第六百四十四章：等离子体火炬
小说：大国院士作者：少一尾的九尾猫字数：4845更新时间 : 2024-01-15 01:39:53
航天基地，常华祥院士捏着手中的文件资料，深吸了口气压下了心头的震撼和复杂的情绪。
一边翻阅着手中超音速绕流难题的证明论文，他一边开口问道：“对于你的研究我并不怀疑，只是”
微微顿了顿，他抬头看向徐川，继续道：“只是，这一份数学理论上的证明，该怎么做才能应用到我们的航天飞机上？”
尽管针对超音速扰流难题，数学界一直都没有什么太大的进展。但眼前这位拿给他的证明论文，常华祥却并不怀疑。
毕竟这位的性格在学术界，或者说至少在数学界是出了名的沉稳。
但凡是他公开出来的论文，几乎全都被证实是正确的。
但然而，现实却并不止理论证明。
在大部分的时候，要将一份理论上的证明成果运用到技术上，用来解决实际的问题和困难，其难度并不亚于理论的证明。
尤其是在数学和物理这两个领域，更是重中之重。
其他的不说，在数学上，七大千禧年难题已经被干掉了四个。从庞加莱猜想到杨-米尔斯存在性和质量间隙难题，每一个千禧年难题背后都对应着各种不同的科学技术领域。
比如纳维-斯托克斯（NS）方程，就对应着流体力学的发展。
而作为一门应用极其广泛的学科，流体力学可谓是涉及到了人们生物的方方面面。
小到一辆电动摩托，大到一架航天飞机，甚至是住宅与高楼大厦，环境保护等各种领域，都有流体力学的应用。
但然而NS方程证明到现在也已经有两年多的时间了，流体力学依旧没能迎来一个跳跃式的发展。
原因很简单，尖端领域的理论数学，要转变成实际科学技术，难度太大太了。
其他的不说，这两年的时间过去，应用流体力学领域的专家学者，能完全弄懂那篇证明论文的人恐怕都没多少，更别提应用了。
这还是较为接近实际技术的NS方程，如果是物理，那就更没得说了。
那些顶尖的理论物理成果，恐怕等上两三个世纪都不一定能应用上。
当然，这并不意味着理论不重要。
就像NS方程，它的证明将为流体力学带来一条通天的开阔大道，只不过目前人们还在攀登这条路而已。
所以对于如何将这份超音速绕流难题的理论论文转化成现实科技，常华祥心里依旧保持着怀疑的态度。
听到这个问题，徐川笑了笑，开口道：“如果没法做到的话，今天我也不会过来找你了。”
顿了顿，他接着道：“在你手上证明论文的下面，就有我整理出来的思路，你可以先看看，或许那个更好理解一些。”
闻言，常华祥迅速伸手翻开了那叠文件，朝着文件上的内容看了两眼，脸上的表情有些动容。
“这是.激波锥+等离子火炬.？”
徐川点了点头，开口道：“没错，这就是根据超音速扰流理论和激波锥理论而衍生出来的方法，等离子体火炬主动激发技术。”
“在亨利·艾伦的研究成果中，航天飞机的头部应该是钝形而非尖锐的，这样可以在头部制造出一个宽大和强烈的激波，用于降低航天飞机再入大气层时的热障问题。”
“而根据计算，钝头锥体的气动减速率和具体形状无法，其气动加热速率和热负荷与尖锐椎体相当。不同的是，尖锐椎体的边界层很薄，无法像钝形椎体一样形成宽敞强烈的保护激波，也就起不到隔热作用。”
“但是在等离子体状态下，这一效应却是可以利用起来的。”
“航天飞机或航天器在返程再入大气层的时候，其激波锥的外沿高达五六千摄氏度，这个温度下，接触到的空气都已经等离子体化了。”
“利用这一特性和超流速扰流理论，在航天飞机的头部处延伸出椎体，通过提前释放等离子体，可以在舰首头部更远的位置提前形成高温激波锥，让航天飞机相对的远离高温，处于较为‘阴凉’的尾流区域内。”
听着徐川的话，常华祥不禁有些动容，他忍不住咽了口唾沫，快速的开口补充道：“这样一来，其再入过程中热障问题对于航天飞机表面的隔热瓦压力就能得到极大的缓解。”
徐川笑着点了点头，道：“没错，利用等离子体火炬将航天飞机艏部处的激波锥尽量往前推，并且可以通过控制等离子体火炬释放的范围，来调节激波锥的范围大小，能更好的为航天飞机本身进行防护。”
认真的思索了一下，常华祥院士点了点头，开口道：“卓绝的想法，如果能做到，或许并不仅仅只适用于航天飞机。”
思忖了一下，他接着道：“只是，该怎么做才能航天飞机的艏部形成这样的等离子体火炬？”
按照这个想法，通过等离子体火炬提前点燃激波锥，理论上来说的确可以极大的降低航天飞机高速飞行时的表面温度。
而且，通过提前点燃扩散激波锥，可以进一步的将航天器或飞行器的艏部设计成尖锐的形状，并不一定要保持钝形。
这样一来，飞行器在大气层中航行时所遭受的空气阻力会极大的降低。
而空气阻力降低，同样的推力自然可以让飞行器飞的更快。
理论上来说，这一套优化方案不仅仅可以应用在航天飞机上用于解决再入大气层时的热障问题，还可以用于战斗机上，用于提升战斗机飞行的速度。
只不过要做到形成足够强大的等离子体火炬，提前点燃激波锥，并控制范围大小，其难度也相当的大。
目前的等离子体激发技术，一般都是通过给物质施加能量，使其成为等离子体，并通过激发等离子体中的原子或分子的能级跃迁，进行物质性质的研究。
其常用手段一般包括有电子束激发、激光激发和等离子体束激发等等。
但问题在于这些手段激发出来的等离子体基本都是用于科学研究的，用于航天飞机艏部形成激波锥强度肯定不够。
听到这个问题，徐川笑了笑，开口道：“这并不难。”
“嗯？”
听到声音，常华祥院士从思忖中回过神来，一脸诧奇的看向徐川，开口问道：“怎么说？”
徐川笑着说道：“你进入误区了，在航天飞机艏部激发等离子体并不需要太多额外的技术。”
“空天发动机本身就是最强大的等离子体制造设备，我们只需要对电离加速场进行一定程度的改进，将一部分的等离子体引导到航天飞机的艏部，再激发出去就足够了。”
听着徐川的陈述，常华祥恍然明白了过来，笑着道：“原来你早就已经想好了。”
“理论上来说这种方式应该是可行的，不过引导空天发动机的等离子体去制造激波锥会不会对航天飞机的推力造成影响这些还需要考虑。”
微微顿了顿，他接着道：“我会找翁筠宗那边沟通的，也会组织人员进行可行性论证和设计。不过在登月之前完成这项工作，大概来不及了。”
徐川笑着说道：“这个没事，这项设计可以当做航天飞机后续的优化方案，载人登月能否用得上并不是那么的紧急。”
常华祥点点头，认真的说道：“嗯，放心吧，我这边会尽全力将其设计制造出来的。”
徐川点了点头，道：“那相关的工作，就麻烦你了。”
常华祥摆摆手，笑着道：“这算什么麻烦，真正的麻烦你都已经解决掉了，剩下的这点工作，随便换个人来都可以。”
徐川笑了笑，刚想说些什么，就想起了另一件事，话音一转，开口问道：“对了，常院士，关于载人航天相关的首航怎么样了？”
虽然说超音速扰流难题的研究相当顺利，但也不是一天就完成了的工作。
事实上，解决这个难题，他花费了整整一个周的时间。
而这期间，航天基地那边的航天活动一直在进行，他错过了星海号首次的载人航天活动。
听到这个问题，常华祥笑着开口道：“航天基地这边已经顺利的进行了最后一次无人航飞和首次载人航天活动，一切都相当的顺利，后续将按照计划启动载人登月工程。”
作为星海研究院航天工程的技术总监，对于每一次航行和相关的整体情况他自然再熟悉不过。
星海号的成功，不仅仅是他的荣耀，也是华国的荣耀，更是他们在航天领域上的全新巅峰！
星海号，承担起了华国航天领域新时代新发展的重担！
办公室中，两人聊了一会，在徐川临走前，常华祥突然想起了什么，喊住了徐川：“对了徐院士，前段时间报告给你的，关于载人登月工程开展的具体日期，你这边确定了日期吗？”
关于星海研究院和星海号的所有的航天规划，其实都是他做的。不过涉及到首次载人登月的安排，他不会越俎代庖的去处理。
毕竟在名义上，徐川才是星海研究院载人航天与探月工程的总负责人。他没有发话，整个研究院所和航天基地谁敢敲定这份时间将其送报上去？
听到这事，徐川顿时就拍了下脑袋，懊恼的开口道：“我给这件事忘了。”
闻言，常华祥懵了一下，愣愣的看着徐川，有些没料到这个回答。
关于载人登月工程的规划，在星海号的首航成功后，星海研究院这边早就已经和航天局确定下来了，就在六月份。
提前确定一个大致的时间，是因为这次载人登月是华国的首次，星海研究所这边需要和其他配合登月工程的参与方讨论并制定具体的发射方案，并且协调准备具体的发射工作。
不过大致的时间确定了，但具体的日期却还没有定。
毕竟具体的情况需要等近地轨道的载人航天完成后才能知道，也才能确定下来。
而在大约一周前，在徐川研究超音速扰流难题的时候，星海号的首次载人航天完成了。在经过后续检查工作后，确认一切顺利后，载人登月工程的日期规划也提上了旅程，相关的工作报告也传递给了徐川。
虽然等了一周也没等到徐川的回复，不过大伙也没在意。
毕竟载人登月这种重要的事情，多思考商议一下也很正常。
不过让常华祥没想到的是，他居然将这种重要的事情.忘了？？？
深吸了口气，他开口提醒道：“载人登月工程很早之前我们已经和航天局以及上面沟通过了，按照当时的进展和情况进行分析，登月时间初步选择放在六月份，具体的时间等星海号近地轨道载人航天完成后在确定。”
“而这件事在上周就已经汇报给你了.”
顿了顿，他抬头看向徐川，轻叹了口气道：“如果还没敲定的话？要不咱现在开个小会商议一下？”
一开始的时候，他以为徐川过来就是为了商议载人登月日期这件事的，没想到后面弄出来了个超音速扰流理论，以至于他都差点忘了。
好在还有时间，现在商议确定也还来得及。要是拖到了六月份，那就真的坑爹了。
当然，没人催促徐川的原因也和星海号航天飞机的性能，以及登月对于航天窗口期的要求不大有关系。
和登火不一样，登火有着严苛的窗口期要求，但登月的窗口期限制没登火那么严重。
尤其是在星海号号有着更多的自主修正轨道能力的情况下，这个窗口期限制更被无限缩小了。
以电推进系统的能力，哪怕是地月距离最远的时期，也不会影响到星海号的登月安排。
如果是传统的载人航天模式，航天局和航天基地这边早就急上天了，哪里还能让徐川安心的研究自己的东西。
所以大家一直都在等徐川的回复。
结果让人没想到的是，这么重要的事情.这位直接给忘了.
这种离谱的事情，说出去恐怕都没多少人会相信。
毕竟这可是华国的首次载人登月工程，全国人民都在等着呢！！！
这种事情，常华祥也只能用‘川神’在研究超音速扰流这种学术上的难题，而无暇理会凡人的工作来安慰自己了。
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一边翻阅着手中超音速绕流难题的证明论文，他一边开口问道：“对于你的研究我并不怀疑，只是”
微微顿了顿，他抬头看向徐川，继续道：“只是，这一份数学理论上的证明，该怎么做才能应用到我们的航天飞机上？”
尽管针对超音速扰流难题，数学界一直都没有什么太大的进展。但眼前这位拿给他的证明论文，常华祥却并不怀疑。
毕竟这位的性格在学术界，或者说至少在数学界是出了名的沉稳。
但凡是他公开出来的论文，几乎全都被证实是正确的。
但然而，现实却并不止理论证明。
在大部分的时候，要将一份理论上的证明成果运用到技术上，用来解决实际的问题和困难，其难度并不亚于理论的证明。
尤其是在数学和物理这两个领域，更是重中之重。
其他的不说，在数学上，七大千禧年难题已经被干掉了四个。从庞加莱猜想到杨-米尔斯存在性和质量间隙难题，每一个千禧年难题背后都对应着各种不同的科学技术领域。
比如纳维-斯托克斯（NS）方程，就对应着流体力学的发展。
而作为一门应用极其广泛的学科，流体力学可谓是涉及到了人们生物的方方面面。
小到一辆电动摩托，大到一架航天飞机，甚至是住宅与高楼大厦，环境保护等各种领域，都有流体力学的应用。
但然而NS方程证明到现在也已经有两年多的时间了，流体力学依旧没能迎来一个跳跃式的发展。
原因很简单，尖端领域的理论数学，要转变成实际科学技术，难度太大太了。
其他的不说，这两年的时间过去，应用流体力学领域的专家学者，能完全弄懂那篇证明论文的人恐怕都没多少，更别提应用了。
这还是较为接近实际技术的NS方程，如果是物理，那就更没得说了。
那些顶尖的理论物理成果，恐怕等上两三个世纪都不一定能应用上。
当然，这并不意味着理论不重要。
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所以对于如何将这份超音速绕流难题的理论论文转化成现实科技，常华祥心里依旧保持着怀疑的态度。
听到这个问题，徐川笑了笑，开口道：“如果没法做到的话，今天我也不会过来找你了。”
顿了顿，他接着道：“在你手上证明论文的下面，就有我整理出来的思路，你可以先看看，或许那个更好理解一些。”
闻言，常华祥迅速伸手翻开了那叠文件，朝着文件上的内容看了两眼，脸上的表情有些动容。
“这是.激波锥+等离子火炬.？”
徐川点了点头，开口道：“没错，这就是根据超音速扰流理论和激波锥理论而衍生出来的方法，等离子体火炬主动激发技术。”
“在亨利·艾伦的研究成果中，航天飞机的头部应该是钝形而非尖锐的，这样可以在头部制造出一个宽大和强烈的激波，用于降低航天飞机再入大气层时的热障问题。”
“而根据计算，钝头锥体的气动减速率和具体形状无法，其气动加热速率和热负荷与尖锐椎体相当。不同的是，尖锐椎体的边界层很薄，无法像钝形椎体一样形成宽敞强烈的保护激波，也就起不到隔热作用。”
“但是在等离子体状态下，这一效应却是可以利用起来的。”
“航天飞机或航天器在返程再入大气层的时候，其激波锥的外沿高达五六千摄氏度，这个温度下，接触到的空气都已经等离子体化了。”
“利用这一特性和超流速扰流理论，在航天飞机的头部处延伸出椎体，通过提前释放等离子体，可以在舰首头部更远的位置提前形成高温激波锥，让航天飞机相对的远离高温，处于较为‘阴凉’的尾流区域内。”
听着徐川的话，常华祥不禁有些动容，他忍不住咽了口唾沫，快速的开口补充道：“这样一来，其再入过程中热障问题对于航天飞机表面的隔热瓦压力就能得到极大的缓解。”
徐川笑着点了点头，道：“没错，利用等离子体火炬将航天飞机艏部处的激波锥尽量往前推，并且可以通过控制等离子体火炬释放的范围，来调节激波锥的范围大小，能更好的为航天飞机本身进行防护。”
认真的思索了一下，常华祥院士点了点头，开口道：“卓绝的想法，如果能做到，或许并不仅仅只适用于航天飞机。”
思忖了一下，他接着道：“只是，该怎么做才能航天飞机的艏部形成这样的等离子体火炬？”
按照这个想法，通过等离子体火炬提前点燃激波锥，理论上来说的确可以极大的降低航天飞机高速飞行时的表面温度。
而且，通过提前点燃扩散激波锥，可以进一步的将航天器或飞行器的艏部设计成尖锐的形状，并不一定要保持钝形。
这样一来，飞行器在大气层中航行时所遭受的空气阻力会极大的降低。
而空气阻力降低，同样的推力自然可以让飞行器飞的更快。
理论上来说，这一套优化方案不仅仅可以应用在航天飞机上用于解决再入大气层时的热障问题，还可以用于战斗机上，用于提升战斗机飞行的速度。
只不过要做到形成足够强大的等离子体火炬，提前点燃激波锥，并控制范围大小，其难度也相当的大。
目前的等离子体激发技术，一般都是通过给物质施加能量，使其成为等离子体，并通过激发等离子体中的原子或分子的能级跃迁，进行物质性质的研究。
其常用手段一般包括有电子束激发、激光激发和等离子体束激发等等。
但问题在于这些手段激发出来的等离子体基本都是用于科学研究的，用于航天飞机艏部形成激波锥强度肯定不够。
听到这个问题，徐川笑了笑，开口道：“这并不难。”
“嗯？”
听到声音，常华祥院士从思忖中回过神来，一脸诧奇的看向徐川，开口问道：“怎么说？”
徐川笑着说道：“你进入误区了，在航天飞机艏部激发等离子体并不需要太多额外的技术。”
“空天发动机本身就是最强大的等离子体制造设备，我们只需要对电离加速场进行一定程度的改进，将一部分的等离子体引导到航天飞机的艏部，再激发出去就足够了。”
听着徐川的陈述，常华祥恍然明白了过来，笑着道：“原来你早就已经想好了。”
“理论上来说这种方式应该是可行的，不过引导空天发动机的等离子体去制造激波锥会不会对航天飞机的推力造成影响这些还需要考虑。”
微微顿了顿，他接着道：“我会找翁筠宗那边沟通的，也会组织人员进行可行性论证和设计。不过在登月之前完成这项工作，大概来不及了。”
徐川笑着说道：“这个没事，这项设计可以当做航天飞机后续的优化方案，载人登月能否用得上并不是那么的紧急。”
常华祥点点头，认真的说道：“嗯，放心吧，我这边会尽全力将其设计制造出来的。”
徐川点了点头，道：“那相关的工作，就麻烦你了。”
常华祥摆摆手，笑着道：“这算什么麻烦，真正的麻烦你都已经解决掉了，剩下的这点工作，随便换个人来都可以。”
徐川笑了笑，刚想说些什么，就想起了另一件事，话音一转，开口问道：“对了，常院士，关于载人航天相关的首航怎么样了？”
虽然说超音速扰流难题的研究相当顺利，但也不是一天就完成了的工作。
事实上，解决这个难题，他花费了整整一个周的时间。
而这期间，航天基地那边的航天活动一直在进行，他错过了星海号首次的载人航天活动。
听到这个问题，常华祥笑着开口道：“航天基地这边已经顺利的进行了最后一次无人航飞和首次载人航天活动，一切都相当的顺利，后续将按照计划启动载人登月工程。”
作为星海研究院航天工程的技术总监，对于每一次航行和相关的整体情况他自然再熟悉不过。
星海号的成功，不仅仅是他的荣耀，也是华国的荣耀，更是他们在航天领域上的全新巅峰！
星海号，承担起了华国航天领域新时代新发展的重担！
办公室中，两人聊了一会，在徐川临走前，常华祥突然想起了什么，喊住了徐川：“对了徐院士，前段时间报告给你的，关于载人登月工程开展的具体日期，你这边确定了日期吗？”
关于星海研究院和星海号的所有的航天规划，其实都是他做的。不过涉及到首次载人登月的安排，他不会越俎代庖的去处理。
毕竟在名义上，徐川才是星海研究院载人航天与探月工程的总负责人。他没有发话，整个研究院所和航天基地谁敢敲定这份时间将其送报上去？
听到这事，徐川顿时就拍了下脑袋，懊恼的开口道：“我给这件事忘了。”
闻言，常华祥懵了一下，愣愣的看着徐川，有些没料到这个回答。
关于载人登月工程的规划，在星海号的首航成功后，星海研究院这边早就已经和航天局确定下来了，就在六月份。
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而在大约一周前，在徐川研究超音速扰流难题的时候，星海号的首次载人航天完成了。在经过后续检查工作后，确认一切顺利后，载人登月工程的日期规划也提上了旅程，相关的工作报告也传递给了徐川。
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毕竟载人登月这种重要的事情，多思考商议一下也很正常。
不过让常华祥没想到的是，他居然将这种重要的事情.忘了？？？
深吸了口气，他开口提醒道：“载人登月工程很早之前我们已经和航天局以及上面沟通过了，按照当时的进展和情况进行分析，登月时间初步选择放在六月份，具体的时间等星海号近地轨道载人航天完成后在确定。”
“而这件事在上周就已经汇报给你了.”
顿了顿，他抬头看向徐川，轻叹了口气道：“如果还没敲定的话？要不咱现在开个小会商议一下？”
一开始的时候，他以为徐川过来就是为了商议载人登月日期这件事的，没想到后面弄出来了个超音速扰流理论，以至于他都差点忘了。
好在还有时间，现在商议确定也还来得及。要是拖到了六月份，那就真的坑爹了。
当然，没人催促徐川的原因也和星海号航天飞机的性能，以及登月对于航天窗口期的要求不大有关系。
和登火不一样，登火有着严苛的窗口期要求，但登月的窗口期限制没登火那么严重。
尤其是在星海号号有着更多的自主修正轨道能力的情况下，这个窗口期限制更被无限缩小了。
以电推进系统的能力，哪怕是地月距离最远的时期，也不会影响到星海号的登月安排。
如果是传统的载人航天模式，航天局和航天基地这边早就急上天了，哪里还能让徐川安心的研究自己的东西。
所以大家一直都在等徐川的回复。
结果让人没想到的是，这么重要的事情.这位直接给忘了.
这种离谱的事情，说出去恐怕都没多少人会相信。
毕竟这可是华国的首次载人登月工程，全国人民都在等着呢！！！
这种事情，常华祥也只能用‘川神’在研究超音速扰流这种学术上的难题，而无暇理会凡人的工作来安慰自己了。
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