放下研究报告,萨斯菲尔德已经完全明白,对于epat而言,或许注定就是要走上液氧甲烷这条不归之路。
暂且先不说未来它成功与否,至少就现在来,章昭是不可能改变这个看似前途渺茫的决定。
抛开是否上马液氧甲烷发动机不谈,单说推进剂本身优劣问题,在火箭复用背景要求下,其实萨斯菲尔德本人还是谨慎地看好甲烷机。
言到:“如果打算走重复使用技术路线来降低发射成本,那横向对比,确实是甲烷燃料最有优势。比冲更高的液氢燃料虽好,但氢脆问题依旧还是个大麻烦;比冲更低的煤油、丙烷则相对容易造成积碳问题,不利于火箭二次复用。”
既然已经是被世界各航天大国专门做过系统化研究的推进剂方案,那甲烷机的性能肯定也不是什么秘密了,“不积碳”、“没有氢脆现象”这些,很多内行人士都清楚。
章昭也没指望靠这些来装逼,要跟萨斯菲尔德科普液氧甲烷的优点,这也完全不现实。
而且话还说回来,如果萨斯菲尔德连这些相对已经算是比较常规的火箭推进剂性能优缺点都不知道,那章昭就真要怀疑nasa的雇员都是什么水准了。
站在专业角度,两人所谈论的话题自然是要符合身份才对。
此刻,萨斯菲尔德所担忧的问题,完全考虑更进一步的性能取舍,只有这才是衡量专业人士和一知半解外行的最佳标准,绝对屡试不爽。
于是嘛,问题继续....
“想过没有,如果真打算采用液氧甲烷发动机,那么从它的性能参数上来看,这玩意儿实际是高不成、低不就。”
既然已经说到了“高不成、低不就”的问题,章昭心里当然也清楚对方在关心什么,因此话不多说,直接把问题全都掰开、揉碎。
反手给出回答:“确实如此,按照刚才你这样说,那我也承认是很有道理。”
说白了,让甲烷机向上对比上面级常用的液氢发动机,实际它在比冲上面就差了一大截,因此从理论上来说,它无法替代液氧液氢发动机的江湖地位;那么向下对比助推器、第一级火箭常用的煤油发动机,这时候虽然是甲烷机的比冲相对煤油机能高出大约5%左右,但在密度比冲数据上却又低了大约17%左右。
所谓密度比冲,一般是除了专业人士之外,普遍都很少会提到该数据。
但是,没提到绝对不是代表它不重要!
恰恰相反,密度比冲概念实际是指“推进剂密度与其比冲的乘积”才对,而该数据通常用于表示单位体积的推进剂在单位时间内产生推力指标。
严格来说,密度比冲是一个等效概念,并不是三言两语能够解释清楚,但如果具体放在工程项目中对比。
其实也很简单,直接上数据对比,情况一目了然。
标准之下对比两种推进剂,取海平面高度、相同的膨胀比、燃烧室压力都取6.8mpa,得到的理论比冲数据分别是煤油294、甲烷303,这大致也符合甲烷比煤油高出5%的理论。与此同时,两种燃料的密度却分别为是:煤油1030、甲烷820。
好了,现在计算密度比冲,就是分别将两种燃料的理论比冲和密度相乘。
结果显而易见:煤油为302820、甲烷为248460,两者之间的数据差距被拉大,这意味着液氧煤油的优势会更加明显。
真正再反映到火箭整体设计上,情况就是在输出同等推力、并维持相同时间的要求下,甲烷火箭需要更大的箭体/储箱来装密度相对小一些的甲烷燃料,由此则会导致火箭的箭体重量增加。
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