首页

速读谷

菜单

林燃点头道:「是的,他们把公差控制在0.025毫米以内,任何偏差都可能导致燃烧不均匀。

我们现在有更先进的设备,可以用类似的高精度钻床,并配备大型影像仪进行逐孔检查。」

张小强指示手下工程师记录:「明白,我们有数控钻床,会按原始公差设置。」

林燃接着说道:「很好。喷射器板的材料是304不锈钢,喷孔内衬铜以防止高温侵蚀。

铜衬的加工需要电火花加工,确保内壁光滑。

然后是最关键的问题,燃烧不稳定性。」

林燃切换到喷射器板截面图:

「在原始设计中,F-1早期测试,燃烧室出现4至24千赫兹的压力振荡,1961年一次测试甚至烧毁了发动机。

NASA他们通过焊接13个铜质挡板解决,用AMS 4777镍基钎料在1093℃真空钎焊。

最终解决方案是在喷射器板上焊接铜质挡板,形成13个隔舱,包含2个环形挡板和12个径向挡板。

这些挡板改变燃烧室的声学特性,抑制了横向和切向振荡。」

张小强抓住了问题的关键点:「挡板是怎幺制造和焊接的?」

林燃回答道:「挡板也是铜制的,通过真空钎焊固定在喷射器板上。

挡板厚度2厘米,需用电火花加工确保表面光滑。焊接前,接触面必须无氧化物,X射线检测焊缝完整性。」

张小强接着问道:「燃烧室呢?我们知道F-1的再生冷却系统很复杂。」

林燃切换到燃烧室模型:「是的,燃烧室由数百根Inconel-X750合金管组成,纵向排列并真空钎焊成一体。

RP-1燃料通过这些管子流动,冷却燃烧室壁后再注入喷射器。

管子的壁厚约0.5毫米,钎焊时需精确控制温度,避免材料过热。」

Inconel-X750合金是一种可通过添加铝和钛进行沉淀硬化的镍-铬合金,在大约700度的高温条件下有很高的抗蠕变断裂强度。

这种合金常被用于核反应堆、火箭发动机和飞机结构等领域。

张小平听说后皱眉道:「钎焊工艺我们有经验,但Inconel-X750现在不好找。

可以用其他合金替代吗?」

倒不是说Inconel-X750华国造不了,而是说这种合金需求有限导致产量有限,你复刻意味着需求量很大,想要短时间内提供足够的供应比较困难。

林燃摇头道:「为了复刻,必须用Inconel-X750,它的耐高温和抗腐蚀性能经过验证。

如果找不到,我们再考虑Inconel 718,但需额外测试以确保热膨胀系数匹配。」

(因科耐尔合金(Inconel)系列)

林燃继续说道:「接下来是涡轮泵。F-1的涡轮泵需输送每秒约2.7吨RP-1和4.7吨液氧。

涡轮由燃气发生器驱动,材料是高强度不锈钢,叶轮用铝合金以减轻重量。

叶轮的加工精度要求非常高。

因为叶轮的动平衡需控制在0.1克毫米以内,否则高速旋转会引发振动。

1960年代的时候我们,不,NASA使用手动平衡机逐个校准,我们可以用现代设备,但流程要一致。」

林燃这个我们不算突兀。

张小强点头道:「好的,林教授,我们继续下一个话题,J-2发动机。

它的喷射器设计有什幺特别之处?」

林燃切换到J-2模型:「J-2使用同轴喷射器,液氢和液氧通过同心管注入,液氢在外,液氧在内。

这种设计促进了高效混合,比冲达到428秒。早期设计用铜质喷射器,但因不均匀受热熔化,导致绿色排气。

后来他们改用基于RL10的同轴设计,解决了问题。」

张小强问道:「喷射器的材料和加工呢?」

林燃:「喷射器主体是不锈钢,喷嘴部分用铜合金。

喷孔数量比F-1少,但每个喷孔的同心度要求极高,同样需用精密车床加工并逐个检查。」

张小强:「液氢的低温处理是个挑战,涡轮泵怎幺应对?」

林燃:「J-2的燃料涡轮泵在-253℃下运行,需使用Inconel或316不锈钢制造叶轮和壳体。

密封采用迷宫式密封,减少泄漏。轴承润滑系统用液氢冷却,避免冻结。」

张小强问:「测试方面,F-1和J-2是怎幺验证的?」

林燃:「F-1每次组装后都要进行静态点火测试,持续时间与飞行时间相当,约150秒。

监测参数包括推力、燃烧室压力、温度和振动。

J-2因是上级发动机,需在真空室进行高空模拟测试,验证在低压环境下的性能。」

林燃提的测试方法很常规,张小强听完后只不过再次确定了对方是真懂,他问道「质量控制呢?有什幺特别的检查方法?」

林燃:「每个部件都要经过非破坏性检测。

喷射器板用X射线检查焊缝,燃烧室用超声波检测裂纹,涡轮泵用染料渗透法检查表面缺陷。

每台发动机组装后,还要进行全系统压力测试。」

王强:「如果材料短缺,比如Inconel-X750,我们该怎幺办?」

林燃:「尽量找到最接近的替代品,比如Inconel 718,但必须进行热力学和机械性能测试,确保与原设计一致。

任何变化都需要额外验证。

上一页目录下一页

相关小说全部