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第106章 抵达基地,火箭的Pogo振动问题!

    第106章 抵达基地,火箭的pogo振动问题!
    “航天二院出问题了?”
    “具体怎么回事?”
    等盛振华说完以后,谭友铭忍不住疑惑问道。
    盛振华道,“好像是大型火箭试射的问题,具体我也不清楚,杜斌教授就是让我们过去。”
    他问向张硕,“你没接到电话?”
    张硕摇了摇头,下意识扫了一下手机,就发现有个未知的电话打过来。
    电话接通,就听对面问道,“是张硕教授吗?”
    “我是张硕,你好。”
    “我是航天二院动力组的杜斌,你还记得吗?我们在苏东大学见过。”
    杜斌继续道,“我打电话过来是想邀请你来一趟航天二院,我们遇到了一点儿问题,急需计算数学、动力学领域方面的专家。”
    “什么时候?”张硕问道。
    “越快越好!”
    张硕又和杜斌说了几句,放下了电话对盛振华道,“看起来,杜教授还是真是挺着急……”
    “那就走吧!”
    去航天二院的不只是盛振华,还有科工所的邓强,再包括张硕一行总计三个人。
    他们去的不是航天二院的研究院,而是一个火箭发射基地附近的科研基地。
    三个人飞去了西京。
    路上,盛振华也说了起来,“我估计,应该是火箭试射发生了什么问题。”
    他对张硕道,“我和邓强是参与喷射动力计算模拟的工作,你可能会去到动力组,杜斌就是航天二院动力组的负责人。”
    张硕没有参与过这种工作,他疑惑问道,“去动力组,要分配一些计算工作?”
    “可能是吧。”盛振华说完补充一句,“只是猜测,我也没遇到过这种情况。”
    航班飞到了西京。
    在走出西京机场后,他们就坐上了航天二院派来接人的汽车,随后用了两個小时才抵达了目的地。
    这是一个距离火箭发射基地很近的科研基地,从外面看起来像是一个很空旷的工厂,汽车进了基地正门,又行驶了有两、三公里,才见到了几个办公楼。
    车子停在了一座办公楼的正门。
    张硕和盛振华、邓强走下车,等了不久就见到杜斌走了出来。
    杜斌带着三人进了办公楼,一路也介绍起情况,“前几天,我们进行了大型运载火箭的试射,发现了严重的pogo振动问题。”
    “其严重程度已经达到,可能会直接影响火箭到高空正常分离的程度。”
    “专家组研判认为可以试着调整喷口结构,但也不确定,火箭的pogo振动是世界航天难题,大型运载火箭构造太复杂,谁也无法得出准确结论。”
    杜斌简单一说,张硕就明白过来。
    pogo振动!
    在卫星发射中心现场近距离看过火箭发射,就会有一个共同的感受,那就是当火箭点火的一瞬间,方圆几百米之内的地面都会发生强烈的震动。
    这是站在地面的感受。
    震动反应到火箭上就是pogo振动,也就是会让火箭整体上出现剧烈颤抖现象。
    pogo振动引发的原因谁也不能确定,但专业领域认为是每个发动机的脉动推力很难保持稳定,导致箭体结构与推进系统动力学特性耦合,而产生了纵向不稳定振动。
    其内在原因是输送管路内推进剂的压力波动引起发动机推力脉动,导致箭体结构振动,进而加剧管路内压力波动,形成正反馈回路引起结构振动放大。
    pogo振动是个大问题。
    pogo振动比较严重,就极有可能导致发射失败。
    即便震动不严重,对火箭结构不会造成威胁,但火箭上的仪器、设备以及航天员的生命安全都会受到威胁。
    现在就是严重的情况。
    杜斌说已经严重到可能会影响火箭的高空分离,也就会直接导致发射任务失败。
    在进行故障研判以后,他们找了一大堆的计算数学、动力学的专家,来专门对于火箭发动机推力的动力平衡问题进行计算研究,看看是不是能通过改善喷口结构,来减小pogo振动的问题。
    减小,不是解决。
    pogo振动,必定是存在的,并不是说改善了喷口就完全解决了问题。
    大型的运载火箭的构造实在太复杂了。
    火箭上已经安装了变能蓄压装置,就是专门针对pogo振动的解决方案,但显然效果并不好。
    杜斌简单说完以后,就一路带着张硕去了动力组。
    盛振华猜的还是挺准的,杜斌邀请张硕就是想让他来动力组,帮忙做一些复杂的计算工作。
    航天二院的专家组研判认为,对火箭的喷口结构进行调整改善,可能会对降低pogo振动有帮助,而想对火箭喷口进行调整就需要大量的动力学计算。
    一个是保证喷口结构,不影响发动机提供的推力。
    第二就是最大化实现各方向的稳定,而且是在各个发动机可能存在脉动推力不稳定的情况下,通过喷口结构的调整来尽可能的实现稳定。
    动力组是一个区域,占据一个楼层的一半儿,每个办公室里都有人在认真工作。
    杜斌带着张硕去了倒数第二间办公室,把里面的人喊了出来,“周兵!”一个戴着圆框眼镜,看起来有些虚胖的中年人从里面走出来。
    杜斌帮着介绍了一下,就把张硕分配给了周兵。
    周兵则带着张硕进了办公室,还一边说着,“张硕教授,久仰大名啊,你还真是年轻啊。”
    “过奖。”
    办公室里有三个人,他们也简单做了下介绍,有人看见张硕也感到很新奇,但还是继续忙着手头的工作。
    周兵直接说道,“我们的组已经忙不过来了,你就真是及时雨,我就直奔主题了。”
    他说的拿出了一张纸,上面有一大堆写好的列式方程,“这些计算问题都是分给我们的,你看着做,一定要保证精度。”
    他说的轻呼了一口气。
    动力组要解决综合性的问题,会把大量的计算分配到下面的小组。
    之前他们组少了一个人,分的工作却不少。
    现在多了一个张硕,据说计算数学水平不错,发表过相关的顶刊论文,但计算能力上也不确定,不管怎么说,多一个人总是好的。
    张硕找了个空置的办公桌坐下来,也顺手打开了电脑,就开始看起了纸上的内容。
    简单来说,就是一大堆复杂方程。
    这些方程有一个统一的特点,就是具有严重非线性的特征,要么就是非常的复杂。
    其中还有一个是流体力学方程组。
    张硕看看都感觉有些头疼,类似的方程或方程组都需要用数值法去计算,要求还是尽量精准,也怪不得要找很多计算数学的专家过来。
    他用力按了脑门,也只能硬着头皮开始了工作。
    在正式进入工作之前,先利用系统建立一个任务——
    【任务一】
    【研究项目名称:偏微分方程数值求解(难度评估:e)。】
    (任务可提升至c级。)
    【进度:0.301%。】
    (任务可取消,目前,取消任务需要科研币数量:0。)
    (剩余进度需要科研币数量:1。)
    “一个题,一个科研币?”
    张硕都有心直接氪币完成,想想还是太奢侈,决定消耗科研币辅助提升状态。
    【科研币-1】
    正式进入工作状态!
    偏微分方程的数值求解,并不是依靠手动计算,还是需要电脑软件进行辅助。
    一般都是先用电脑辅助进行离散变换,再根据结果去找方法进行数值代入,中途还需要电脑进行计算分析。
    张硕看着题目感觉头疼,实际上,对他来说并不复杂,有科研币效果的辅助,再加上任务系统的方向修正,配合使用计算机,大概用了五分钟时间就完成了一个方程的计算,验算结果也是比较精准的。
    然后,他继续建立任务,继续进行计算。
    大概了半个多小时,纸上的方程内容就已经全部计算完毕了。
    这时候,张硕也有时间思考起pogo振动的问题。
    火箭发射的pogo振动,是航天领域的世界难题,国外对pogo振动的研究,已经有了七八十年的历史,国内也研究了超过五十年时间。
    pogo振动,一般都是碰到问题、解决问题。
    有一些学者也会专门去研究pogo振动的理论,比如,罗宾-布朗,他一辈子都在和pogo振动打交道,也是pogo振动研究的创始人。
    但是,罗宾-布朗研究的一些理论以及针对pogo振动问题所采用的应对方式,依旧只限于几种类型的火箭。
    比如,他早期的研究只针对串联火箭。
    后来火箭变得越来越复杂,他提出利用状态空间法来描述pogo振动,通过求解状态空间的特征值获得pogo振动稳定性的判据。
    这些理论很难用于实践中。
    火箭技术是一直在发展的,而且伴随着运载需求的增大,火箭就变得越来越复杂。
    同时,火箭成本也是越来越高。
    大型的运载火箭,制造成本达到上亿美元都是很正常的,设计制造出来以后,内部就不太可能进行大的调整,也就是说不能从里面去解决pogo振动问题。
    专家组是考虑通过调整喷口结构,来一定程度上降低pogo振动问题。
    张硕则是在考虑另一个问题,“pogo振动,和发动机喷射稳定性有关,但也是多方面原因造成的。”
    “针对这次的试射实验,是不是能单一从喷射动力方面,找到产生pogo振动的原因?”
    他思考着建了个任务——
    【任务一】
    【研究项目名称:试射实验中喷射动力引发pogo振动问题研究(难度评估:b)。】
    【进度:0.003%。】
    (任务可取消,目前,取消任务需要科研币数量:0。)
    (剩余进度需要科研币数量:200。)
    “200币的b级任务?”
    “还不算高。”
    张硕思考着,“看来,需要找一些火箭的发动机性能以及动力方面的数据,否则不可能完成研究。”
    (本章完)


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