打造科幻帝国:从冷核聚变开始 第234节
卡斯尔本能地点了点头,知道陈源说的没错。
目前主流化学推进燃料类型当中,就有液氧-甲烷推进剂,不过还没有得到大幅度推广,只是视为下一代主流。
简而言之,液氧-甲烷化学推进模式属于“在研”技术,技术层面上比当前主流高一级或半级,且并非不切实际。
众人准备先听听陈源设计的化学推进模式是怎样的,然后再与现有化学推进技术作对比。
陈源讲解道:“详细结构与部件方面,我的设想是采用四台单台推力50KN主推进器,八台单台推力1KN的姿态控制推进器,均采用钨-铼合金燃烧室,喷管采用矢量设计;主推进器用于火星着陆制动、返回舱再入制动,姿态控制推进器用于轨道机动、姿态调整。”
大家一听就知道这是推力比较小的推进器,
这个参数的推力,对于航天器主推进器肯定是不合格的,但是对于陈源刚才所说的应用环境绝对再合适不过了,甚至算得上性能优越。
另外,陈源虽然在核心原理上只提了一句“均采用钨-铼合金燃烧室,喷管采用矢量设计”,但只要了解航天推进系统的人都能明白,这个核心原理是绝对成立的。
“推进剂储存系统方面,我设想是容量三吨的液氧储存罐和容量一吨的甲烷储存罐,均采用铝合金-Li合金,配备多层绝热层,液氧储存温度-183℃,甲烷储存温度-161.5℃;储存罐配备压力调节系统,避免推进剂汽化导致压力过高。”
陈源一口气说下去道:“燃烧控制系统采用电子点火的三备份系统,可精准控制推进剂的流量,调节精度±0.1g/s,实现推力的无级调节,制动精度达±1m/s;配备燃烧稳定性监测系统,实时监测燃烧室压力、温度,避免燃烧不稳定导致推进器故障。”
嗯?
部分性能比当前的主流主推进器还要优越?
马斯克露出讶然的神色。
约翰.霍普菲尔德同样目光微微闪烁。
雷纳.维斯、马斯克与剩下所有懂航天推进系统的人,全都显得很意外。
陈源刚才说的可不是主推进器,性能如此优越,说明一定采用了新技术,至于什么新技术,人家肯定不可能当着这么多的人说,否则被人“偷师”怎么办?
当然,他不是什么都没说,不是空谈,而是用极短的语言讲述了一部分核心原理,告诉大家该推进系统的打造是没有任何问题的,只不过具体技术我还在研发又或者不想告诉你们。
大家对陈源的判断是“不想告知”,而不是“还在研发”。
之所以如此,是因为陈源已经说出了部分精准参数,例如推进器的推力多少,储存罐的容量多少,又或者推进剂流量、制动精度等,这些虽然可以提前预判,但只能预判一个数值范围,而不是陈源直接说出具体的参数数据。
从这些方面,众人可以推测出,陈源极有可能已经对该推进系统,完成了大部分甚至全部的研发工作。
于是,大家变得更好奇了,非主推进器都这么牛逼了,主推进器得牛逼到什么地步?
此时,陈源终于说到了主推进器。
“主推进器方面,我的设想是采用……”
陈源目光落到了马斯克的脸上,语气缓慢而又有力,且口齿十分清晰地说道:“可控核聚变推进系统!”
“啊!?”
“什么!?”
“这……”
“可控核聚变推进系统?”
“我的上帝啊,我没有听错吧?”
“天呐?真的假的,陈院士最新研究的载人宇宙飞船,主推进器居然采用可控核聚变推进系统?”
当陈源说出“可控核聚变推进系统”的一刹那,现场立即爆发出此起彼伏的哗然声。
这句话要是从别人嘴里说出来,不论雷纳.维斯、约翰.霍普菲尔德、卡斯尔等学者、科学家,还是马斯克、约翰逊等超级富豪,亦或是迈克尔.怀特、布朗等麻省理工学院的校董,一定会当成笑话。
目前全球对于核聚变的研究还停留在实验堆阶段,连示范堆都没有打造,你就想打造航天器所用的可控核聚变推进系统了?
这不是笑话是什么?
然而这句话从陈源嘴里说出来不一样。
因为他已经开发出了可控核聚变技术,并且还是天顶星级别的引力约束核聚变。
这代表着,陈源把最难的一部分,也就是可控核聚变技术这一块的问题解决了。
既然他已经完成了可控核聚变技术的研发,那么将其运用到航天器的推进系统里有什么稀奇的地方吗?
答案肯定是没有啊!
因此,大家相信陈源一定可以打造出可控核聚变推进系统,只是他们之前压根没有想过陈源会将可控核聚变技术运用到航天推进系统里,所以才会显得那么吃惊。
在吃惊的同时,马斯克、约翰.霍普菲尔德与迈克尔.怀特等人的好奇心一下子被拉满,他们真的很想知道,陈源这位核科学领域前无古人、乃至可能后无来者的绝对权威,到底会打造一个多么不可思议的航天可控核聚变推进系统。
性能如何?
参数如何?
这一切,全都是大家目前迫切想要知道的答案。
于是,所有人的目光从看向陈源,直接变成了死死锁住,甚至有人好像生怕错过什么,连眨眼间这种本能举动在这一刻都停止了,只为了听他接下来对于可控核聚变推进系统的具体内容讲述!
第223章 你们……感兴趣吗?
当讲述到主推进器的时候,陈源仿佛换了一个人,从此前的温文尔雅,变得锋芒毕露。
他的语气发生了变化,从最初的平静缓慢,变成了现在的缓慢有力。
仿佛预示着他已经进入了自身能够绝对掌控的领域,不容任何反驳。
“可控核聚变推进系统采用氘-氚聚变反应,氘和氚在高温高压下发生聚变,释放出大量能量,通过磁场约束将聚变等离子体约束在推进器内,利用等离子体喷流产生推力,嗯,托卡马克装置。”
陈源说完了这句话,现场一下子炸锅了。
“不是引力约束核聚变装置?”
“居然是托卡马克装置!?”
“慢着,如果说是托卡马克装置的可控核聚变技术,那么是不是代表陈院士并非只开发出一种可控核聚变技术?”
“你这不是废话么,引力约束核聚变装置和托卡马克装置的工作原理肯定不一样啊。”
“我的上帝啊。”
“此前我一直认为托卡马克装置因为材料的限制,很难做到真正意义上的可控核聚变,毕竟它对聚变要求太高了,温度要达到上亿摄氏度,现在陈院士说托卡马克装置可以做到可控核聚变,那是不是代表他研发出了新型材料,能够承受上亿摄氏度高温?”
“不一定是新型材料,也有可能是新型磁场或者结构,能够避免高温对装置的破坏。”
“对,新型磁场或者结构的可能性更大,光从材料上突破不可能做到承载上亿摄氏度高温。”
现场的学者、科学家们率先爆发出议论之声。
他们一点都没有怀疑是不是有能力开发出托卡马克可控核聚变装置。
毕竟陈源开发出了难度更高的超级仿星器引力约束核聚变装置。
大家之所以哗然,是因为真的没想到托卡马克装置可以做到可控核聚变。
最重要的事情是,传统托卡马克装置相对而言比较庞大,根本不适合做载人宇宙飞船的推进系统。
也就是说,如果陈源真的开发出了托卡马克可控核聚变推进系统,那么该装置一定会非常小巧。
目前技术下连大型托卡马克可控核聚变装置都打造不出来,更别说小型化了啊。
这也是一众学者与科学家吃惊的真正原因。
马斯克心里暗暗震动,表面上却不动声色道:“托卡马克可控核聚变装置?”
“是的。”
陈源应了一声,道:“托卡马克装置是磁约束聚变,这方面的理论没什么好讲,无非就是采用磁约束方式将超高温等离子体约束在有限体积内,避免等离子体与装置壁面接触导致能量损失和避免损坏,核心遵从洛伦兹力约束原理,带电粒子在磁场中会受到洛伦兹力作用,沿磁力线做螺旋运动,无法自由逃逸出磁场区域。”
他说到这里停顿了一下,“我设计的这种装置采用改进型托卡马克装置的环形磁场位形,由toroidal环向磁场和poloidal极向磁场叠加形成螺旋型磁力线,构成‘磁笼’结构,实现等离子体的三维约束。其中,环向磁场用于约束等离子体的径向漂移,极向磁场用于约束等离子体的角向漂移,两种磁场的协同作用使等离子体被稳定约束在环形真空室内,约束时间满足聚变反应的持续需求。”
马斯克兴趣大增,“核心约束参数方面呢?”
其他人全都竖起耳朵。
陈源道:“核心约束参数满足劳森判据,即聚变反应持续进行的最低条件,等离子体密度n≥1.2×1020m?3,约束时间τ≥1200s,等离子体温度T≥1.6×108℃,三者乘积nτT≥2.3×1030m?3·s·K,远超劳森判据的最低要求的nτT≥1.0×1029m?3·s·K,确保聚变反应能够持续、稳定进行,为Q值≥50提供基础约束条件。”
“王德发!?”
“Q值大于等于五十?”
“我的耶稣啊,这么高的Q值,都可以当做商业堆供电了啊。”
一群学者与科学家再次哗然。
他们当然可以从核心参数判断出陈源说的数据与信息没有问题,同时也被Q值大于等于50弄得狠狠震惊了一把。
陈源笑了笑道:“我设计的这个可控核聚变推进装置,可不是用来发电的,而是通过等离子体喷流形成动力,满足载人宇宙飞船飞行所需的推力,嗯,准确说是等离子体喷流推力转换+余热电能转化双路径。”
不是直接发电,而是可控核聚变等离子体喷流推力转换?
卧槽!
这尼玛不就是科幻里宇宙飞船的飞行模式吗?
众人哪怕没有看到真正的装置,但脑海里已经浮现出一艘喷着长长光尾急速前进的载人宇宙飞船模样了。
马斯克双目已经隐藏不住兴奋,语气有些颤抖地询问道:“能具体说说这种双路径模式吗?”
陈源微笑道:“α粒子仅需消耗约20%的自身能量维持等离子体高温实现自热,剩余80%能量与中子能量共同用于加热并加速等离子体,使等离子体速度提升至≥1.2×107m/s,通过喷管喷流产生推力,未用于推力转化的中子余热,通过热交换器转化为热能,再通过斯特林循环发电机转化为电能,转换效率≥40%,可为飞船生命保障、导航、通信等系统供电,实现能量自给自足,无需额外能源补充。”
可行!
这一番理论是绝对可行的!
在场一众稍微了解一点该项技术的人稍微一分析,便可以明白陈源所言非虚。
也就是说,陈源设计的“等离子体喷流推力转换+余热电能转化”双路径系统,从理论上来讲,是绝对没有任何问题的。
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