甲烷涡轮泵的叶轮,必须被液态甲烷完全浸没。
液体既是推进剂,也负责带走泵内热量。
如果入口突然出现大量气泡,叶轮就会在气液混合状态下高速旋转。
泵出口压力下降。
转子受到的液体阻尼消失。
局部气泡破裂时,还会产生强烈空化冲击。
零点二一秒听起来很短。
对每分钟接近十万转的涡轮泵来说,转子已经异常旋转三百多圈。
足够将轴承、密封和叶轮全部毁掉。
“发动机管路里为什么会有气态甲烷?”
程立安皱起眉头。
液态甲烷在箭上经过严格过冷处理。
起飞前温度低于沸点。
推进剂贮箱也始终保持压力。
正常管路里不应该出现这么大体积的气体。
问题可能不在发动机。
而在已经烧毁的火箭贮箱。
逐星一号坠毁后,甲烷箱只剩下几块变形蒙皮。
内部防涡板和出流装置几乎全部烧毁。
周野只能从飞行姿态和剩余推进剂数据反推。
着陆点火前,甲烷箱剩余液体只有总容积的百分之七点六。
箭体在格栅舵控制下,存在一次六点二度横向摆动。
低液位甲烷因此涌向箱体一侧。
正常情况下,箱底防涡板会限制液体旋转,保证出流口始终被液体覆盖。
可飞行数据里,甲烷箱底部的一只振动传感器曾出现三次高频冲击。
“防涡板可能松了。”
赵启明说道。
寰宇航天找来同批次甲烷箱的地面验证件。
箱体被固定在六自由度摇摆平台上。
内部装入等比例低温模拟液。
剩余量降到百分之七点六。
平台按照逐星一号返航姿态晃动。
前两次试验,出流口没有吸入气体。
第三次,他们拆掉一只防涡板固定螺栓,模拟连接失效。
横向摆动达到五点八度时,防涡板边缘突然翘起。
液体在出流口上方形成漏斗状漩涡。
一大团气体被卷进管路。
气液混合持续时间,零点二三秒。
与发动机记录的零点二一秒几乎一致。
故障链终于完整。
火箭再入阶段的振动,让防涡板一处连接件产生疲劳断裂。
着陆前箭体摆动。
低液位甲烷出现漩涡。
气态甲烷进入涡轮泵。
泵压下降,混合比富氧。
燃烧室熔穿。
发动机提前关机。
最后,整枚火箭坠毁。
真正引发事故的,不是那台被烧穿的发动机。
而是一只长度不到六十毫米的防涡板连接销。
第二枚逐星一号的甲烷箱立即停止装配。
原单点连接改成双锁止结构。
防涡板边缘增加姿态监测光纤。
控制程序也加入低液位横向摆动限制。
就算某个连接件再次失效,箭体也会主动调整姿态,避免出流口暴露。
事故原因找到了。
接下来才是那台发动机本身。
甲烷涡轮泵被送进防爆拆解间。
泵壳沿预定切线打开。
内部转子仍然卡死。
液压拉具施加到八十吨,主轴才缓慢退出。
两只轴承已经烧结在轴颈上。
叶轮十九片叶片全部发生擦碰。
涡轮端更有四片叶尖缺损。
主轴中段弯曲零点四七毫米。
这种转子不可能继续修磨使用。
新转子制造周期至少八个月。
天工m85又是最新型号,仓库没有完整备件。
寰宇航天只能提供三只早期试验转子。
第一只在超速试验中产生内部裂纹。
第二只叶轮尺寸属于旧方案,流量低百分之九。
第三只因为热处理温度偏差,涡轮盘硬度不合格。
三只转子,没有一只能够直接使用。
周野逐一检查。
第一只的叶轮完好,主轴和涡轮盘报废。
第二只主轴材料状态最好,但叶轮已经落后两个版本。
第三只涡轮盘不能使用,轴承安装段却没有任何缺陷。
【检测到三组同源报废涡轮泵转子】
【综合可用材料比例:68%】
【可重构目标:天工m85甲烷泵转子】
【预计最高转速:每分钟转】
【本次重构需消耗6800点】
【是否执行】
周野看着三只被判废的试验转子。
单独看,它们都不能上天。
可把三只报废件中最好的部分留下,也许能重新造出一只真正合格的心脏。