二次加压推进技术虽然比不上高速离子推进技术,但相比起传统的化学燃料推进技术具备无可比拟的优势。
从基本原理来看,它其实也是很简单的。
它首先也采用化传统的化学燃料作为推进剂,譬如液氢液氧,甲烷液氧之类。
这些化学燃料在燃烧室之中燃烧后,温度和压力会急剧升高,这便是所谓的第一次加压。
传统的推进方式,是在高温高压气体生成之后直接将其喷射出去,并由此获得反推力。
但二次加压推进技术则是,在第一次燃烧加压之后,这些气体并不喷射出去,而是引入到另一个腔室之中。
核裂变反应堆便布设在这个腔室旁边。
核裂变过程会释放难以想象的高温,而温度与压力相关,温度越高,压力便越高。
于是,来自核裂变反应堆的能量便为处于这个腔室之中,经过了第一次加压,原本就具备极高压力的气体再次加压。
这便是二次加压了。
二次加压之后,气体拥有的内能会膨胀到远超普通化学燃烧的地步。从喷射管喷射出去的速度也会远远超过普通化学燃烧的极限。
而反推力的大小与工质的喷射速度正相关。
原本的普通化学燃烧,气体工质的喷射速度不会超过五公里每秒。二次加压之后,它们的喷射速度便能提升到超过30公里每秒,足足提升到了原来的六倍!
于是这些工质的利用率,便也提升到了原来的六倍。
原本需要携带60吨燃料才能完成的航程,现在,只需要携带10吨即可完成!
这节省出来的50吨的质量份额,能多拉多少货物多少人?就算不多拉货物,还是装载60吨燃料,采取二次加压技术之后,飞船的速度能提升到多少?机动性增强多少?
这便是二次加压推进技术的优势所在了。
可以说,没有这项技术,单单依靠化学燃料推进,李青松根本就不可能完成从洛神星到内太阳系的,超过百亿公里的漫漫旅途。
现在,核裂变反应堆小型化的任务已经初步完成。
虽然还无法小型化到能装进战舰或者小型飞船里面,但至少大型货船是没有问题了。
既然如此,该展开二次加压推进技术的研究了。
李青松如临大敌,全力以赴,再度调集了自己麾下所有能动用的力量,展开了这一项当前阶段最为重要的科研攻关任务。
这项技术的基本原理虽然简单,但真正要在现实之中应用,难度甚至比核裂变反应堆的小型化还要难。
原因很简单,二次加压推进技术对于材料性能的要求太高太高了。
原本化学燃料燃烧就会释放极高的温度,已经需要极为先进的耐热材料才能将其束缚了。
二次加压之后,它们的温度会再度急剧升高,甚至提升到数万摄氏度的程度。
这种温度之下,哪种材料能顶得住?
李青松的物理和化学知识告诉他,没有任何材料能顶得住的。
这便意味着,李青松不可能使用任何传统的束缚方式,譬如造一个坚固的容器之类,将这些二次加压之后的气体束缚住。
必须要引入新的束缚方式。
幸好,李青松有另一种办法可以使用。
当经过二次加压过程,被核裂变反应堆加热到数万摄氏度的高温后,经由甲烷和氧气燃烧生成的二氧化碳和水,在这个温度之下已经无法保持气体状态。
构成它们的分子会被直接分解,电子也会从原子之中被剥离,形成等离子体。
既然是等离子体,那便会受到磁场影响,于是李青松便有了适当的束缚方式。
磁场约束。
由核裂变反应堆供电,借助电能,构造出强大的磁场约束体系,不使用任何实体容器,便能将这些高温高压的等离子体束缚在一起,让它们不至于在推进器内部就爆散开来。
接着,再由磁场进行引导,将这些等离子体从飞船尾部以极高的速度喷射出去,如此便完成了一次二次加压过程,极大的提升了工质的利用效率。
但就算使用了磁场约束装置,安装这些装置的容器同样会受到猛烈辐射和极度高温的影响,仍旧需要具备极高的材料性能才能顶得住。
同时,各种设备也需要在极端恶劣的工况之下工作,还需要保持足够的稳定性和可靠性,对于材料性能的要求更高。
这同样是一项没有捷径,只能老老实实沉下心来研究的项目。
一边向前推进着工作,李青松心中一边默默感叹着:“果然,科技的发展都是相互关联的,如同链条一般。
前置科技是后续更先进科技的基础。没有前置科技,后续科技不可能无缘无故的诞生。
就像现在我进行的二次加压推进技术的最核心技术,磁约束,便极有可能是未来可控核聚变技术的关键,同时,电磁转换技术,也极有可能是未来高速离子推进技术的关键。
掌握了二次加压推进技术,未来,攻克这两大至关重要的技术难题,便也有了基础。”
在李青松的全力以赴之下,很快,洛神星某处盆地,在那座新建成的推进实验室之中,第一次推进实验开始。
模块化的核裂变反应堆和传统的化学燃烧发动机分别放置左右,两者之间通过厚重的管道连接,核裂变反应堆后方还有着一个巨大的喷口。
伴随着一声点火命令,大量的液氧和甲烷被输送到了化学燃烧室,在剧烈的燃烧之中,变成了气态的二氧化碳和水,然后被输送到了核裂变反应堆模块之中。
核裂变反应堆模块同时开启裂变反应。经由铀235的裂变,隐藏在物质深处的澎湃能量被释放了出来,一部分将气态二氧化碳和水加热,令其直接攀升到数万摄氏度高温,进而变成了等离子体,另一部分能量则转化成电力,营造出强大的磁场,将这些等离子体束缚起来。
然后下一刻,砰的一声,炸了。
地动山摇之间,方圆数十米都被夷为平地。