隨著馬赫數的提高,燃燒室內的氣流速度不斷增加,主屏幕上顯示的壓力分布圖也隨之開始發生變化,激波角度逐漸變陡,高溫區域緩慢向前擴展。
“馬赫數3.0穩定,燃燒效率74%,略低于預期,但仍然高于基礎值。”
刑牧春轉頭看向常浩南,:
“溫度分布與您的數值模擬幾乎一致。”
后者卻并未接茬,只是大步走近溫度監控臺,仔細觀察著那幅彩色圖像。
紅色高溫區現在已經占據了燃燒室后部三分之一的范圍,前端呈現出不規則的波浪形狀——這正是激波與燃燒相互作用形成的特征。
“第三次實驗,繼續提升至5.0,注意觀察隔離段壓力波動。”
常浩南下令道,臉上卻已經掛上了些許擔憂。
他并不擔心燃燒效率降低導致的比沖問題,但碳氫燃料在超燃沖壓發動機當中的意義并不只是提供推力,還有冷卻。
馬赫數5.0是亞燃模態的上限。隨著速度接近這一臨界點,燃燒室內的氣流變得極不穩定。激波在狹窄的空間內來回反射,與火焰前鋒相互作用,產生復雜的壓力振蕩。
“隔離段壓力波動幅度加大,但仍處于安全范圍內。”
操作員的聲音帶著一絲緊張。
常浩南的目光在多個監控屏幕間快速切換。燃燒室的表現比他預想的還要好,但真正的挑戰還在后面——模態轉換。
“準備切換至超燃模態。”
常浩南下達了關鍵指令。
模態轉換是雙模態沖壓發動機最危險的階段之一,稍有不慎就會導致燃燒室不起動或者熱力壅塞溢出。
同時也將是唯一涉及到進氣道形態變化的過程。
當然,今天的測試只是模擬燃燒,甚至都沒有一個真實存在的進氣道。
“燃料噴射模式切換中。”
“點火系統重新配置。”
“……”
一系列操作在幾秒鐘內完成。主屏幕上的數據流突然變得密集。
在燃燒室內,氣流速度已經超過了音速——燃料必須在氣流以超音速通過燃燒室的極短時間內完成混合、點火和燃燒。
三秒鐘的沉寂后,壓力曲線突然穩定下來。
“超燃模態建立成功!”一名工程師幾乎從座位上跳了起來:
“燃燒效率突破80.5%,并持續上升!”
凌霄-1的絕大多數飛行時間畢竟還是處在高超音速工況下,因此整個設計也有限傾向于超燃模態,加之更高的燃燒室溫度,燃燒效率勢必要比之前更高。
刑牧春快步走到常浩南身邊,指著溫度分布圖:
“常院士,您看這個激波結構.簡直跟您去年那篇報告里的數值模擬一模一樣!”
屏幕上,高溫區呈現出一種奇特的分層結構,就像被無形的手精心排列過。這正是超燃沖壓發動機特有的斜激波系與燃燒釋熱區耦合形成的復雜流場。
常浩南嘴角微微上揚,但很快又恢復了嚴肅:
“繼續提升馬赫數,目標12.5。”
隨著速度進一步提高,燃燒室內的物理現象變得更加極端。
在超音速氣流中,燃燒釋放的熱量不再均勻分布,而是集中在若干個斜激波的交匯區域,這些高溫熱點以驚人的速度在燃燒室內向前移動,給冷卻系統帶來巨大挑戰。
“馬赫數8.0……高溫區前移至燃燒室中部。”
jf14風洞的每一輪工作循環都需要幾個小時,當模擬測試來到8.0馬赫的時候,窗外已經是明月高懸。