而且外太空真空环境下的航天器散热,是全世界都在犯愁的巨大难题。
听到这个常规性质的问题,翁筠宗也没多想,只当这位可能不太了解航天方面东西,点了点头他开口道:
所以说,航天飞机的重量,设计上的每一次的改变造成的影响都是巨大的。
“你刚刚说的通过增加一部分工质重量来进行蒸发相变散热是可行的手段,但它会导致航天飞机自重的增加,这对于各方面都影响较大。”
因此散热是航天飞机中的重大问题。
而太空在正常情况下可以看做真空环境,这种环境下没有空气、泥土、水等这些常规物质作为导体,就无法通过热传导和热对流与外界交换能量,只能通过热辐射这种手段。
对于真空散热来说,辐射这块除了改善材料和变着法的增发比表面积,目前来说其实并没有什么太好的其他办法。
“我之前大致的计算了一下,以目前的热辐射效率对使用空天发动机和小型化可控核聚变技术结合的航天飞机进行散热的话,至少需要两个表面积的航天飞机散热板来进行。”
如果说散热板无法解决这个问题的话,麻烦就大了。
而且重量每增加一份,就需要增加一份的发动机推力不说,还需要额外补足一份燃料或工质。
“那么寻找一种新的散热方式是必须的。”
听到这个问题,一般的人大概会觉得在外太空散热还不简单么?外面就是零下两百七十度的真空,在这么寒冷的条件下,散热不是轻而易举的事情吗?
但事实上还真不是。
简单而又认真的翻阅了一下空天发动机的设计图,徐川饶有兴趣的思索了一下,抬头看向翁筠宗,开口道:
“第一个问题是磁场的屏蔽问题你们考虑了吗?”思忖了一下,徐川开口问道:“在这款空天发动机的运行过程中,无论是改进型超导体还是相关的永磁结构,都会产生极为庞大的磁场,这会对航天飞机上的一些精密仪器和很多相关设备,以及人员都产生影响的。”
“但这很显然是不现实的,我们不可能随身携带如此之多的散热板上天。”
思索了一会,翁筠宗抬头看向徐川,皱眉开口道:“如果是这样的话,除了改善材料和变着法的增发比表面积,提升热辐射效率外,就只有增加一部分工质重量来进行蒸发相变散热了。”
徐川笑着点了点头,道:“没错。”
徐川笑着摇摇头:“这部分的节省倒是不算什么,关键的点在于通过这种方式能解决掉航天飞机的内部热量就行。”
国际空间站就是类似的方案,通过堆面积来解决辐射散热方案。
“与此同时,参考空间站和米国那边航天飞机的配置,通过冷却剂循环系统对热量进行转移。”
八品魅魔:你更帅了,也更会偷了,同时还是一个搬弄是非的诈骗犯,从你口中说出的任何谎言,都将变成事实。
这三种传热方式相比,通常热传导以及热对流的传热效率较高,而热辐射效率较低,散热过程更为缓慢。
“如果说常规的空间站与航天飞机的热产生数值是一,那对于应用小型化可控核聚变反应堆的航天飞机来说,热产生数值恐怕不会低于十。”
世界性质的,有能力推动卫星或者空间站上天的,都需要面临这个极大的麻烦。
但偏偏热辐射散热的速度很慢,效率很低。
“毕竟您也很清楚,改进型超导体材料形成的磁场到底有多强大。”
书名:我真不是魅魔
这样一来,额外补足的燃料和工质,又占据了一份重量。
翁筠宗迅速点头,道:“这个没问题,这种实验我们不需要等空天发动机制造出来,现在就可以做。”
“这种情况下,我们可以通过预先存储液态的超低温工质,来通过冷却剂循环系统对航天飞机内部的循环热量进行转移,将其在航天工质上进行释放,然后转移到空天发动机里面,再排到外太空去。”
“无论是冷却外场线圈过程中所诞生的热量,还是磁屏蔽的热量,恐怕都不是那么好解决的。”
对于徐川说的这个问题,航天研究所是考虑过的,但却没有想到这种方式会远远不够。
早期的航天航空发动机设计图,那可真的是用卡车拉图纸的,其他的不说,光是F22/F35上使用的F119发动机,其零部件多达数万个,足以见得航天发动机的复杂程度,根本就不是普通的企业,甚至是国家能够玩得转的东西。
比如日常生活中使用的双层的真空保温杯,或者说热水瓶,在装入热水时,相当于切断了热水通过热传导进行散热(当然实际情况还是无法做到完全隔绝),因此保温时间变得很长。
顿了顿,他又补了一句:“而且你们不仅要进行实验测试数据,你们还要对测试哪种常规航天工质能更多的带走热量。”
“不过要解决散热问题的话,还是得依赖散热工质来解决.”
不过让他没想到的是,这位出乎意料的点了点头,表示自己真的有办法解决。
“额外的进行散热工质的增加,不仅会压缩航天飞机上的空间,也会对于航天飞机和空天发动机造成极大的负担。”
“徐院士您说。”
闻言,翁筠宗皱起了眉头。
徐川笑了下,拾起桌上的控制笔,将荧幕上的空天发动机设计图翻到结构上。
七品魅魔:你变成了抢劫犯,无论他人愿不愿意给你偷窃,你都能强行从他身上抢走任何你想抢劫的东西。
“但与传统的霍尔推进单元以及空间站的等设备不同的是,空天发动机对工质的利用是进行电离的,它通过磁场进行额外的加速,不在乎工质的状态到底是什么样的。”
黑体辐射(完全热辐射)频率只与温度有关,而不同材料影响的只是物体对电磁波的反射和折射等,总体上辐射频率只与温度有关。
……
而且关键是散热板的温度也不能提太高,毕竟制冷机两热库温差越大制冷机效率越低,所以其实散热板温度不会比热源温度高太多。
三品魅魔:你蓝颜祸水,整片天下因为你而生灵涂炭——晋升仪式,偷窃一个国家的皇位。
……
一品魅魔:你终于成长为真正的魅魔,全世界的法则权柄都对你痴狂迷恋,你愚弄万物,凌驾一切时空命运之上——晋升仪式,魅惑众生颠倒乾坤。