他首先解决的,是燃烧稳定性的问题。
传统的火焰稳定器,在这种极端的环境下早已失效。
方宇的解决方案,是设计一种“带有等离子体点火的串联式凹腔火焰稳定器”。
他在燃烧室的壁面上,设计了几个阶梯状的、微小的凹腔。
当高速气流经过时,这些凹腔内会形成小型的、低速的涡流区。燃料被优先喷射到这些涡流区内,形成一个稳定的、持续燃烧的“主火种”。
然后,这个主火种再去引燃流经燃烧室中心的高速气流。
同时,在每个凹腔的后缘,他还设计了一个微型等离子体点火器,它能持续地产生高能电弧,如同一个永远不会熄灭的“打火机”,确保即使主火种发生波动,也能在万分之一秒内被重新点燃。
紧接着,是燃料混合效率的问题。
方宇设计了一种全新的“涡流增强式超声速燃料喷射系统”。
他没有采用传统的壁面喷射,而是在燃烧室的中心,设计了几个流线型的、由特殊耐高温合金制成的支杆。
燃料通过这些支杆上微小的、经过精密计算角度的喷孔,以超声速射入气流。
这种喷射方式,会在气流中主动制造出强烈的、可控的横向涡流,极大地增强了燃料和空气的掺混效果,就像一个高效的“搅拌器”,让燃料在短短一毫秒内,就能实现近乎完美的混合与燃烧。
而对于最关键的、宽域速工作的难题,方宇则拿出了一项足以让全世界都为之震惊的“黑科技”——
基于电活性智能材料的自适应变几何进气道/喷管。
他没有采用传统的、由液压或机械系统驱动的复杂挡板,因为那种结构在高温高压下既笨重又不可靠。
他的设计方案是,将整个进气道的调节壁面和喷管的扩张段,都用一种由北方工业特种材料实验室最新研发出来的“电活性形状记忆高分子复合材料”来制造。
这种神奇的“智能材料”,在施加不同的电压时,其内部的分子结构会发生改变,从而使材料本身产生精确、可控的形变。
当导弹在5马赫飞行时,飞控系统会给材料施加一个特定的电压,让进气道和喷管呈现出最适合5马赫工作的形状。
而当导弹加速到10马赫、15马赫、甚至20马赫时,飞控系统会实时调整电压,让这些“智能材料”如同拥有生命的肌肉一般,平滑地、无级地改变自身的几何形状,始终让发动机保持在
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