故而需要突破的最核心技術,就是拿出一款小體積、大推力的離子發動機。
且要做到低成本。
然而同時要滿足這么多的苛刻要求,無數頂級動力專家都辦不到的事情,張南一己之力,可以辦得到么?
“我試試吧。”
張南沉聲說道,接下了這項有挑戰性的任務。
一般的離子發動機,之所以能產生大推力,是因為噴出的等離子流,速度超過100公里/秒,甚至上千公里/秒。
但加速等離子流卻十分麻煩,只有兩個辦法。
一個是強磁場加速線圈法,讓強大磁場,加速低溫等離子流,原理如同粒子對撞機,末端速度可達到光速三分之一,這導致發動機體積龐大。
二個是高溫電場加速法,讓強大電場,加速超過10萬度高溫的等離子,體積稍小,但對材料耐高溫性能要求極高,導致成本巨大。
那有沒有第三種辦法呢?
頂級動力專家們,暫時還沒有找到更好的辦法。
張南呢?
他就有那個神奇能力么?
苦苦思索一周,張南想到了一個巧妙的方法,實現了等離子發動機的小型化。
他運用到了綜合性的解決思路。
磁場加速,用上,可以將3000度左右的等離子流,加速到10公里/秒,這是初級加速。
電場加速,用上,同時利用激光加熱發動機口的等離子流,溫度提高到1萬度以上,再經過強電場加速,等離子流可被加速到100公里/秒以上,這是二級加速。
除此之外,在大氣層內部,因工質隨處可見,所以張南在等離子發動機的噴口內部,再設置一個小型渦扇發動機,噴出超過3000度的烈焰,產生最強大的推力——這屬于傳統動力范疇,但在大氣層內,這臺發動機可提供八成的推力來源。
三種手段組合起來。
這樣的動力綜合體,可以產生最大12噸的推力——發動機總重為280公斤。
即最大推重比為46.4。
這數據似乎挺一般,且這款發動機內部結構十分復雜,零件精度極高,張南是采用了光粒加工技術、魔法塑形技術,才順利制造出了——某些核心零件,現有的工業技術,不可能制造出來。
但性能合格了么?
可以加速到100公里/秒,甚至是一千公里/秒以上了么?
張南接下來進行了為期三個月的試飛。
飛行器的外形,如同一枚圓頭子彈,高三米,底部略粗,帶有三角支架,可進行垂直起降,主框架為黑鐵合金,殼體為鈦合金,再加上一些耐高溫材料、碳纖維,以及純透明的紫晶鋼化玻璃。
加上發動機結構,總重約為3.8噸。
最大載員2人。
最大加速度為3.16G。
最大飛行速度的話,張南嘗試了多次,進入到太空中后,耗盡所有的工質,可加速到118公里/秒。
遠遠達不到一千公里/秒的速度。