第一百一十九章喷注器盘
面对失败，海伦娜当然不是真像表面看上去的那样没心没肺，涡轮泵的研制屡遭挫折，她心里其实和沃尔特博士一样不好受。别的不说，那些在试车中跑废的涡轮泵背后，可都是“和平基金”账户上的真金白银的减少。虽然“和平基金”上的钱从名义上来说并不是海伦娜的，但是海伦娜想要推进的各种科研项目都离不开资金的支持。这就意味着火箭项目每多花一个马克，海伦娜对其他项目的投资就会少一个马克。
虽然巨大的研制费用让海伦娜有些心疼，但海伦娜知道，科研工作是不允许半途而废的，半途而废只会造成更大的资源浪费。在海伦娜所处的这个时代，火箭涡轮泵对所有人来说都是新鲜出炉的事物。研制人员在这方面既缺乏有力的理论指导，又缺乏足够的实践经验，而且还不像后世一样有高性能计算机的帮助，所以很多设计都必需要靠研制过程中的不断试错才能最终确定。
从这个角度来说，沃尔特博士等人之前不断失败的过程，其实也就是一个不断试错的过程。在这个试错的过程中，海伦娜大脑中那些来自后世的经验确实给了科研人员很多启发，从而大大减小了试错成本，但是想要跳过试错这一环节是绝对不可能的。
正是因为深知试错不可避免，所以每当试验失败的消息传来，海伦娜都会一边心头滴血，一边故作轻松地对研究团队说些没心没肺的调侃话。海伦娜所表现出来的乐观情绪也确实感染了整个设计团队，使得设计师们始终保持着高昂的士气。
在经过一段时间的反复碰壁之后，沃尔特博士的团队终于取得了突破性进展。在海伦娜的建议下，他们完善了火箭的液氧自生增压系统，改进了氧泵的形状并且给氧泵设计了导轮，终于消除了气蚀诱发的共振。火箭发动机的气体发生器-涡轮泵联试开始接连取得成功，这让包括海伦娜在内的所有人都松了一口气。
然而研究人员们并没有能够松第二口气，当火箭进入整机试车的时候，“魔鬼”又卷土重来了，这一次的问题出在燃烧室上。在试车过程中，A-*********不稳定的情况，有几次把燃烧室顶部的推进剂喷注盘都给烧穿了，最严重的的一次发动机甚至在试车台上直接发生了爆炸，所幸试车台没有受到不可逆的损坏，这才没有对后续的发动机试车计划造成太大的影响。
正当设计团队中的专家们还在为燃烧不稳定的原因争论不休时，还是海伦娜最先分析出了燃烧不稳定问题的成因，这倒不是因为海伦娜比大神们眼光更敏锐，而是因为海伦娜上辈子是见过猪跑的！
眼前这种情况在上个位面的不少火箭的发动机的研制过程中都出现过（包括德国的V-*********“土星五号”运载火箭）。随着发动机推力的增大，发动机燃烧室顶部的推进剂喷注器面积随之增大，喷注单元的数量也随之增多。发动机工作时，这些喷注单元的喷注射流之间会形成复杂的扰动，这些非线性扰动如果不加以抑制，就有一定概率导致燃烧振动，进而影响发动机的正常工作甚至损坏发动机。
上个位面中的V-*********消最开始的平面推进剂喷注盘设计，将发动机推进剂喷注器设计成一个个倒扣的杯状结构，这种结构被称为“燃烧器杯”。当V-2的发动机工作时，液氧从燃烧器杯的顶部喷入燃烧器杯，乙醇则从杯壁上的小孔喷出，两者在燃烧器杯中被预先点燃，然后再进入主燃烧室进行进一步燃烧。V-*********部着*********，这让V-*********起来好像一个赖头和尚。
上个位面的V-*********计，虽然从外观上看是丑了点，但由于发动机推进剂的喷注和点燃过程都被限制在一个个小区域内，难以和其他区域发生干扰和耦合，确实很有效地解决了燃烧的不稳定问题。
不过上个位面V-2火箭发动机上的“喷注器杯”设计也不是没有问题，首先是每个喷注器杯都需要连接一根单独的液氧管路。满头乱发一样的液氧管路不仅增加了发动机的复杂性，还让发动机变得更不可靠。其次是燃烧器杯对推进剂的雾化不彻底，不彻底的雾化一方面降低了发动机的燃烧效率，一方面又使得设计师必须用一个更庞大的燃烧室来容纳燃烧区域，这会增加发动机的重量，降低了发动机推重比。
本位面的A-*********面中V-2导弹的做法，在海伦娜的建议下，设计团队采用了一种后世应用更广泛的方法来抑制燃烧不稳定：给平面喷注盘增加隔板。这个方法也是上个位面中，包括土星五号的主发动机在内的众多火箭发动机对付燃烧不稳定的主要武器。高出喷注器盘的隔板，将平面的喷注器盘切分为多个区域，就抑制燃烧不稳定的机理而言，和V-2导弹的“燃烧器杯”其实是有异曲同工之妙的。
在验证了喷注盘隔板确实能有效抑制燃烧不稳定现象后，设计师们还花了不少时间对喷注盘及隔板的设计进行了进一步优化，最终才确定了喷注盘隔板的形状：内外两个同心圆状隔板外加两圆之间的四条辐射状隔板。这些隔板将A-*********百个喷注单元（每个单元都由一个液氧喷口和两个乙醇喷口组成）切分为五个独立的区域，试车结果显示，这一措施在抑制燃烧不稳定方面表现得非常成功。
在解决了燃烧不稳定的问题后，这款火箭发动机总算没再整出什么更大的幺蛾子，甚至连海伦娜之前一直担心再生冷却系统都很争气地没掉过链子。经过多年的努力之后，这一款气体发生器循环的液氧乙醇火箭发动机终于出炉了，海伦娜将这款发动机命名为FR-1，其中发动机的缩写。
虽然海平面推力只有10吨级，虽然推力室压力只有3兆帕，虽然海平面比冲只有200秒出头，但放在30年代，FR-*********业无与伦比的工业杰作。它的成功意味着设计团队在A-*********一步，实用化泵压式液体火箭看起来已经出现在远方的地平线上了。
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虽然巨大的研制费用让海伦娜有些心疼，但海伦娜知道，科研工作是不允许半途而废的，半途而废只会造成更大的资源浪费。在海伦娜所处的这个时代，火箭涡轮泵对所有人来说都是新鲜出炉的事物。研制人员在这方面既缺乏有力的理论指导，又缺乏足够的实践经验，而且还不像后世一样有高性能计算机的帮助，所以很多设计都必需要靠研制过程中的不断试错才能最终确定。
从这个角度来说，沃尔特博士等人之前不断失败的过程，其实也就是一个不断试错的过程。在这个试错的过程中，海伦娜大脑中那些来自后世的经验确实给了科研人员很多启发，从而大大减小了试错成本，但是想要跳过试错这一环节是绝对不可能的。
正是因为深知试错不可避免，所以每当试验失败的消息传来，海伦娜都会一边心头滴血，一边故作轻松地对研究团队说些没心没肺的调侃话。海伦娜所表现出来的乐观情绪也确实感染了整个设计团队，使得设计师们始终保持着高昂的士气。
在经过一段时间的反复碰壁之后，沃尔特博士的团队终于取得了突破性进展。在海伦娜的建议下，他们完善了火箭的液氧自生增压系统，改进了氧泵的形状并且给氧泵设计了导轮，终于消除了气蚀诱发的共振。火箭发动机的气体发生器-涡轮泵联试开始接连取得成功，这让包括海伦娜在内的所有人都松了一口气。
然而研究人员们并没有能够松第二口气，当火箭进入整机试车的时候，“魔鬼”又卷土重来了，这一次的问题出在燃烧室上。在试车过程中，A-*********不稳定的情况，有几次把燃烧室顶部的推进剂喷注盘都给烧穿了，最严重的的一次发动机甚至在试车台上直接发生了爆炸，所幸试车台没有受到不可逆的损坏，这才没有对后续的发动机试车计划造成太大的影响。
正当设计团队中的专家们还在为燃烧不稳定的原因争论不休时，还是海伦娜最先分析出了燃烧不稳定问题的成因，这倒不是因为海伦娜比大神们眼光更敏锐，而是因为海伦娜上辈子是见过猪跑的！
眼前这种情况在上个位面的不少火箭的发动机的研制过程中都出现过（包括德国的V-*********“土星五号”运载火箭）。随着发动机推力的增大，发动机燃烧室顶部的推进剂喷注器面积随之增大，喷注单元的数量也随之增多。发动机工作时，这些喷注单元的喷注射流之间会形成复杂的扰动，这些非线性扰动如果不加以抑制，就有一定概率导致燃烧振动，进而影响发动机的正常工作甚至损坏发动机。
上个位面中的V-*********消最开始的平面推进剂喷注盘设计，将发动机推进剂喷注器设计成一个个倒扣的杯状结构，这种结构被称为“燃烧器杯”。当V-2的发动机工作时，液氧从燃烧器杯的顶部喷入燃烧器杯，乙醇则从杯壁上的小孔喷出，两者在燃烧器杯中被预先点燃，然后再进入主燃烧室进行进一步燃烧。V-*********部着*********，这让V-*********起来好像一个赖头和尚。
上个位面的V-*********计，虽然从外观上看是丑了点，但由于发动机推进剂的喷注和点燃过程都被限制在一个个小区域内，难以和其他区域发生干扰和耦合，确实很有效地解决了燃烧的不稳定问题。
不过上个位面V-2火箭发动机上的“喷注器杯”设计也不是没有问题，首先是每个喷注器杯都需要连接一根单独的液氧管路。满头乱发一样的液氧管路不仅增加了发动机的复杂性，还让发动机变得更不可靠。其次是燃烧器杯对推进剂的雾化不彻底，不彻底的雾化一方面降低了发动机的燃烧效率，一方面又使得设计师必须用一个更庞大的燃烧室来容纳燃烧区域，这会增加发动机的重量，降低了发动机推重比。
本位面的A-*********面中V-2导弹的做法，在海伦娜的建议下，设计团队采用了一种后世应用更广泛的方法来抑制燃烧不稳定：给平面喷注盘增加隔板。这个方法也是上个位面中，包括土星五号的主发动机在内的众多火箭发动机对付燃烧不稳定的主要武器。高出喷注器盘的隔板，将平面的喷注器盘切分为多个区域，就抑制燃烧不稳定的机理而言，和V-2导弹的“燃烧器杯”其实是有异曲同工之妙的。
在验证了喷注盘隔板确实能有效抑制燃烧不稳定现象后，设计师们还花了不少时间对喷注盘及隔板的设计进行了进一步优化，最终才确定了喷注盘隔板的形状：内外两个同心圆状隔板外加两圆之间的四条辐射状隔板。这些隔板将A-*********百个喷注单元（每个单元都由一个液氧喷口和两个乙醇喷口组成）切分为五个独立的区域，试车结果显示，这一措施在抑制燃烧不稳定方面表现得非常成功。
在解决了燃烧不稳定的问题后，这款火箭发动机总算没再整出什么更大的幺蛾子，甚至连海伦娜之前一直担心再生冷却系统都很争气地没掉过链子。经过多年的努力之后，这一款气体发生器循环的液氧乙醇火箭发动机终于出炉了，海伦娜将这款发动机命名为FR-1，其中发动机的缩写。
虽然海平面推力只有10吨级，虽然推力室压力只有3兆帕，虽然海平面比冲只有200秒出头，但放在30年代，FR-*********业无与伦比的工业杰作。它的成功意味着设计团队在A-*********一步，实用化泵压式液体火箭看起来已经出现在远方的地平线上了。
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