黑科技的大国航天

伴随着深空探索项目越来越多，原先的火箭推力也开始有些捉襟见肘。

即使是目前推力最大的鸿雁火箭，也很难将大质量的卫星或者是外星着陆器，发射到距离地球数十万乃至于数千万的星球上。

“火星探索计划，需要新的大推力火箭，而我们首先要做的，就是解决火箭的心脏问题！”

在春节之后的第一次火箭研究院全体员工大会上，张星扬宣布了他们接下来的首要任务：

“在今年之中，我们将要攻克的就是500吨级液氧煤油发动机的难关！”

“为我们未来的深空探索，造出一颗动力强劲的心脏！”

张星扬执掌研究所的这段时间，带领着大家攻克了无数他们之前都没有解决的技术难题。

所以，即使是在外人看来，一年时间完成一款全新火箭发动机的研发工作，而且是从未展开过的火箭发动机，是一件足够夸张的事情。

但是在研究院大家的眼中，则没有什么奇怪的地方。

仿佛所有的技术难题，到了张星扬的手中都会得到解决。

于是，坐满人员的会议室之中响起了山呼海啸一般的掌声。

而在其他分会场视频会议之中，也出现了雷鸣一般的掌声。

足可见，仅仅是在技术这方面，张星扬已经有了极强的影响力。

当然，在经济方面，影响力也是十分强大。

毕竟，研究院加上下属的众多工厂、公司、产业基地等，足足够八万多员工。

仅仅是如今已经成为国内碳纤维龙腾材料集团，就有超过三万的员工。

而在这些人之中，科研人员大致上有两万人。

研究院每年在各类技术上的投入都在数十亿级别。

所以，别看每年挣得多，但是也顶不住海量的资金投入其中。

这也是这几年之中，研究院各种各样专利技术层出不穷的重要原因。

过去一年，研究院申请注册了数千项专利技术。

这些都是无数的真金白银，砸出来的成果。

五百吨级液氧煤油发动机，不仅仅是将原先的110吨级液氧煤油发动机放大五倍那么简单。

这里边，涉及到众多的问题。

首先，就是发动机核心的涡轮盘。

“我们目前在鸿雁火箭上使用的涡轮泵，每秒钟可以输送400公斤的燃料，而想要将发动机的推力增大到500吨级，每秒钟输送的燃料最少也要1500公斤。”

苏晓首先简单介绍了一下，大家现在面临的情况。

涡轮泵是发动机的核心，负责将燃料罐之中的液氧和煤油，输送到燃烧室之中。

作用，相当于人类的心脏。

当然，它的功率要比人类的心脏强劲许多，这样的功率即使是放到奇幻世界之中，也是龙心级别。

“根据超算仿真计算结果，想要达到这样的输送量，涡轮泵的每秒转速将要达到16000次，压力将要达到75兆帕！”

如今的火箭研究院不缺钱，各种设备自然都有。

每秒实际运算速度达到一万亿次，峰值计算速度达到两万亿次的超级计算机深腾1800。

这台机器是专门从计算机所进行定制的，性能在02年的世界超算TOP500之中，排名第43。

在研究院之中，也是属于极为重要的科研设备。

分配到材料实验中心的时间并不是十分充裕。

毕竟，火箭研究院可不仅仅研究火箭，它的业务还包括一些大威力的家伙。

那些不能实际进行试验的东西，需要超算的时间远比苏晓他们要长。

“我们目前的难题就是，找到一种能够承载这样高强度、高压力的材料！”

“我们之前所使用的高温合金，根据这两天的实验，在12000转的情况下，就出现了微观断裂的情况。”

“在16000转的情况下，仅仅是运行30秒的时间，就发生了大面积的开裂。”

苏晓皱着眉头对着台下的众人讲解目前已有材料的不足之处。

如今刚刚度过自己三十岁生日的苏晓，不再像是刚刚进入研究院时候那个小女孩，皱着眉头的时候给人十足的严肃感。

一般的航空发动机，每分钟转速不过50000转，换算成每秒钟转速不到1000转。

而火箭发动机的转速，在他们的几乎于二十倍！

极高的转速，不仅仅需要超高的材料强度，还需要忍受极高的温度。

这样高的转速，即使采用极多的散热方式，热堆积也是很可怕的一件事。

火箭发动机涡轮泵的运行温度，长时间在2500度以上。

而一般的航空发动机，温度基本在1500度，就已经让一众的航发设计师们头疼不已了。

不过苏晓他们，相比较于航发设计师们也有好的一面。

那就是，火箭发动机的使用寿命极短。

在不考虑重复利用的情况下，单次任务一级火箭工作时间不会超过200秒。

而航空发动机的使用寿命，即使是再少，也有数百个小时。

两者之间的差异，还是比较大的。

“我们是不是可以尝试在单晶体高温合金之中，添加一点金属铼？”

一位刚刚进入研究院不久的研究员，这个时候提出了自己的想法。

苏晓看着他，脑海之中回想着他的履历。

卢俊生，是研究院高校合作项目的受益者之一，在博士期间就研究的是高温合金领域。

不过他当时研究的高温合金，和现在所需要的3000度以上工作温度的高温合金不太一样。

那是为涡扇十所研制的一种高温合金，用于改善发动机核心的热堆积情况。

“说说你的看法。”苏晓也有了一定的兴趣。

铼是地球上地壳之中最稀有的元素之一，平均含量估值为十亿分之一，目前全球探明的储量不过两千吨，储量极少，大多数是钼矿和铜矿的伴生产物。

这就导致这种金属，极为的昂贵，每公斤的价格在1500美元左右。

实际上，在03年这个时间节点，金属铼还是处于它的价格低点，等到接近十年之后，它的价格将会一度飙升到10000美元一公斤。

当然，这里边有着很复杂的因素干扰，但是即使在排除掉炒期货的因素之外，金属铼的实际价格在后来也大致维持在3000美元一公斤。

对于工业原材料金属来说，这是一个十分高昂的价格。

与之相对比，工业用的纯钛正常不过15一20美元公斤。

两者的价格相差了上百倍。

“在我们之前的实验室单晶生长炉之中，在添加了百分之五的金属铼之后，高温合金的强度和耐高温能力都有了提高，组织性能也有了极大的改善。”

卢俊生十分自信地向大家介绍着他之前在校期间的研究成果。

“当时在应用了我们的实验产品之后，发动机的工作温度提升了百分之八左右，由此又将发动机的推力提升了百分之三左右。”

在场的不少人，都和涡扇发动机项目组合作过数年的时间。

对于航空发动机的各项数据都不陌生。

自然也能够明白卢俊生他们之前所做的研究，到底是有什么意义。

别小看这百分之三的推力。

一台推力在140KN的发动机，如果能够提升百分之三的推力，就意味着战机的起飞重量能够增加一吨左右。

如果不考虑挂载点的问题，可以多装两发超远程空空导弹。

或者，可以增加百分之五左右的作战航程。

“这个倒是值得尝试一下。”苏晓在想了想最近看到的几篇有关于金属铼的文章之后说道。

实际上，他们之前所采用的高温合金也是添加了金属铼，不过并没有在这方面进行过深入的研究。

因为添加金属铼方案的涡轮泵盘，在第一次实验时就失败了。

当时他们就暂时放弃了这一条技术路线。

但是如今，他们已经没有其他比较好的方案，就只能够从头再来走这条老路。

他们如今能够想到的提升高温合金强度和工作温度的办法，就只有添加强化剂和继续改良冶金工艺两个方向。

但是他们现在采用的激光粉末冶金，已经算是业内数一数二的先进了。

在决定了研究方向之后，实验中心开始了数种不同添加比例的铼合金制备工作。

数天之后，第一批的试验品诞生了。

这十几块小小的实验块，就用完了火箭研究院储备的数公斤金属铼。

因为这东西，在这之前虽然也用，但是用的比较少，研究院也没有专门进行储备。

临时订货，大概还要一个月的时间，才能够到货。

毕竟，国内生产金属铼十分的稀少。

金属铼，主要来自于智利的Escondida铜矿，其次则是鹰酱家的北方州有一定的出产。

而无论是从哪一家订购，都有比较长时间的交货期。

所以暂时，他们的成果就只有这么多了。

“这就是你们折腾了一个星期的成果？”

张星扬饶有兴趣的捡起桌子上的银灰色的金属块问道。

“是，这一块我们添加了百分之二点五的金属铼。”

苏晓看着张星扬手上的合金说道：

“根据测试，他们的强度提升了大概百分之十五，工作温度提升了百分之二十。”

张星扬放下了手上的金属，听了听苏晓他们的内容。

发现他们的研究，实际上还是比较粗糙的。

可能是因为目的过于明确的因素，很多金属铼的特性，他们都没有关注到。

就比如，高温合金在添加了金属铼之后，会形成拓扑密排相，它的微观结构会变得相当不稳定。

在高强度运行状态之下，会产生不少的问题。

就比如，目前F-22上所采用的第三代单晶体合金，就含有百分之六的金属铼，但是在高速运行时金属微观结构会产生变化，对发动机运行状态产生不良影响。

不过张星扬也没有多想，毕竟他们也是刚刚开始研究金属铼不太久，不能够完全研究透彻，也是很正常的事情。

“你们后续研究的时候，可以继续尝试在单晶体高温合金之中，添加一点金属钌试一试。”

金属钌和金属铼近乎是同样稀有，钌是铂系元素的最后一位发现的，直到1845年才被发现。

虽然在铂系元素之中含量最少，但是钌的价格相比较于铂系元素之中的铂和钯等元素，十分的低廉。

而且，钌在是十分优秀的催化剂。

92年RobertH.Grubbs发现了一类钌金属催化剂可以催化烯烃复分解反应，在石油化工领域有着十分重要的意义。

也可能是领域不同的因素，苏晓可能没有关注过这些内容。

所以，在张星扬提出来在铼高温合金之中，添加一定的金属钌之后，露出了一脸疑惑的表情。

不过张星扬长期以来，在技术领域的正确性和先见，让苏晓压制了自己内心的疑惑。

“我们还没有开始涡轮盘的试制工作，目前的铼金属库存已经消耗完了。”

在给张星扬讲解完这十几块铼高温合金的不同之后，苏晓提了一嘴原材料不足的问题。

“最近国际上铼金属价格比较低迷，我们其实可以多囤积一些。”

张星扬想了想之后说道。

铼金属，不仅仅在航天领域有着重大的用途，在航空发动机领域、化工催化领域，都有着极为重要的用处。

而国内，铼金属的出产十分的低，基本上依赖于进口。

除非，能够买下那几座国外的高品位铜矿，否则很难在铼金属的定价上拥有一定的话语权。

这年头，海外矿产的购置，还是一件比较麻烦和困难的事情。

不仅仅有资金上的问题，还有可能的欺诈问题。

比如在大笔资金购入了对方的矿山之后，却被对方突然宣布交易失效，那么不仅仅是钱打了水漂那么简单。

更加重要的是，损失了原本对于矿业的布局。

这种事情，在过去的时间内还比较少见，因为当时国内也没有什么企业有这样的实力，到国外去进行购置。

但是在后来的几十年之中，那就是比较多了，这里就不举例了。

所以，相比较于购置矿山，张星扬还是倾向于直接购买铼金属的成品，或者是半成品原材料也可以。

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(本章完)