“又失败了……”有人绝望地低语。
何雨柱却猛地站了起来,眼睛死死盯住那段最初出现异常毛刺的数据:“等等!问题可能不是出在宏观的燃料供应或者结构上,而是更微观的‘燃烧不稳定性’!”
“燃烧不稳定性?”在场的专家们面面相觑。这个概念在当时国内的工程界还非常前沿和抽象。
“对!”何雨柱快速走到黑板前,画了一个简单的燃烧室示意图,
“燃料和氧化剂在燃烧室内混合、雾化、燃烧,这个过程会产生声波。
如果燃烧释放能量的频率,恰好与燃烧室这个‘空腔’的某个固有声学频率耦合,就会产生正反馈,导致压力和热释放率剧烈振荡,就像在房间里对着某个特定频率喊叫,声音会特别响亮甚至震碎玻璃一样!”
他指着那段高频振动数据的毛刺:“看这里!这就是燃烧不稳定性开始的‘种子’,是特定频率的声压波动!
它一旦被放大,就会迅速破坏燃烧过程,导致压力崩溃,最终熄火甚至爆炸!”
一位负责燃烧理论的老研究员扶了扶眼镜,质疑道:
“何主任,你这个推断很大胆。但就算知道了是燃烧不稳定性,怎么解决?改变燃烧室形状?那整个发动机设计都要推倒重来!时间根本来不及!”
“不一定需要大动干戈!”何雨柱目光锐利,“我们可以尝试‘阻尼’掉这个危险的频率!就像给音叉加上橡皮泥,它就不响了。”
他提出了一个极其大胆甚至被视为“异想天开”的方案——在燃烧室内壁,特定波腹(压力波动最大的位置)的区域,加装一组特制的 “声学阻尼器” ,或者说 “抗振隔板” 。
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这个方案一提出,立刻引发了激烈争论。
“在两千多度高温、几十个大气压的燃烧室里加装额外的结构?这结构本身会不会先被烧毁?
会不会引起新的流动分离和燃烧问题?太冒险了!”保守派的专家强烈反对。
“这是心脏动手术!万一失败了,整个燃烧室就废了!”有人担忧。
何雨柱据理力争:“我们可以选用耐高温陶瓷基复合材料来制造这些阻尼隔板,设计成特殊的蜂窝状结构来增强冷却和抗热震性能。
它们的形状、位置和数量,可以通过计算燃烧室的声学模态来确定,精准打击!这是目前看来,代价最小、周期最短的解决方案!”
争论持续了三天。最终,在副院长和几位力排众议的老专家支持下,何雨柱的方案获得了尝试的机会。
接下来的日子,何雨柱带领着一个临时的攻关小组,没日没夜地投入工作。
计算燃烧室的声学特征频率,确定阻尼隔板的最佳安装位置和几何形状,与材料研究所协同攻关新型陶瓷基复合材料的制备和测试……
每一个环节都充满了挑战。
他几乎住在了办公室和实验室,计算尺和图纸铺满了整个房间。
一个月后,经过无数次模拟计算和地面冷态试验验证,带着精心设计和制造的声学阻尼隔板的新燃烧室,被小心翼翼地安装到了试车发动机上。