学跳,大概率是要以悲剧收场的,所以补燃循环这个选项必须排除。
然后再看膨胀循环,膨胀循环这种循环方式基本仅能适用于使用液氢、甲烷这类分子量较小的低温燃料的火箭发动机,因为膨胀循环是靠低温燃料冷却喷管时受热气化产生的膨胀压力来推动涡轮的,而目前德国火箭发动机所使用的燃料——乙醇和煤油都属于难以气化的常温燃料,显然先天就和膨胀循环这种循环方式八字不合,除非用液氧来作为喷管冷却和膨胀工质,但是液氧的分子量过大导致做功效率低,而且氧气被加热后很容易和金属发生氧化反应,相信脑筋正常的设计师是不会在液氧煤油发动机上采用膨胀循环的方案的,所以膨胀循环的选项也得排除。
接着看抽气循环这种非主流技术路线,表面上看结构和原理都非常简单:直接从主燃烧室的喷注器附近引出一股燃气推动涡轮泵,根本就不需要设置单独的气体发生器或者燃气发生器。但是这种循环方式在后世既然属于非主流设计,那自然是因为有难以克服的缺点。虽然抽气循环选择从主燃烧室中温度相对较低的喷注器附近的位置引出燃气,但是相比其他循环方式燃气温度依然偏高,无疑给燃气涡轮的耐热设计带来了巨大的挑战,而且抽气循环还有调节困难的毛病,比冲相比其他循环方式也没有优势可言,海伦娜当然没有挑战这种非主流设计的兴趣,所以抽气循环这个选项还是得排除。
至于海伦娜穿越前初露峥嵘的电驱动循环?这种循环方式拥有其他循环方式难以望其项背的大范围无极调节推力的能力,问题是现在海伦娜能拿出高功率密度的电机吗?能拿出像后世那样高功率密度的锂电池吗?海伦娜估计就算让保时捷博士这样的电驱动狂魔来设计火箭,他都不会看电驱动循环一眼!所以电驱动循环的选项可以不加思考地直接排除掉。
经过这样的逐个排除后,试问海伦娜还有别的选择吗?要么继续沿用FR-1型火箭发动机的过氧化氢气体发生器循环,要么就着手研制进阶版的燃气发生器循环,而海伦娜是不愿意看到本位面德国新研制的火箭发动机在最关键的循环方式上原地踏步的,于是新火箭的循环方式就以这样的方式确定下来。
先前的FR-1型火箭发动机作为本位面泵压式火箭发动机的鼻祖,其涡轮泵的直接驱动力来自过氧化氢溶液的分解。当高浓度的过氧化氢溶液流过气体发生器内的多层银质催化网时,就会被这些银网催化而急剧分解同时产生数百摄氏度的高温。如此高的温度会将过氧化氢分解所产生水和还没来得及反应的过氧化氢溶液直接气化,这些的水蒸气和过氧化氢蒸汽与过氧化氢的另外一种分解产物氧气混合形成的高温混合气体拥有相当高的能量。
FR-1型火箭发动机的涡轮就是靠这种高温混合气体推动气体涡轮,进而带动同轴布置在涡轮两侧的氧泵和乙醇泵,将液氧和乙醇源源不断地泵送进火箭发动机燃烧室燃烧做功的。推动FR-1型火箭发动机涡轮泵的混合气体很明显没有经过任何燃烧过程,所以这种循环方式只能被称为气体发生器循环而不能被称为燃气发生器循环。那么这种气体发生器循环相比燃气发生器循环有什么缺点,以至于海伦娜下决心要在FR-2型火箭发动机的研制中抛弃它,转而选择采用真正的燃气发生器循环呢?
第三百七十五章 燃气涡轮
前面我们说到采用气体发生器循环的火箭发动机通常是依靠过氧化氢溶液催化分解产生的能量来驱动涡轮泵的,这种古老的泵压循环方式最大的优势就是控制起来相对比较简单,在催化装置的效率基本保持不变的情况下,只需用一套结构简单的节流阀控制流参与催化分解反应的过氧化氢溶液流量,就能控制驱动涡轮泵的高温工质气体的生成速率,进而控制涡轮泵的转速和发动机推力。然而这种最原始的泵压式循环的缺点也是显而易见的:
首先是如果某款火箭使用的是气体发生器循环的发动机,就需要给作为气体发生剂的过氧化氢溶液额外设置储存、加压和输送系统,这样才能保证有源源不断的过氧化氢溶液被送到气体发生器里参与催化分解。但是这套额外的系统无论是体积还是重量都比较可观,在挤压箭体内部的宝贵空间的同时增加了箭体的结构重量,导致更多的推进剂能量都必须被用来推动火箭自身的结构重量而非运输有效载荷。
其次是使用气体发生器循环的火箭发动机,其涡轮泵的功率密度以及效率通常也难以令人满意。要知道过氧化氢溶液在剧烈地分解放热时,得到的用以推动涡轮的混合气体中可是富含氧气与没有来得及反应的过氧化氢蒸汽的,而这两种拥有氧化性的气体随着环境温度的提高,其化学性质都会变得越来越活泼,甚至能在很短的时间内将可怜的涡轮腐蚀得千疮百孔。所以火箭设计师们在研制采用气体发生器循环的发动机时,通常都需要有意控制过氧化氢溶液浓度,这样反应生成的混合气体温度就不会高到能让涡轮被提前氧化的地步,而这样做的代价就是要牺牲涡轮泵的功率密度。
FR-1型火箭发动机使用的气体发生剂是浓度80%的过氧化氢,反应生成的气体温度只有500多摄氏度。其实只要将过氧化氢溶液浓度提高到90%左右,就能将反应生成气体的温度提高到700摄氏度以上。虽然更高的工质温度有助于提高涡轮泵的效率和增加功率密度,但是如果设计师们真要在FR-1型火箭发动机上这样做的话,涡轮很可能没有办法在严苛的氧化环境下活到最后,所以在实际操作中只能选择相对较低的工质气体温度,目的其实是为保护涡轮不在氧气和过氧化氢蒸汽的侵蚀下提前罢工,即使为此牺牲涡轮泵的工作效率和功率密度也在所不惜。
虽然本位面中的FR-1型火箭发动机在海伦娜的建议下,采用多层银网催化过氧化氢分解而非像原历史位面那样,简单粗暴地向过氧化氢储罐里喷射高锰酸钠溶液催化剂,使得本位面FR-1型火箭发动机的工作稳定性提高不少,但是海伦娜的这些技术性的改进措施并不能消除气体发生器循环的固有缺陷,要想在根本上解决问题还是得对循环方式进行大手术。
燃气发生器循环就是原历史位面中继气体发生器循环后兴起的一种新型循环方式,这种循环方式最大的特点是将少量推进剂引入专门的燃气发生器进行燃烧生成燃气,然后用燃气发生器生成的这部分燃气驱动涡轮泵做功,最后将完成驱动涡轮使命的废气简单排放掉即可。
需要额外说明的是对采用燃气发生器循环的发动机来说,其燃气发生器里的氧化剂和燃料的比例和主燃烧室相差很大,这是因为如果燃料和氧化剂按照最佳混合比燃烧,会导致燃气温度达到恐怖的3000摄氏度以上,没有哪种材料能在缺乏冷却的情况下在这样高的温度下稳定工作,所以燃气发生器中的燃料相比氧化剂通常是严重过量的,这样就能将生成燃气的温度降低到涡轮材料能够承受的范围内。
虽然要想降低燃气温度,除了采取富燃燃烧这种办法外,理论上也可以采取富氧燃烧的技术路线,但是实际操作中基本上没有人在燃气发生器循环的发动机上用富氧燃气发生器,毕竟高温富氧涡轮的技术难度可是国际公认的地狱级别,所以高温富氧涡轮基本上只会出现在采用富氧补燃循环或者全流量分级燃烧循环的高性能发动机上,在燃气发生器循环中采用这样的高端技术有画蛇添足的嫌疑。
相比气体发生器循环,燃气发生器循环的性能优势不言自明:因为燃气发生器是直接利用火箭的燃料和氧化剂产生燃气的,所以也就不需要像气体发生器循环那样,在燃料和氧化剂外再单独给气体发生器准备一套储存和加压设备,所以能够极大减少对体积和重量的占用,所以采用燃气发生器循环的火箭发动机能轻而易举地达到相当可观的推重比,以至于即使后世更先进的补燃循环夺走了燃气发生器循环曾经的荣耀,这种循环方式依然能凭借简单的结构和高推重比的优势在火箭发动机家族中顽强地守护住自己的一席之地。
除此之外燃气发生器循环的涡轮泵效率通常也能做得比气体发生器更高,因为推动燃气发生器循环涡轮的通常是富燃贫氧的燃气,所以燃气发生器的涡轮基本不需要考虑高温下的氧化腐蚀问题,唯一的制约因素就是涡轮本身的高温耐受能力。所以在本位面采用燃气发生器循环的FR-2型火箭发动机上,德国设计师们就将涡轮前温度从FR-2型火箭发动机的500摄氏度提高到了750摄氏度,结果在实现涡轮效率和功率密度提高的同时竟然还获得了更长的涡轮寿命,涡轮泵性能的提高也是本位面FR-2型火箭发动机性能提高的基础之一。
虽然推动涡轮泵的工质和采用气体发生器循环的FR-1型火箭发动机不同,但是本位面FR-2型火箭发动机的涡轮泵结构却基本延续了FR-1型火箭发动机的同轴设计:燃气涡轮居中而煤油泵和液氧泵分别位于涡轮两侧。但涡轮泵功率和效率的大幅提高使得FR-2型火箭发动机在推力提高到FR-1型火箭发动机三倍的同时,推力室压力也从3.0兆帕提高到了5.7兆帕,理论比冲更高的液氧煤油推进剂组合配合更高的燃烧室压力,使得FR-2型火箭发动机的海平面设计比冲直接从FR-1型火箭发动机的220秒提高到了258秒,虽然这样的比冲和后世的同类发动机相比依然是渣渣,但放在30年代却属于惊世骇俗的存在。
然而事实证明:点科技树时在某项技术上过于狂飙突进是会遭到超前惩罚的,当FR-2型火箭发动机进入实际试车后,海伦娜和佩内明德的火箭设计团队立即遭到了有史以来最严重的超前科技惩罚,以至于海伦娜和诸位火箭大神打招呼时最常用的问候语都快变成了:最近XX号发动机试车台又被你们炸坏了吗?别担心,上次你们刚刚炸过的XX号试车台现在已经抢修完毕,你们可以在那里接着炸……
第三百七十六章 试错积累
其实海伦娜对FR-2型火箭发动机在试车时遭遇到的挫折是有充分的心理准备的,要知道火箭发动机可是人类制造过的能量密度最高的将化学能持续转换成机械能的设备,而要想研制这样的设备毫无疑问是场充满挑战的技术冒险之旅。海伦娜明白即使自己脑中有来自后世火箭发动机设计经验可供参考,但是在实际研制新型火箭发动机时依然需要经历艰苦卓绝的试错过程,因为她前世的祖国在研制采用高压富氧补燃循环的液氧煤油发动机时也有过类似的经历。
原历史位面中华夏从80年代末期开始对富氧高压补燃技术进行前期探索,但是因为在该领域的积累薄弱而进展相对缓慢,然而随后国际政治局势的变化给华夏的火箭发动机研制送了份意料之外的礼物。随着酥联这个盘踞在北方的红色帝国的地基开始发生动摇,很多原本根本不可能外售的高端装备和技术也被摆上货架待价而沽。于是华夏抓住机会引进了两台RD-120高压富氧补燃循环液氧煤油机的实物及相关技术资料,通过对这款推力85吨级的高空发动机长达数年的研究分析,华夏终于获得了对这种类型的火箭发动机较为系统的认知。
有酥联同类型的火箭发动机型号作为技术参照系,华夏自研推力更大的型富氧补燃液氧煤油发动机的进程开始加速。而其间随着酥联帝国的轰然坍塌和瓦解,华夏还趁机从经济凋敝的俄罗斯以及乌克兰那里海淘到更多的相关技术。然而就算有这样堪称梦幻的外援组合帮衬,华夏自己的高压富氧补燃发动机的研制依然非常不顺利,台架试车阶段刚刚开始就经历了两次燃气启动爆炸和两次燃气系统烧毁。
其实在海伦娜看来,原历史位面中华夏仅仅经历四次重大试车事故,就能掌握富氧补燃循环这项高端技术已经算是赚得盆满钵溢了,毕竟当年酥联作为首先吃螃蟹的国家,为掌握富氧补燃循环技术而经历的重大试验事故可要比华夏多不知道多少倍。从这里我们不难看出有外在的参照系确实可以极大节约试错成本,但是外来的参照系再好终究还是别人的,你必须亲自动手将该走的流程都走一遍,将该摔的跟头都摔一遍,才能将别人的经验转化成自己的财富。
而本位面德国在火箭发动机研制中遭到的挫折也是同样的道理,海伦娜虽然有来自后世的经验可供参考,但是海伦娜的这些经验终究是原历史位面中的经验,想要将这些原历史位面中的经验变成本位面的财富,还是需要经过脚踏实地实践才行。
总之海伦娜头脑中的后世经验是宝贵的,但是绝不是万能的,在先前研制FR-1型火箭发动机发动机时,海伦娜和研究团队就先后遇到过燃烧室燃烧不稳定和氧泵气蚀导致的共振问题,后来在海伦娜的建议下通过增加喷注器盘隔板和氧泵导轮才得以解决。而如今他们在研制性能更先进的FR-2型火箭发动机的过程中又遇到了新的问题。
经过对每次试验事故的事后分析,佩内明德的火箭研究团队最终确定,导致FR-2型火箭发动机在试车中爆炸的元凶主要有两个:其一是燃烧室部分区域冷却不够充分导致高温高压燃气烧穿燃烧室外壁,燃烧室内的高压燃气瞬间冲破束缚而爆炸,其二是涡轮泵的密封不够严密导致氧泵中的部分液氧流窜到了隔壁的燃气涡轮那里,随着液氧和高温富燃燃气这对欢喜冤家在燃气涡轮中不期而遇,其天雷地火般的爆炸威力足以将整个涡轮泵直接还原到零件状态。
考虑到火箭发动机在技术层面的高度复杂性,海伦娜也无法就两个问题给研究团队提供明确的解决方案,她只能根据后世经验将所有可能有用的技术路径全部罗列出来,然后通过排列组合形成十来种候选方案,再用排除法这种最原始但是也最有效的搜寻方法:将每种候选方案都实际做出来试验一遍,最后找出试验效果最好的那种方案进行下一步的优化和细化设计。
虽然这种方法看起来很没有技术含量,但是好处就在于基础扎实:能让科研团队在知道哪种设计方案是可行的同时,也能知道哪些设计方案是不可行的以及为什么是不可行的。因为只有对每种设计方案的优势和劣势都有深入的了解,德国设计师们日后在设计更先进的火箭发动机型号时才能真正做到胸有成竹。而这种科研团队能力的培养在海伦娜眼中,可比单纯地研制出一款性能先进的火箭发动机更加重要。
这正如同授人以鱼不如授人以渔所阐述的道理,如果将某个具体的型号比作是鱼的话,对科研团队能力的锻炼就好比对捕鱼技巧的探索,为此即使多炸掉几次发动机试车台也没有什么可心痛的,何况海伦娜来自后世的经验已经帮设计团队节约过很多试错成本了,而剩下的试验成本都是为了获得捕鱼技巧而不得不交的学费,海伦娜自然不会在这里心疼钱,反正火箭研制得到国家立项后烧的也不是她自己的钱,不得不说拿着国家的科研经费,带着一帮科技大神们集体玩票的感觉真是再好不过了。
就这样在两年多的时间里,佩内明德的火箭发动机试车台经历了多次被爆炸损坏,又多次地被重新修好的过程,而海伦娜的耐心最终也获得了回报,最近她刚刚欣慰地得知FR-2型火箭发动机百秒全推力试车成功的消息。
第三百七十七章 独立建军
新发动机全推力百秒试车在佩内明德研究中心获得成功,标志着长期困扰FR-2型火箭发动机研制的两大技术难题:推力室和喷管的冷却问题以及涡轮泵的渗漏问题基本获得解决。海伦娜来自后世的经验和本位面科研人员的艰苦奋斗相结合,再加上德国国家财政经年累月的高强度投资,终究提前成功移动了阻挡在本位面人类火箭事业面前的重峦叠嶂,也为德国日后研制性能更强的火箭发动机打下坚实的基础。
本位面中的FR-2型火箭发动机的推力室和喷管的冷却方式,最终确定采用再生冷却为主辅以屏蔽冷却的设计方案:在燃烧室和喷管的内外壁之间用波纹板钎焊的方法加工出冷却通道,温度较低的煤油燃料先流过这些冷却通道带走部分热量再通过喷注器进入推力室燃烧。但是前面我们说过单位流量煤油的冷却效率远远不如同等流量的乙醇,所以为防止燃烧室被高温高压的燃气烧穿,研究团队根据海伦娜的建议给FR-2型火箭发动机增加了屏蔽冷却作为辅助冷却措施。
屏蔽冷却的具体做法是在发动机喷注器盘的最外侧,沿着燃烧室的内壁设置一圈富余的煤油喷嘴,当发动机工作时这圈喷嘴直接将煤油喷射向燃烧室的内壁,形成一层薄薄的液膜和蒸汽膜将里面的高温燃气和外面的燃烧室内壁隔开,从而起到阻挡燃气温度向推力室内壁传播,降低推力室内壁温度的作用。如此简单却精巧的设计在原历史位面中,正是酥联科学家在RD-107型液氧煤油火箭发动机上首先采用的,而本位面海伦娜又刚好将该设计作为备选方案,推荐给了被推力室和喷管的冷却问题所困扰到发际线后退的德国设计师们。
针对涡轮泵泄露导致液氧和富燃燃气接触而发生爆炸的问题,德国在FR-2型火箭发动机的涡轮泵上采用的是后世火箭涡轮泵很常用的迷宫式密封设计,这种迷宫式密封设计属于非接触式密封的一种,采用一组密封齿片在密封腔和旋转轴之间构成多道节流间隙和膨胀空腔,通过逐级削弱被密封介质的流速和压力达到密封的目的。不过涡轮泵密封设计的有效性并不仅仅在于具体采用哪种密封设计,它很大程度上需要考验设计团队对系统动力学特性的把握,也需要考验制造团队的材料学基础和加工精度,而这些都需要依靠时间和经费的积累,海伦娜来自后世的经验能帮到的忙反而非常有限,所以涡轮泵密封问题的最终解决可以说基本上全都是本位面德国科研团队集体努力的功劳。
在解决了推力室和喷管的冷却问题以及涡轮泵的渗漏问题后,按照新设计方案制造的FR-2型火箭发动机终于没有像它的前辈们那样,直接在试车台上被炸的粉身碎骨,而是在震耳欲聋的咆哮声中持续喷射出明亮的黄色尾焰,直到预定的百秒试车时间结束才在整个佩内明德研究基地的欢呼声中安静下来。如果接下来这台发动机在计划中的几次百秒试车中表现良好,佩内明德基地的研究团队还准备给这款发动机安排四百秒的长程试车,目的是进一步确定该型发动机在长程极限工况下的运行稳定性。
“我们的新型火箭发动机研制进展可喜可贺啊,原型机刚刚通过全推力百秒试车!看来最近佩内明德研究基地里的同志们干劲都很足啊。”海伦娜在得知FR-2型火箭发动机试验成功的消息后,立即和希特勒分享了这个喜讯,如今希特勒已经在海伦娜的带动下变成了火箭迷,虽然希特勒对火箭这种复杂装备的理解,依然停留在虽然不明白其中的具体原理,但是感觉这玩意好像很厉害的阶段,但是希特勒也确实是除海伦娜这个穿越者外,德国国内较早意识到火箭的潜在军事价值的人,所以他对佩内明德这次火箭发动机试车的成功的消息同样欢欣鼓舞,不过最让希特勒欢欣鼓舞的还是海伦娜后面这句话。
“按照现在的研发进度估计,我们的火箭很快就能变成实用化的战争兵器,元首阁下有没有考虑过,我们可以依托火箭这种全新出现的高技术装备,在德国现有的陆海空三大传统军种体系之外另起炉灶,由元首阁下亲手建立起一支以火箭为主要打击手段的全新军种?”虽然本位面希特勒无论是和国防军还是和容克集团的关系都比原历史位面缓和不少,所以希特勒暂时还没有像原历史位面那样,表现出为争夺对军队的控制权而将纳脆党控制的组织正规军化的打算,因为那样那样不但会让国家的武装力量叠床架屋而分散发展资源,还会破坏他通过海伦娜和容克集团建立起来的信任关系,但是这并不等于本位面希特勒就不想获得一直自己能够直接控制的正规化武装力量,所以海伦娜画的这个大饼立刻就让希特勒热血沸腾起来。
“海伦娜小姐是说建立独立于陆海空之外的新军种,独立的火箭军?”希特勒有些不敢相信般地又询问了一句,以再次确认海伦娜的态度。
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