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第87章 火箭两级点火装置(3 / 4)

更棘手的是两级火箭的点火控制方案。最初,科研人员们计划用时间来控制,即助推器点火后,通过钟表机构控制连接的爆破螺栓,再点燃主火箭。但在多次试验中发现,这种方案受到外界温度、湿度、气压等各种因素的影响,总是不能在助推器熄火的瞬间准确点燃主火箭,要么提前点火,导致两级火箭推力叠加,结构承受不住;要么延迟点火,导致火箭失去动力,无法达到预定高度。

“这个问题必须尽快解决,否则火箭发射就是一句空话。”王希季王总工召集科研人员们召开紧急会议语气严肃,“两级点火的时机至关重要,差一秒都不行,必须找到一种不受外界因素影响、能精准控制点火时机的方案。”

王北海看着桌上的试验数据眉头紧锁:“钟表机构的稳定性太差,外界环境稍微变化,计时就会出现偏差。我们必须找到一种能直接感知助推器工作状态的方式,根据助推器的实际工作情况来控制主火箭点火。”

“我同意王北海的看法。”周振申说道,“助推器熄火后,火箭的重力会发生变化,我们能不能利用这个重力变化来触发主火箭点火?”

周振申的话给了大家启发。王总工眼前一亮:“重力变化?这个思路可行。助推器工作时,火箭受到推力和重力的共同作用,处于加速状态;助推器熄火后,火箭只受重力作用,处于失重或减速状态。我们可以设计一个能感知重力变化的装置,来控制点火时机。”

接下来的日子里,王总工带着王北海、周振申等科研人员,日夜攻关,全身心投入到重力开关的研制中。他们查阅了大量资料,反复试验各种方案,最终确定采用弹簧支撑重锤的方法来调节重力变化的位置。

“这个重力开关的核心原理,就是利用弹簧的弹力和重锤的重力平衡。”王总工在实验室里给大家讲解方案,“助推器工作时,火箭加速上升,重锤受到的惯性力向下,压缩弹簧,使开关处于断开状态;当助推器熄火,火箭的加速度消失,重锤在弹簧弹力的作用下向上运动,触发电极,接通主火箭的点火电路,实现精准点火。”

方案确定后,研制工作立刻展开,王北海负责设计重力开关的结构,他根据火箭的实际空间和受力情况,绘制了详细的图纸,确定了弹簧的弹性系数、重锤的重量和尺寸、电极的位置等关键参数。周振申则负责材料的选择和加工,他找来高强度的弹簧和耐腐蚀的金属材料,联系机床厂的大黄,加工出精密的零部件。

在加工过程中,遇到了不少难题,弹簧的弹性系数需要精确控制,太大或太小都会影响重锤的运动;重锤的重量必须恰到好处,才能准确感知重力变化;电极的接触面积和间隙也需要严格控制,确保在重锤运动时能精准接通电路。

大黄在机床厂加班加点,反复调试加工设备,确保每个零部件的精度都符合要求。他用精密仪器测量弹簧的弹性系数,一次次调整加工参数;对重锤进行精准打磨,控制其重量误差在克级以内;对电极进行精细加工,确保接触良好。

零部件加工完成后,科研人员们开始进行组装和调试。王北海带着技术人员小心翼翼地将弹簧、重锤、电极等零部件组装起来,调整它们的位置和间隙。

“第一次调试开始!”王北海按下开关,模拟助推器工作时的加速状态,重锤在惯性力的作用下向下压缩弹簧,开关断开,符合设计预期;当模拟助推器熄火,重锤在弹簧弹力的作用下向上运动,却没有触发电极。

“怎么回事?”周振申皱着眉头问道。

王北海仔细检查了装置,发现是弹簧的弹力不足,重锤上升的高度不够,无法触发电极。

“得更换弹性系数更大的弹簧。”王北海冷静地说道。

科研人员们立刻更换了弹簧,进行第二次调试。这次,重锤成功触发电极,开关接通,但接通的时机比预期晚了05秒。

“还是不行,点火时机晚了。”王总工说道,“我们需要调整重锤的重量,让它在助推器熄火的瞬间就能触发电极。”

接下来的日子里,科研人员们进行了上百次的调试,不断更换弹簧、调整重锤重量、优化电极位置。

“这次试试这个弹簧,弹性系数比之前的大10,重锤也减轻了5克。”周振申拿着新准备的零部件走进实验室,眼底带着淡淡的血丝,显然又是一夜没睡。

王北海接过弹簧,小心翼翼地安装到重力开关上,调整好重锤和电极的位置:“准备模拟试验,记录数据。”

林嘉娴在一旁负责数据记录,手指飞快地在笔记本上书写。随着模拟助推器启动的信号发出,重锤在惯性力作用下迅速压缩弹簧,开关断开;当模拟熄火信号发出,重锤瞬间向上弹起,啪的一声触发电极,仪表盘上的指示灯立刻亮起。

“接通时间秒,符合设计要求!”林嘉娴

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