黃明哲在蓮花山核子研發基地呆了一個多星期,隻將多重可控核聚變推進到硫原子階段。
硫原子之後麵臨著眾多技術難題,工程上麵和極大增加反應爐的體積,顯然這是材料不過關導致的問題。
“材料材料!終究是一個跨不過去的坎。”黃明哲搖了搖頭說道。
董寬拍了拍他肩膀:“我們已經完成了理論設計,接下來肯定可以搞出來的,這隻是時間問題。”
然而黃明哲卻沒有那麽盲目樂觀,從理論設計的需要來看,反應爐需要材料性能至少需要提升10倍左右,才勉勉強強到達最低標準。
如果要滿足小型化,材料性能需要提升倍。
作為材料學的頂級科學家,又是計算材料學的集大成者,黃明哲知道目前新人類的材料學已經進入瓶頸期。
原子—分子級材料的瓶頸已經如期而至,這是他預料之中的事情。
這是根本上的先天性限製,原子—分子級材料就算是玩出花來,也是原子—分子材料,比起簡並態中子材料、誇克材料的起步弱了非常多。
“老董,多重可控核聚變交給你帶著,我要處理一下核聚變發動機研究所的事情。”
“沒問題。”
至於魏風早就腳底抹油了,他對於核聚變興趣不大,之前還是黃明哲拉著他過來的,搞到碳原子階段,他就知道事不可為。
現在他也在負責兩個大型物理項目,自然沒有時間浪費在這裏。
黃明哲來到自己的辦公室,將替身機器人放回保存艙裏麵,然後離開核子研發基地。
不知名基地裏麵,退出虛擬網絡的黃明哲,活動活動了身體。
來到基地外麵,這裏是一個建設在武夷山深處的秘密基地,現在武夷山周圍已經是自然風景區,人類的活動少之又少。
東亞大區作為新人類的核心區,這裏未來依舊會保留4~5億人口。
盡管是人類文明區,但是一些生態脆弱的區域,該退出還是要退出。
比如青藏高原、雲貴高原、各地山區,除了曆史名城會保留下來,其他區域的人口都全麵遷移出來。
這個基地一旁,就是一座廢棄的小鎮。
小鎮全體居民一起搬遷到北美費城區那邊,說故土難離那是在開玩笑,以前是環境限製,國內到處人滿為患,根本沒有地方可以遷移。
現在新人類占據整個藍星,大把平原土地安置,加上新人類觀念和舊人類有很多區別,他們並不排斥遷移。
黃明哲漫步在小鎮之中,張士和如影隨形的保護著他。
小鎮的房屋還保留著,就是塑料製品和家用電器之類,被全回收走了。
斑駁的牆壁上,石灰坑坑窪窪露出底下的紅磚,青苔雜草喇叭花在侵占人類的遺跡。
喵……
他抬頭一看,一頭帶著幼崽的大花貓,正在二樓陽台盯著陌生人。
人類集體遷出這裏才不到一個多月,野生動物和植物就開始複蘇。
“生命何其偉大,藍星從來沒有在意過人類,也不需要人類拯救,我們隻是在拯救自己。”黃明哲感歎道。
走了一圈,這個小鎮的人類痕跡正在消失,動植物們正在消滅人類存在的鋼筋混凝土、家具用品。
或許若幹年以後,這裏就再也沒有什麽小鎮了。
“走吧!”
回到基地裏麵。
黃明哲再次進入虛擬網絡,登陸了位於秦皇島核聚變發動機研究所的替身機器人。
負責這個研究所管理工作的秦長歌,是之前思維社激光實驗室的負責人。
他給黃明哲介紹了下一代核聚變發動機的思路。
黃明哲一邊聽一邊快速翻看了一遍研究所的資料。
一般而言,宇宙飛船發動機工作需要兩種東西——能量和工質。
而化學能火箭中,推進劑既當爹又當媽,既提供了推進的能量,又充當了推進的工質。
這樣看似簡化了結構,但是根據動量守恒定律可知,火箭的比衝和拋射工質的速度成正比,而化學能火箭噴射工質的速度存在著上限。
而核聚變發動機就是用聚變產生的能量加熱工質(聚變產物本身也可以當工質)產生推進力的發動機。
在聚變引擎中,有三種類型的能量來自聚變反應:等離子體熱能、中子能量、軔致輻射能量人。
等離子體熱能,就是當聚變燃料進行聚變時,燃料原子被電離成有用的熱等離子體離子,這裏包含了大部分的融合能量,也是容易使用的能量。
許多聚變反應或副反應會產生致命的中子輻射,高能中子對於新人類也是是致命的。
另外長時間的中子照射可以導致發動機部件中子脆化和中子活化。
中子能量在核聚變直噴發動機之中,屬於半浪費狀態。
而軔致輻射能量,主要是發生在從核聚變反應的熱等離子體中的離子與電子碰撞時。
有用的等離子體熱能,被轉換成無用的、危險的x射線加冷離子,這也被認為是浪費能源。
黃明哲知道核聚變發動機的工程上限是光速30%左右,但是現在人類連10%都難以達到。
主要是核聚變直噴發動機被浪費的能量太多,導致燃料載荷比超大,用五萬噸核燃料才可以將五百噸設備加速到12%光速,燃料載荷比達到100。
即1噸設備需要100噸燃料來加速,能量和工質浪費太多了。
黃明哲已經了解了秦長歌他們的思路:“你們的方案是混合模式,這個思路不錯。”
“這也是公元時代就有的思路,我們剛好技術條件達到,u看書uknshu 便拿來使用了。”秦長歌笑著解釋道。
“我們去看你們的原型機。”
“沒問題。”
……
在實驗室裏麵,一台12噸重的核聚變發動機,正在進行點火測試。
這台發動機和之前的核聚變直噴發動機有些不同。
所謂的混合模式,是因為核聚變發動機有三個模式:純聚變、聚變加力燃燒發動機、雙模式聚變發動機。
而混合模式就是雙模式聚變發動機。
這種核聚變發動機除了使用等離子體熱能,也使用了中子和軔致輻射能加熱冷反應質量。
此外,雙模式可以切換到純融合模式,因此這種模式具有最高的最低推力/推進劑質量流量,和最高的排氣速度/比衝。
“理事長你看,這就是混合模式下的磁—慣性發動機。”秦長歌麻利的介紹著。
“目前燃料利用率提升了多少?”
“26%左右,如果在外太空采集工質,燃料利用率可以提升到85%左右。”
黃明哲點了點頭,這個提升是非常巨大的,就算是保守一些,也可以讓飛船的燃料載荷比降低三分之一左右。
對於宇宙飛船而言,一點點燃料載荷比下降,都可以讓飛船增加有效載荷。
硫原子之後麵臨著眾多技術難題,工程上麵和極大增加反應爐的體積,顯然這是材料不過關導致的問題。
“材料材料!終究是一個跨不過去的坎。”黃明哲搖了搖頭說道。
董寬拍了拍他肩膀:“我們已經完成了理論設計,接下來肯定可以搞出來的,這隻是時間問題。”
然而黃明哲卻沒有那麽盲目樂觀,從理論設計的需要來看,反應爐需要材料性能至少需要提升10倍左右,才勉勉強強到達最低標準。
如果要滿足小型化,材料性能需要提升倍。
作為材料學的頂級科學家,又是計算材料學的集大成者,黃明哲知道目前新人類的材料學已經進入瓶頸期。
原子—分子級材料的瓶頸已經如期而至,這是他預料之中的事情。
這是根本上的先天性限製,原子—分子級材料就算是玩出花來,也是原子—分子材料,比起簡並態中子材料、誇克材料的起步弱了非常多。
“老董,多重可控核聚變交給你帶著,我要處理一下核聚變發動機研究所的事情。”
“沒問題。”
至於魏風早就腳底抹油了,他對於核聚變興趣不大,之前還是黃明哲拉著他過來的,搞到碳原子階段,他就知道事不可為。
現在他也在負責兩個大型物理項目,自然沒有時間浪費在這裏。
黃明哲來到自己的辦公室,將替身機器人放回保存艙裏麵,然後離開核子研發基地。
不知名基地裏麵,退出虛擬網絡的黃明哲,活動活動了身體。
來到基地外麵,這裏是一個建設在武夷山深處的秘密基地,現在武夷山周圍已經是自然風景區,人類的活動少之又少。
東亞大區作為新人類的核心區,這裏未來依舊會保留4~5億人口。
盡管是人類文明區,但是一些生態脆弱的區域,該退出還是要退出。
比如青藏高原、雲貴高原、各地山區,除了曆史名城會保留下來,其他區域的人口都全麵遷移出來。
這個基地一旁,就是一座廢棄的小鎮。
小鎮全體居民一起搬遷到北美費城區那邊,說故土難離那是在開玩笑,以前是環境限製,國內到處人滿為患,根本沒有地方可以遷移。
現在新人類占據整個藍星,大把平原土地安置,加上新人類觀念和舊人類有很多區別,他們並不排斥遷移。
黃明哲漫步在小鎮之中,張士和如影隨形的保護著他。
小鎮的房屋還保留著,就是塑料製品和家用電器之類,被全回收走了。
斑駁的牆壁上,石灰坑坑窪窪露出底下的紅磚,青苔雜草喇叭花在侵占人類的遺跡。
喵……
他抬頭一看,一頭帶著幼崽的大花貓,正在二樓陽台盯著陌生人。
人類集體遷出這裏才不到一個多月,野生動物和植物就開始複蘇。
“生命何其偉大,藍星從來沒有在意過人類,也不需要人類拯救,我們隻是在拯救自己。”黃明哲感歎道。
走了一圈,這個小鎮的人類痕跡正在消失,動植物們正在消滅人類存在的鋼筋混凝土、家具用品。
或許若幹年以後,這裏就再也沒有什麽小鎮了。
“走吧!”
回到基地裏麵。
黃明哲再次進入虛擬網絡,登陸了位於秦皇島核聚變發動機研究所的替身機器人。
負責這個研究所管理工作的秦長歌,是之前思維社激光實驗室的負責人。
他給黃明哲介紹了下一代核聚變發動機的思路。
黃明哲一邊聽一邊快速翻看了一遍研究所的資料。
一般而言,宇宙飛船發動機工作需要兩種東西——能量和工質。
而化學能火箭中,推進劑既當爹又當媽,既提供了推進的能量,又充當了推進的工質。
這樣看似簡化了結構,但是根據動量守恒定律可知,火箭的比衝和拋射工質的速度成正比,而化學能火箭噴射工質的速度存在著上限。
而核聚變發動機就是用聚變產生的能量加熱工質(聚變產物本身也可以當工質)產生推進力的發動機。
在聚變引擎中,有三種類型的能量來自聚變反應:等離子體熱能、中子能量、軔致輻射能量人。
等離子體熱能,就是當聚變燃料進行聚變時,燃料原子被電離成有用的熱等離子體離子,這裏包含了大部分的融合能量,也是容易使用的能量。
許多聚變反應或副反應會產生致命的中子輻射,高能中子對於新人類也是是致命的。
另外長時間的中子照射可以導致發動機部件中子脆化和中子活化。
中子能量在核聚變直噴發動機之中,屬於半浪費狀態。
而軔致輻射能量,主要是發生在從核聚變反應的熱等離子體中的離子與電子碰撞時。
有用的等離子體熱能,被轉換成無用的、危險的x射線加冷離子,這也被認為是浪費能源。
黃明哲知道核聚變發動機的工程上限是光速30%左右,但是現在人類連10%都難以達到。
主要是核聚變直噴發動機被浪費的能量太多,導致燃料載荷比超大,用五萬噸核燃料才可以將五百噸設備加速到12%光速,燃料載荷比達到100。
即1噸設備需要100噸燃料來加速,能量和工質浪費太多了。
黃明哲已經了解了秦長歌他們的思路:“你們的方案是混合模式,這個思路不錯。”
“這也是公元時代就有的思路,我們剛好技術條件達到,u看書uknshu 便拿來使用了。”秦長歌笑著解釋道。
“我們去看你們的原型機。”
“沒問題。”
……
在實驗室裏麵,一台12噸重的核聚變發動機,正在進行點火測試。
這台發動機和之前的核聚變直噴發動機有些不同。
所謂的混合模式,是因為核聚變發動機有三個模式:純聚變、聚變加力燃燒發動機、雙模式聚變發動機。
而混合模式就是雙模式聚變發動機。
這種核聚變發動機除了使用等離子體熱能,也使用了中子和軔致輻射能加熱冷反應質量。
此外,雙模式可以切換到純融合模式,因此這種模式具有最高的最低推力/推進劑質量流量,和最高的排氣速度/比衝。
“理事長你看,這就是混合模式下的磁—慣性發動機。”秦長歌麻利的介紹著。
“目前燃料利用率提升了多少?”
“26%左右,如果在外太空采集工質,燃料利用率可以提升到85%左右。”
黃明哲點了點頭,這個提升是非常巨大的,就算是保守一些,也可以讓飛船的燃料載荷比降低三分之一左右。
對於宇宙飛船而言,一點點燃料載荷比下降,都可以讓飛船增加有效載荷。