第一百零五章 抵達基地,火箭的Pogo振動問題!

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    “航天二院出問題了?”
    “具體怎麽回事?”
    等盛振華說完以後,譚友銘忍不住疑惑問道。
    盛振華道,“好像是大型火箭試射的問題,具體我也不清楚,杜斌教授就是讓我們過去。”
    他問向張碩,“你沒接到電話?”
    張碩搖了搖頭,下意識掃了一下手機,就發現有個未知的電話打過來。
    電話接通,就聽對麵問道,“是張碩教授嗎?”
    “我是張碩,你好。”
    “我是航天二院動力組的杜斌,你還記得嗎?我們在蘇東大學見過。”
    杜斌繼續道,“我打電話過來是想邀請你來一趟航天二院,我們遇到了一點兒問題,急需計算數學、動力學領域方麵的專家。”
    “什麽時候?”張碩問道。
    “越快越好!”
    張碩又和杜斌說了幾句,放下了電話對盛振華道,“看起來,杜教授還是真是挺著急……”
    “那就走吧!”
    去航天二院的不隻是盛振華,還有科工所的鄧強,再包括張碩一行總計三個人。
    他們去的不是航天二院的研究院,而是一個火箭發射基地附近的科研基地。
    三個人飛去了西京。
    路上,盛振華也說了起來,“我估計,應該是火箭試射發生了什麽問題。”
    他對張碩道,“我和鄧強是參與噴射動力計算模擬的工作,你可能會去到動力組,杜斌就是航天二院動力組的負責人。”
    張碩沒有參與過這種工作,他疑惑問道,“去動力組,要分配一些計算工作?”
    “可能是吧。”盛振華說完補充一句,“隻是猜測,我也沒遇到過這種情況。”
    航班飛到了西京。
    在走出西京機場後,他們就坐上了航天二院派來接人的汽車,隨後用了兩個小時才抵達了目的地。
    這是一個距離火箭發射基地很近的科研基地,從外麵看起來像是一個很空曠的工廠,汽車進了基地正門,又行駛了有兩、三公裏,才見到了幾個辦公樓。
    車子停在了一座辦公樓的正門。
    張碩和盛振華、鄧強走下車,等了不久就見到杜斌走了出來。
    杜斌帶著三人進了辦公樓,一路也介紹起情況,“前幾天,我們進行了大型運載火箭的試射,發現了嚴重的Poo振動問題。”
    “其嚴重程度已經達到,可能會直接影響火箭到高空正常分離的程度。”
    “專家組研判認為可以試著調整噴口結構,但也不確定,火箭的Poo振動是世界航天難題,大型運載火箭構造太複雜,誰也無法得出準確結論。”
    杜斌簡單一說,張碩就明白過來。
    Poo振動!
    在衛星發射中心現場近距離看過火箭發射,就會有一個共同的感受,那就是當火箭點火的一瞬間,方圓幾百米之內的地麵都會發生強烈的震動。
    這是站在地麵的感受。
    震動反應到火箭上就是Poo振動,也就是會讓火箭整體上出現劇烈顫抖現象。
    Poo振動引發的原因誰也不能確定,但專業領域認為是每個發動機的脈動推力很難保持穩定,導致箭體結構與推進係統動力學特性耦合,而產生了縱向不穩定振動。
    其內在原因是輸送管路內推進劑的壓力波動引起發動機推力脈動,導致箭體結構振動,進而加劇管路內壓力波動,形成正反饋回路引起結構振動放大。
    Poo振動是個大問題。
    Poo振動比較嚴重,就極有可能導致發射失敗。
    即便震動不嚴重,對火箭結構不會造成威脅,但火箭上的儀器、設備以及航天員的生命安全都會受到威脅。
    現在就是嚴重的情況。
    杜斌說已經嚴重到可能會影響火箭的高空分離,也就會直接導致發射任務失敗。
    在進行故障研判以後,他們找了一大堆的計算數學、動力學的專家,來專門對於火箭發動機推力的動力平衡問題進行計算研究,看看是不是能通過改善噴口結構,來減小Poo振動的問題。
    減小,不是解決。
    Poo振動,必定是存在的,並不是說改善了噴口就完全解決了問題。
    大型的運載火箭的構造實在太複雜了。
    火箭上已經安裝了變能蓄壓裝置,就是專門針對Poo振動的解決方案,但顯然效果並不好。
    杜斌簡單說完以後,就一路帶著張碩去了動力組。
    盛振華猜的還是挺準的,杜斌邀請張碩就是想讓他來動力組,幫忙做一些複雜的計算工作。
    航天二院的專家組研判認為,對火箭的噴口結構進行調整改善,可能會對降低Poo振動有幫助,而想對火箭噴口進行調整就需要大量的動力學計算。
    一個是保證噴口結構,不影響發動機提供的推力。
    第二就是最大化實現各方向的穩定,而且是在各個發動機可能存在脈動推力不穩定的情況下,通過噴口結構的調整來盡可能的實現穩定。
    動力組是一個區域,占據一個樓層的一半兒,每個辦公室裏都有人在認真工作。
    杜斌帶著張碩去了倒數第二間辦公室,把裏麵的人喊了出來,“周兵!”
    一個戴著圓框眼鏡,看起來有些虛胖的中年人從裏麵走出來。
    杜斌幫著介紹了一下,就把張碩分配給了周兵。
    周兵則帶著張碩進了辦公室,還一邊說著,“張碩教授,久仰大名啊,你還真是年輕啊。”
    “過獎。”
    辦公室裏有三個人,他們也簡單做了下介紹,有人看見張碩也感到很新奇,但還是繼續忙著手頭的工作。
    周兵直接說道,“我們的組已經忙不過來了,你就真是及時雨,我就直奔主題了。”
    他說的拿出了一張紙,上麵有一大堆寫好的列式方程,“這些計算問題都是分給我們的,你看著做,一定要保證精度。”
    他說的輕呼了一口氣。
    動力組要解決綜合性的問題,會把大量的計算分配到下麵的小組。
    之前他們組少了一個人,分的工作卻不少。
    現在多了一個張碩,據說計算數學水平不錯,發表過相關的頂刊論文,但計算能力上也不確定,不管怎麽說,多一個人總是好的。
    張碩找了個空置的辦公桌坐下來,也順手打開了電腦,就開始看起了紙上的內容。
    簡單來說,就是一大堆複雜方程。
    這些方程有一個統一的特點,就是具有嚴重非線性的特征,要麽就是非常的複雜。
    其中還有一個是流體力學方程組。
    張碩看看都感覺有些頭疼,類似的方程或方程組都需要用數值法去計算,要求還是盡量精準,也怪不得要找很多計算數學的專家過來。
    他用力按了腦門,也隻能硬著頭皮開始了工作。
    在正式進入工作之前,先利用係統建立一個任務——
    【任務一】
    【研究項目名稱:偏微分方程數值求解(難度評估:E)。】
    (任務可提升至C級。)
    【進度:0.301%。】
    (任務可取消,目前,取消任務需要科研幣數量:0。)
    (剩餘進度需要科研幣數量:1。)
    “一個題,一個科研幣?”
    張碩都有心直接氪幣完成,想想還是太奢侈,決定消耗科研幣輔助提升狀態。
    【科研幣-1】
    正式進入工作狀態!
    偏微分方程的數值求解,並不是依靠手動計算,還是需要電腦軟件進行輔助。
    一般都是先用電腦輔助進行離散變換,再根據結果去找方法進行數值代入,中途還需要電腦進行計算分析。
    張碩看著題目感覺頭疼,實際上,對他來說並不複雜,有科研幣效果的輔助,再加上任務係統的方向修正,配合使用計算機,大概用了五分鍾時間就完成了一個方程的計算,驗算結果也是比較精準的。
    然後,他繼續建立任務,繼續進行計算。
    大概花了半個多小時,紙上的方程內容就已經全部計算完畢了。
    這時候,張碩也有時間思考起Poo振動的問題。
    火箭發射的Poo振動,是航天領域的世界難題,國外對Poo振動的研究,已經有了七八十年的曆史,國內也研究了超過五十年時間。
    Poo振動,一般都是碰到問題、解決問題。
    有一些學者也會專門去研究Poo振動的理論,比如,羅賓-布朗,他一輩子都在和Poo振動打交道,也是Poo振動研究的創始人。
    但是,羅賓-布朗研究的一些理論以及針對Poo振動問題所采用的應對方式,依舊隻限於幾種類型的火箭。
    比如,他早期的研究隻針對串聯火箭。
    後來火箭變得越來越複雜,他提出利用狀態空間法來描述Poo振動,通過求解狀態空間的特征值獲得Poo振動穩定性的判據。
    這些理論很難用於實踐中。
    火箭技術是一直在發展的,而且伴隨著運載需求的增大,火箭就變得越來越複雜。
    同時,火箭成本也是越來越高。
    大型的運載火箭,製造成本達到上億美元都是很正常的,設計製造出來以後,內部就不太可能進行大的調整,也就是說不能從裏麵去解決Poo振動問題。
    專家組是考慮通過調整噴口結構,來一定程度上降低Poo振動問題。
    張碩則是在考慮另一個問題,“Poo振動,和發動機噴射穩定性有關,但也是多方麵原因造成的。”
    “針對這次的試射實驗,是不是能單一從噴射動力方麵,找到產生Poo振動的原因?”
    他思考著建了個任務——
    【任務一】
    【研究項目名稱:試射實驗中噴射動力引發Poo振動問題研究(難度評估:B)。】
    【進度:0.003%。】
    (任務可取消,目前,取消任務需要科研幣數量:0。)
    (剩餘進度需要科研幣數量:200。)
    “200幣的B級任務?”
    “還不算高。”
    張碩思考著,“看來,需要找一些火箭的發動機性能以及動力方麵的數據,否則不可能完成研究。”