張小平是航天二院負責低溫發動機研發的副主任工程師,在航天二院的時候年薪12萬,后來被藍箭航天給挖走了,說是高薪,但具體多高不清楚。
張小平被挖走之后,二院發了個公開信:“張小平個人的離職對這四型發動機的方案論證及研制工作均造成了極大的影響”“甚至在某種程度上會影響到我國載人登月重大戰略計劃的論證和策劃工作”。
這些是原話,很難想象12萬的年薪能這么重要。
林燃不清楚,張小強水平如何。
不過水平如何,聊了就知道。
林燃指著屏幕:“我們先從f-1發動機開始。
噴射器板是核心部件,包含1428個氧化劑噴孔和1404個燃料噴孔,總計2832個噴孔。
每個噴孔的直徑大約1毫米,需精確鉆孔以確保燃料和氧化劑的均勻混合。”
張小強回答道:“我們有這些數據。
60年代的時候,他們用的是精密鉆床,但每個噴孔都需要手工檢查和修整。”
林燃點頭道:“是的,他們把公差控制在0.025毫米以內,任何偏差都可能導致燃燒不均勻。
我們現在有更先進的設備,可以用類似的高精度鉆床,并配備大型影像儀進行逐孔檢查。”
張小強指示手下工程師記錄:“明白,我們有數控鉆床,會按原始公差設置。”
林燃接著說道:“很好。噴射器板的材料是304不銹鋼,噴孔內襯銅以防止高溫侵蝕。
銅襯的加工需要電火花加工,確保內壁光滑。
然后是最關鍵的問題,燃燒不穩定性。”
林燃切換到噴射器板截面圖:
“在原始設計中,f-1早期測試,燃燒室出現4至24千赫茲的壓力振蕩,1961年一次測試甚至燒毀了發動機。
nasa他們通過焊接13個銅質擋板解決,用ams4777鎳基釬料在1093c真空釬焊。
最終解決方案是在噴射器板上焊接銅質擋板,形成13個隔艙,包含2個環形擋板和12個徑向擋板。
這些擋板改變燃燒室的聲學特性,抑制了橫向和切向振蕩。”
張小強抓住了問題的關鍵點:“擋板是怎么制造和焊接的?”
林燃回答道:“擋板也是銅制的,通過真空釬焊固定在噴射器板上。
擋板厚度2厘米,需用電火花加工確保表面光滑。焊接前,接觸面必須無氧化物,x射線檢測焊縫完整性。”
張小強接著問道:“燃燒室呢?我們知道f-1的再生冷卻系統很復雜。”
林燃切換到燃燒室模型:“是的,燃燒室由數百根inconel-x750合金管組成,縱向排列并真空釬焊成一體。
rp-1燃料通過這些管子流動,冷卻燃燒室壁后再注入噴射器。
管子的壁厚約0.5毫米,釬焊時需精確控制溫度,避免材料過熱。”
inconel-x750合金是一種可通過添加鋁和鈦進行沉淀硬化的鎳-鉻合金,在大約700度的高溫條件下有很高的抗蠕變斷裂強度。
這種合金常被用于核反應堆、火箭發動機和飛機結構等領域。
張小平聽說后皺眉道:“釬焊工藝我們有經驗,但inconel-x750現在不好找。
可以用其他合金替代嗎?”
倒不是說inconel-x750華國造不了,而是說這種合金需求有限導致產量有限,你復刻意味著需求量很大,想要短時間內提供足夠的供應比較困難。
林燃搖頭道:“為了復刻,必須用inconel-x750,它的耐高溫和抗腐蝕性能經過驗證。
如果找不到,我們再考慮inconel718,但需額外測試以確保熱膨脹系數匹配。”
(因科耐爾合金(inconel)系列)
林燃繼續說道:“接下來是渦輪泵。f-1的渦輪泵需輸送每秒約2.7噸rp-1和4.7噸液氧。
渦輪由燃氣發生器驅動,材料是高強度不銹鋼,葉輪用鋁合金以減輕重量。
葉輪的加工精度要求非常高。
因為葉輪的動平衡需控制在0.1克毫米以內,否則高速旋轉會引發振動。
1960年代的時候我們,不,nasa使用手動平衡機逐個校準,我們可以用現代設備,但流程要一致。”
林燃這個我們不算突兀。
張小強點頭道:“好的,林教授,我們繼續下一個話題,j-2發動機。