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《航天霸主》第一百零三章:沒有懸念!
    沒錯,推進系統工程部“推翻”了之前章昭給的二十台發動機外圈並聯方案。

  現在多增加一台發動機,正好安裝在二十台並聯發動機組的圓心處,雖然起飛階段不會用這台發動機,但降落階段的最後一次推力調節需要用到,而且還必不可少。

  好在這也並非什麽大問題,長短就是多一台發動機而已,對於N-max計劃來說,問題也不大。

  關於發動機數量增加,現在都已經是得到了大家的共識,目前問題焦點主要還是體現在鋰電池的安全和性能之爭上面。

  火箭減重固然重要,然而作為多年以來一直從事載人航天的老手,漢斯.毛奇對N-max卻有更多考慮。

  在得到章昭授權之後,毛奇直接將大屏投影儀的管理權對接到自己電腦上,將演示文稿找出來,再投到正面大屏幕上。

  根據自己的專業知識和理論,毛奇不斷解釋著各種情況。

  “N-max計劃的目標是將乘員艙發射到100千米高的卡門線之上,那作為單級入軌火箭,整個情況其實就跟之前的電子號完全不一樣了,因為電子號屬於兩級探空火箭,起飛級飛行高度只有62km,發動機工作時間甚至不到120秒,這種情況下,我們確實需要高倍率放電的電池來趕時間。”

  再看現場眾人,幾乎都還感覺是雲裡霧裡,但毛奇卻沒有過多等待。

  直接說下一步情況:“作為商業載人航天項目,我們這次難道就僅僅只是為了參加大賽,等比賽結束之後,所有項目成果就束之高閣嗎?”

  不,這顯然不可能!

  至少毛奇領導下的載人航天飛船工程部還額外有一些想法,建議到:“既然是要做載人航天,那我們就必須要考慮到飛行人員的身體因素,畢竟我們沒有高素質的專業航天員,所以只能盡可能降低飛行過載,因此在火箭飛行速度這個問題上,我部門一致認為最好不要超過3馬赫以上。”

  如果不超過3馬赫的話,那這說法好像還真有一點兒道理,而章昭對此則深以為然。

  緊接著,又還添言一句:“我反正是覺得很有道理,如果飛行速度不超過3馬赫,那我們就可以選用戰鬥機飛行員來試飛N-max,他們的身體素質是完全能夠適應,作為商業航天而言,這已經是最佳選擇。”

  而另一邊,隨著3馬赫這個紅線被劃定,很多問題也就迎刃而解!

  3馬赫。

  換算成大氣層內飛行速度,大概就是60千米每分鍾,但如果加上0-3馬赫的加速階段用時,那就......

  第一個反應過來的人是付才,在電腦上快速運行一組運算數據之後,進而驚呼到:“四分鍾,如果N-max的飛行速度限制在3馬赫以內,那火箭飛行時長就需要四分鍾才能達到預定高度。”

  “而這樣一來,所有的問題其實也都能說得通了。”

  四分鍾?

  話到這裡,漢米頓終於也反應過來,如果真按照這樣來辦,那整體情況確實又能夠好上很多。

  其實早在研發電子號火箭時,法拉第火箭發動機就選用了富士公司所供應的鈦酸鋰電池,功率密度為70kw/kg,安全放電倍率為10C,也就是說,每分鍾可以放出12kw電功率,後來犧牲安全、壽命,從而將放電倍率提高到15C,實現了每分鍾17kw的電功率輸出!

  與17kw的電功率對應,

為滿足80kw電泵所需,於是就給每台發動機配備6kg電池組,後來為了增加安全性,最後把電池重量確定在9kg。  在電子號火箭所處時代而言,法拉第發動機的工作時間其實只有兩分鍾,而那時候實際隻消耗了電池組一半電量而已。

  搞清楚之前法拉第火箭發動機的電機-電池情況之後,回頭再說現在。

  其實吧,情況都已經有了很大變化.....

  漢米頓自己想通其中道理之後,也沒打算繼續狡辯,反而大大方方地承認,並且還將這裡面的情況都跟所有人解釋清楚。

  心服口服:“在火箭起飛階段,如果發動機持續工作四分鍾,其結果如非是把現有電池的電量用完而已,但N-max計劃是要回收火箭,那這就意味著火箭回程階段還需要繼續使用發動機,到那個時候,在工作電池動力組裡面,其實都已經沒電了。”

  有關電池參數的選取,核心問題還是看火箭發動機的工作時間。

  火箭如果僅僅隻工作兩分鍾,限制鋰電池動力組重量的核心因素就是放電倍率,在那個情況下,給電池組減重的唯一辦法就是犧牲安全、壽命來換取高倍率放電。

  而現在火箭要在最高不超過3馬赫速度的情況下飛一個來回,發動機平均工作時間甚至要達到6分鍾左右,此時限制電池組重量就不再是放電倍率,反而應該是考慮電池的功率密度。

  情況很簡單!

  單台法拉第-甲烷發動機的電機功率80kw,六分鍾飛行時長算下來,總計耗電達到480kw電功率。

  而鈦酸鋰電池的功率密度為70kw,在這個時候,一台發動機就至少需要配備7kg的電池組,再加上備用電池,實際單台發動機至少就需要準備11kg的鋰電池組。

  所以從功率角度來考慮,每台發動機需要額外增加2kg電池組,二十一台發動機就需要42kg鋰電池。

  不考慮放電倍率問題,在3馬赫紅線下,現在同樣也要多攜帶42kg電池。

  增加42kg是增加,增加94kg也是增加!

  那不如乾脆一點兒,直接一步到位,再多增加52kg的電池組,這樣不僅電池功率密度得到了最大程度的保障,而且安全性、壽命也能大幅度增加。

  劉航學最後站出來,他來緩和氣氛。

  給出最後一個理由:“我們N-max計劃是研製一款可重複使用的載人航天飛行器,安薩裡X大獎官方更是嚴格規定了可重複使用的零件佔比,如果使用只有一次壽命的電池,這就將嚴重佔用寶貴地一次性耗材比例。”

  與此同時,既然大家都有支持常規倍率電池的理由,那紀源也不介意來湊個熱鬧。

  她是站在經濟成本角度考慮,建言:“使用犧牲了壽命的一次性鈦酸鋰電池,每次飛行都需要要報廢170kg重的電池,而如果選擇低倍率電池,那我們就能有效地延長電池循環壽命,一次購買安裝300kg電池,再後面就不用繼續更換采購。”

  說的摳門一點,鋰電池價格本來就貴,更何況是鈦酸鋰電池呢,能夠跟“鈦”字沾上關系,這還能便宜得了?

  商業航天的核心是什麽,核心是成本控制。

  整個討論持續了一天半的時間,最後在經過各種考慮與權衡之後,終於才在研發團隊中取得一致認可。

  而為保證火箭安全可靠、成本可控、重複使用率更高,選擇這樣的結果,其實也沒有任何懸念。
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