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番外故事(十四) 实现超高航速的次世代发动机技术

对于世界各国来说,秦克是夏国“向火星进发五年计划”技术核心人物之事,几乎已是公开的秘密。

想想也不奇怪,任何一个国家,都不可能放着这么一个世界最顶级、关键正处于三十多岁年富力强的伟大科学家不用,让他专心教书育人的,哪怕是求爷爷告奶奶,也必定会让他参与对国家来说有极重要意义的工程项目。

现在这个以“夏国后羿号火星探测器研究项目”为代表、以宇宙航空航天发动机技术突破为关键点的“向火星进发五年计划”,毫无疑问就是各国眼中,值得夏国“动用”秦克院士的伟大工程。

更能印证众人猜测的证据就是,除了宁青筠也挂着个“技术副总顾问”的头衔外,秦克的岳父宁宗训、岳母纪秀玉,同样是这个“夏国后羿号火星探测器研究项目”的核心成员,均挂着副总工程师的头衔。

——至于总工程师,则是一位已年过八旬的夏国科学界老前辈,早已处于退休状态,只是名义上的负责人罢了。所以宁宗训、纪秀玉实际上就是这个项目的主要负责人。

对于宁宗训与纪秀玉这两个长期“消失”在世人视野里,却忽然在五年前以航天航空技术专家的身份,出现在夏国科研界的神秘院士,世界各国都给予了极大的关注,从公开的信息来看,这对五十多岁的院士夫妇以前是研究火箭推进器技术的,至于是真是假,此前有什么研究成果,就没多少人能查得出来了。

一门四院士,均集中到“向火星进发五年计划”中,这样华丽的阵容足以吸引世界各国的目光。

这也是秦克故意为之,毕竟引导世人将目光关注于某一个公开的研究项目上,就能更好地掩饰住他和宁青筠秘密参与的量子芯术研发技术、可控核聚变技术市场商用化,乃至是白银机甲的研发项目,避免“q先生”身份的泄露。

……

当然,这也称不上“误导”,秦克明面上确实投入了很大的精力到“向火星进发五年计划”中。

此时他就在自己的办公室里,远程召开着事实上宇宙飞船发动机技术的专题研讨会。

发动机技术是“夏国后羿号火星探测器研究项目”的关键,但实现火星探测器的航速大突破只是初步目标,夏国真正的目标是实现载人宇宙飞船的超高速航行。

探测器与载人宇宙飞船,无论从体积还是载重量来说都不可同日而语。探测器一般也就在400吨至600吨之间,而载人宇宙飞船,尤其是能运载一万名乘客及大量生存、建设物资的大型宇宙飞船,重量则超过1800万吨,两者根本不是同一个数量级的。

其中发动机提供的充沛动能,更是载人宇宙飞船突破大气层、进入太空的重中之重。

目前主流的技术,主要是发动机控制燃料和氧化剂混合燃烧后,向外急速喷出高温高速的气体,以此为反作用力,推动航天器加速进入太空。

但夏国走的技术路线更先进得多。在控制了小型聚核变的应用技术后,夏国就相当于拥有了可以媲美太阳的能源,小型聚核变无论在产生的能量还是成本上,都远远超过了主流的以液氧煤油、液氧液氢、液氧甲烷等氧化剂和燃料为核心的化学燃料组合。

后羿号火星探测器能实现超越当今时代的超高航速,关键就在于实现了小型聚变技术在发动机上的应用。

现在,为了给庞大的宇宙飞船提供更充沛的动力,聚变反应堆的应用要更进一步,实现从“小型化”转化为“中型化集群”,并要尽可能地将能源转换功率提升至85%以上。

哪怕解决了能源的问题,想研发出与之匹配的发动机仍是面对重重困难。

起码要攻克的技术就包括:高效、稳定、长寿命推力室技术,大功率、高效涡轮泵技术,以及发动力的集群技术。

而上述这些技术又涉及到材料学、动力学、热能学、电力学等诸多学科,只有将上述技术难点一一攻克,才可能实现发动机在长时间的高功率运作下,依然有较高寿命裕度的目标。

按正常的科技速度,想达到上述目标,起码要三五十年的研究时间。

幸而夏国有两大优势,足以将这个时间缩短到五年内——这也是“向火星进发五年计划”中“五年”时间的由来。

第一个优势是由宁宗训和纪秀玉担任副总工程师。这对院士夫妻俩早就在二十年多年前,就根据那神秘预言里附带的设计草图,带着庞大的科研团队长期研究“诺亚方舟”式的空中堡垒,对于超大动力发动机技术的持久运转、集群化供能的研究极为深入,而且已能直接投入实践。

第二个优势自然有秦克在。

秦克作为世界最顶尖的全子学科精通的神级物理学家,又拥有SS级黑科技知识《一种适用于进行大规模移民的超高速宇宙飞船设计图全系列》,可以说是对超高速宇宙飞船的所有建造细节了然于胸,当中就包括全新型的次世代动力系统“x108AII”。

这种被命名为“x108AII”次世代的动力系统无论性能功率还是架构的精巧度,都远远超越当今世界航天器主流的“霍尔推进器”系列。可惜的是,夏国在精密制造方面还是逊色于西方,尤其是在材料学方面,还有相当的差距,使得秦克无法直接将“x108AII”制造出来,只能退而求其次,设计出了弱化版的“x108A”动力系统。

别小看这弱化版,采用八个了中型低温聚变反应堆的“x108A”动力系统在各方面依然傲视世界,起码领先于世界十五年。

只是“x108A”动力系统真正建造起来很麻烦,秦克自然没这么多时间全程跟进了,所以具体研制事项,就由岳父岳母来负责。

宁宗训与纪秀玉再次爆发出强大的科研热情,两个工作狂几乎将全部精力都投入到这个让他们惊喜万分的“x108A”动力系统中,利用自己丰富无比的研究经验,想尽法子攻克当今的技术难关,将之从设计图逐步变成了实物,为此,他们一年顶多只回京城探望两个外孙四五次,每次也就两三天的时间。

但哪怕他们再废寝忘食,依然不时会遇到难以解决的“拦路虎”,一卡就是半个月甚至一个月。往往这时,就是秦克登场的时候了。

此时此刻,秦克就在自己的办公室里,手握着可擦写笔,对着视频会议另一端的几百个研究员、高级工程师们讲解着自己的最新思路。

“其实解决复合离子高速喷射带来的热量‘过载效应’,并不是只有我先前设计的‘超导降温片’冷却方案,尤其是当前的材料技术不达标,无法提供足够低成本、足够成品率的超导降温片的情况下。这里我抛砖引玉,先介绍下我这几天重新设计了一个更常规的方案,嗯……为了让大家更好理解,我从一开始的设计思路说起。我的主要思路可以用这十几数学算式来阐述。”

秦克边说边写道:

“F=q0\/4πe0∫Ω1*Ω2*p1(γ1)p2(γ2)\/|γ1-γ2|^3*(γ1-γ2)dΩ1dΩ2……”

他一向认为,数学是描述工程的最好语言,清晰、准确,没任何的拖泥带水。

一边写,他还一边详细地讲解,好让一些数学水平相对不拔尖的研究人员也能充分理解他的思路。

“从这些算式可以看得出来,我主要利用的是电磁效应,和散热道路内壁的铭刻纹路的共同作用而产生的旋转动力,让热气体绕着散热通道循环流转。其中用的就带电体系之间的电荷密度和相互作用力……”

在遥远的荒漠研究基地里,偌大的会议室里黑压压地坐满了人,当中有年轻的新入职研究人员,更不乏白发苍苍的老研究人员。

但他们和宁宗训、纪秀玉一样,都认真地看着大屏幕上那侃侃而谈,从容自信的“年轻男生”。

秦克今年已快34岁了,在这个35岁就算是“职场弃子”的年代,这个年纪实在称不上年轻了。

当然,秦克的相貌与大学时期几乎没什么变化,脸上的笑容温和,目光坚定却不人,让人总会有种错觉——这就是个普通的长得帅气的阳光大男孩——只是在场众人也顶多只是感叹一声“秦院士长得真是年轻”外,就没半分的轻视。

不管是宁宗训、纪秀玉还是那些资深的从业几十年的老工程师老设计师老研究人员,都全神贯注地听着秦克的话,生怕错过一个字,手里的笔更是飞快地做着笔记。

一如往常,秦克的会议很高效率,没什么废话,上来干净利落地提出解决技术难关的方案后,便神色轻松与众人开几句玩笑,勉励一二,然后结束了通话。

接下来就由宁宗训夫妇俩站上讲台,总结一下秦克的方案,重新安排新的任务,以尽快落实秦克刚才提出的解决方案。

时至今日,已没人会怀疑秦克提出的方案能不能解决问题——哪怕不能,那也绝不是秦院士的错,而是他们这些研究人员、工程师无法百分百地贯彻落实——这实在是让他们既感慨又羞愧。

会议结束,年近七旬的孟振礼院士摘下眼镜,揉了揉有些酸涩的眼睛,感叹道:“三天时间,就能提出这样可行性极高的全新解决方案,宁院士、纪院士,你们的这位女婿真是让人不得不心服口服哪。我最佩服的是,他不但学识渊博,思维更是与众不同,既能琢磨出超前的设计方案,也能从平凡处入手,以精巧的构思化腐朽为神奇。就像今天这样的散热方案,轻松就解决了我们头疼不已的热量‘过载效应’。”

纪秀玉微笑道:“也不能太夸他。他今天这个方案也只能用几年,真正要一劳永逸地解决这个问题,还是得努力将他先前提出来的超导降温片造出来,并能大规模商业化。”嘴里这样“谦虚着”,眼里却掩不住的自豪。

哪怕高傲如她,也早对自己女婿这真正的超级天才服气得不行,也引以为豪。她和丈夫“退隐”多年,之所以能轻松地在这个汇聚了全国科研界精英的研究基地里做到“一言九鼎”,很大程度上也是因为有秦克的庞大影响力在。

正说话间,助手匆匆递来了一个电话:“纪院士,有电话找您,是您的家人,似乎是有什么急事。”