羅德偉
蘇聯(lián)在5月15日成功地發(fā)射了一個衛(wèi)星式宇宙飛船的消息傳來,大大鼓舞了我們中國人民以及全世界勞動人民,都為這一科學上偉大成就而歡呼。說明人類到其他星球去的日子愈來愈近了。這次宇宙飛船的重量達到四千五百多公斤,比前幾個月向太平洋發(fā)射的遠程導彈最后一級的重量還大三倍左右。大家都很清楚火箭的有效負荷愈是重,那么火箭發(fā)動機的動力也就需要得愈大。一般發(fā)射有效負荷為一公斤的衛(wèi)星所需的推力大約要一噸,這樣初步估計這次火箭的推力約為四千噸的推力。要像這么大推力的發(fā)動機在設計上須要解決一系列復雜的技術上問題。
首先,要產生這樣大的推力,只靠增加燃料的流量,增加燃料貯箱的體積是不行的,因為這樣會使得火箭的起飛時重量太大,以致發(fā)射不上去。所以必須要有較高的單位推力(單位推力是每秒一公斤的燃料所能產生的推力,它是評價發(fā)動機工作好壞的一個指標)。普通燃料如液氧與煤油的單位推力只有280秒,是還不夠,必須要用高能化學燃料如液氧與液氫,或液氧與液氟才可以。它們的單位推力可以達到380到400秒左右。此外要得到較高的單位推力除了采用高能燃料外,還必須在工作過程上大力改進,例如混氣形成應該良好(混氣形成是指燃料中兩種成份在燃燒室內完成霧化,蒸發(fā),混合等一系列過程總稱)、燃料放出熱量的效率應該高等等。要得到較高的單位推力須要在理論研究及實驗方法克服許多困難才能解決。
其次,要設計及制造出大推力的發(fā)動機須要把火箭作成多級,其中的發(fā)動機作成多束,每一束要作成多室。所謂多級,大家都很清楚這一個名詞,不必需要說明。多束是指每一級的發(fā)動機臺數(shù)目不止一個而可以是四個或四個以上,還可以多到七八個。多室是指每一臺發(fā)動機的發(fā)動機室(即燃燒室與噴管的總稱)的數(shù)目可以是兩個或四個。為甚么要采用多束多室呢?因為每一個單室發(fā)動機所發(fā)出的推力是有一定限制,一般是不會超過一百噸,所以要把它們組合起來才能得到較大的推力。因此像發(fā)出四千噸推力,若果每一臺的推力都相同的話,就至少要有四十臺的發(fā)動機。在多束多室的發(fā)動機的情況下,它們工作情況應該彼此協(xié)調,發(fā)出的推力,在同一束中,應該保證相同,要實現(xiàn)這一點是很不容易的。因為必須要供應系統(tǒng)工作很準確,每一束中各個室的推力應該相同。
最后大推力的發(fā)動機一般是很容易發(fā)生振蕩性燃燒(就是燃燒室內的壓力作周期性的振蕩),因而所發(fā)生的推力也就不是穩(wěn)定數(shù)值,這樣發(fā)動機的振動會傅到火箭殼體也使其發(fā)生振動,也就會使得火箭的速度及方向發(fā)生偏差,火箭就可能進入不了軌道。而要解決振蕩燃燒是很復雜,它與燃料燃燒過程,霧化過程,噴咀設計,室的構造,供應系統(tǒng)自動調節(jié)原理等等都有關系。
蘇聯(lián)這次宇宙飛船中火箭動力的強大以及軌道控制的精確。說明了以上所述的幾方面技術問題都已經(jīng)完全解決,再一次證明蘇聯(lián)火箭動力成就是巨大的,發(fā)展的速度是驚人的。
蘇聯(lián)為了人類和平,征服宇宙的偉大科學事業(yè)所作出的貢獻又一次顯示了毛主席英明的論點“東風壓倒西風”的正確再一次顯示出社會主義制度無比的優(yōu)越性。更加鼓舞了全世界人民為反對帝國主義爭取持久和平的信心。