两人就着昏黄的台灯,开始了几乎彻夜的长谈。
他们从喷气推进的基本原理和热力学循环效率的极限谈起,迅速深入到燃烧室内的湍流混合、火焰稳定、传热恶化等具体难题。
钱瀚辰用流畅的公式和物理图像,解释着空气动力学家眼中的问题;郭永华则从材料微观结构、相变、蠕变、氧化腐蚀的角度,剖析着工程师和冶金学家面临的挑战。
两人不时争论,又常常在对方的阐述中豁然开朗,找到连接点。
“你看,燃烧室壁面的高热流密度,要求极高效的冷却,”
郭永华用铅笔在一张草稿纸上画着简单的示意图,
“薄膜冷却、冲击冷却、内部流道设计……这些是热工水力问题。
但同时,冷却通道本身的结构强度、抗热疲劳性能、以及可能因温度梯度产生的巨大热应力,又直接关联到材料的选择和制备工艺。
这是一个强耦合问题,必须联立求解。”
“对!
联立求解!”
钱瀚辰兴奋地用拳头砸了一下自己的手掌,
“不能先设计好气动和燃烧,再让材料工程师去‘变’出一种能承受的材料。
也不能先假设有一种完美的材料,再去设计发动机。
必须从系统层面,一起优化!
就像你以前在信里提到的‘系统调节’思想,反馈,耦合!
我们需要一个能描述这个复杂系统的……嗯,框架!”
“或许可以尝试建立一些简化的、但抓住主要矛盾的耦合模型。” 郭永华沉吟道,
“比如,将燃烧室简化为一维或二维的受热壁面,用经验或半经验公式描述气动加热和冷却效果,将其作为边界条件,输入到一个考虑材料高温蠕变和塑性变形的结构分析模型中,迭代求解壁面温度和应力分布,评估寿命……这需要很强的计算能力,但思路是清晰的。”
“计算不是问题!”
钱瀚辰挥挥手,似乎对那些繁琐的计算毫不在意,
“关键是模型,是抓住物理本质的简化!
永华兄,你这个思路太棒了!
我们完全可以沿着这个方向,做一些非常初步的探索性工作!
哪怕只是概念层面的梳理和简化模型构建,也具有开创性!”
话题又转向了火箭。
钱瀚辰对火箭推进表现出近乎痴迷的兴趣,认为它摆脱了大气限制,是真正通往星际空间的钥匙。
他滔滔不绝地讲述着齐奥尔科夫斯基的公式,讲述着多级火箭的概念,讲述着燃料和氧化剂的选择、燃烧效率、喷管设计、推力控制、姿态稳定……
一个又一个难题,在他眼中不是障碍,而是诱人的谜题。
郭永华安静地听着,心中感慨万千。
这就是青年时期的钱学森,对未知领域充满近乎孩童般的好奇和征服欲,思维敏锐如刀,精力旺盛似火。
他所描述的许多问题,在郭永华的前世记忆中,都是未来数十年间被逐一攻克的重大课题。
此刻听来,既有历史亲历者的奇妙感,也有一种沉重的责任感——他能做些什么,来引导这团火焰,照亮更多前路,少走一些弯路?
他谨慎地,以讨论和提问的方式,引导着话题。
当钱瀚辰谈到火箭姿态稳定和控制是巨大难题时,郭永华“若有所思”地说:“这让我想起你上次信里提到的,关于‘系统调节’和反馈的思想。
火箭本身是一个动力学系统,它的姿态变化是‘输出’,控制机构是‘输入’,而传感器测量姿态偏差,形成‘反馈’。
这不正是一个典型的……嗯,可以尝试用某种数学工具来描述和优化的‘闭环控制系统’吗?
或许,可以从更简单的机械或电气调节系统理论中,汲取一些灵感?”
钱瀚辰的眼睛猛地亮了,像是被一道闪电照亮:“闭环控制!
描述动态系统的数学工具!
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