第三百三十四章 第二次进行材料

第三百三十四章：第二次进行材料研发（标题少打了一个字）

接近九十千牛的推力，虽然比不上之前的电推进-无工质发动机。

但在各国专家眼中已经相当优秀了，同样是黑科技级别的东西。

毕竟无论是华国自主研发的霍尔电推进系统，还是米国的离子电推进系统，和这个相比都远远不如。

这种电磁型推进系统的推力，甚至能和涡轮喷气发动机一较高下。

由老毛子克里莫夫厂商研究出来的RD-33MK航空发动机，最大推力也不过是88KN而已。

而这种发动机可是应用于著名的米格-29K、米格-35、JF-17枭龙等战机上的。

可见这个数值的推力已经不低了。

但让各国专家纷纷叹息的是，这种电磁型推进系统对于‘工质’的消耗，实在太过可怕。

全功率运转的情况下，每分钟能消耗掉两百千克的液态氙工质。

尽管它能提供不亚于涡轮喷气发动机的推力，可对于人类来说，几乎没有什么太大的用处。

一分钟消耗掉两百公斤液态氙，除非各国能大规模且廉价的获取到氙或者合成氙。

否则没有任何一个国家会去使用这种发动机。

即便是在卫星或者航天发动机上，也不会应用，实在是消耗不起。

虽然涡轮喷气发动机消耗的重油也很贵，但对比之下，就显得很便宜了。

当然，之前那种能消耗极低能源而提供极为庞大推力的变态级黑科技的电推进发动机列外。

毫无疑问，那是这个主播在过去直播的数年中，拿出来的最变态的黑科技。

.......

控制室内，韩元依旧在对电磁型推进系统做测试收集各种数据。

但测试的时间比之前对电推进发动机要短不少，十多分钟第一次的测试就结束了。

没办法，工质数量撑不起长时间的测试。

一个单位三吨的液态氙，也只够全功率运转十五分钟的。

这就注定了韩元没法像之前一样连续两天两夜不断电的对这台电磁推进发动机进行测试。

即便是他能用科技积分兑换液态氙，也消耗不起。

不过相对于上一次的电推进发动机来说，这台电磁推进发动机的各种零件都是经过了合格测试的。

制造工艺和检测条件可比上一次好不少，能在一定程序上进行弥补。

十多分钟的测试完成后，通过中央计算机保存测试结果被韩元调用了出来，仔细的检查观看着。

“最大推力89.3KN，最小推力79.6KN，平均推力82.83KN......”

“工质剩余9.9%，液态氢循环次数182次......”

各项数据浮现屏幕上，参考之前学习过的知识信息，一眼过去，韩元就能在脑海中完成分析。

相对于知识信息里面的数据来说，这一次制备出来的电磁型推进系统总体数据都要稍微弱一点。

不过也在标准浮动范围之类。

至于为什么会出现这种弱一点的现象，可能还是因为零部件的加工工艺和数据检测手段有关。

特别是液态氢冷系统，是整体环节中最弱的一个。

好在制备发动机使用的合金材料属于优秀级的，弱一点也能撑得住。

总体来说，这一次的电磁型推进系统比标准的要弱一些，却也在浮动范围内，能应用到新型航天飞机上去。

既然这样，韩元也没有要将其推翻重做的想法。

远程操控命令和预设命令能正常执行就没有什么问题。

反正他自己又不需亲自要上去，无人升空的情况下，发动机弱一点也也问题不大。

三台电磁推进发动机只要不同时坏掉两台，全功率运转下依旧能将新型航天飞机送上近地轨道。

电磁型推进系统的测试完成，韩元将自己的时间也解放了出来。

新型航天飞机是在原先的勒落三角飞行器上改进而来的，外观上有一些变化，但原先的零部件还有不少可以使用。

在关键的发动机技术解决后，剩下的还有一个关键技术就是表面的保护层了。

因为新型航天飞机依旧是采用的太阳能电板和锂硫电池进行功能。

那么表面的保护层就必须得高透光。

否则镧化镓硅薄膜太阳能发电板无法转换出来足够的电能。

那么问题就来了，在高透明状态下，还得拥有抗高温能力、缓冲温度或降低温度的能力。

这要是放到各国的材料研发所内，绝对是逼死一众顶级材料专家的任务。

即便是对于韩元来说，也是一个不小的挑战。

在此之前，他搜索了脑海中的一些关键信息，找的确是找到了一些透明材料，但都有着这样那样的缺点，并不符合条件。

所以这一次的耐高温高强度透明材料，得自行研发。

在设计组装电磁型推进系统的这些天，利用晚上的时间，韩元也一直都在设计和研发这种新型材料。

耐高温，高透明，拥有一定强度和缓冲温度的能力。

这就是对这种覆盖保护材料的要求。

听起来很简单，但能逼死个人。

如果只是单一的属性要求，他手中有不少材料都能满足。

但要同时做到这些，那就很难了。

高透明和耐高温这两种要求虽然不是互相对峙，但要组合到一起也不是一件容易的事情。

除此之外，这种材料还要求有一定的强度以及缓冲温度或降低温度的能力。

这就更难了。

之前应用到勒落三角飞行器上的高强度高透光耐高温钢化玻璃已经是他手中里面最好的一种玻璃材料。

而这种材料依旧达不到要求。

至于其他的透明材料，无论是玻璃也好，还是有机聚酯类材料也好，都不符合要求。

以至于过去了一个月的时间，韩元都没有设计出来合适的材料。

不过这一个月的时间也不是白白浪费的。

通过不断的理论设计分析和实验处理，到大概一周前，韩元大概找到了一种可能的方式并完成了初步的理论设计。

硬要用一种材料集合所有的功能对于目前的他来说是不可能的。

所以韩元将这些功能点分成了两大部分。

第一部分最表层。

使用一种高透光、耐高温、高强度的材料来做保护。

第二层则是中间层。

将缓冲温度的性能放到这一层来，通过中间层来缓冲掉一部分高温，使得表面温度达到六百度以下。

拆开功能点，将其作为两层来进行处理，还是能做到的。

关键点在于表层。

表层的高透光、耐高温、高强度这三个性能是表层材料必备的。

缺一不可。

韩元之前设计过三层架构，尝试过将高强度这一性能在第一层去掉，放到第二层来做支撑。

理论上是可以走的通的，但当他利用晚上的时间简单的实验后，就发现了问题。

在缺少高强度性能的情况下，第一层的耐高温材料在高压高温下出现了碎裂的痕迹。

虽然没有彻底崩溃掉，但材料表面的裂纹在最严重的时候宛如帝王裂一般，看起来触目惊心的。

一次的实验不足以否决掉韩元的信心，但后续两三次不同材料的更换依旧是这种状况。

这直接就让他打消了这种三层分布架构式的想法，回归了两层结构。

而两层结构中，表面材料的研发是最难处理的。

条件太苛刻。

在经过长时间的理论设计、数据计算和实践后，韩元放弃了玻璃材料和耐高温有机聚酯材料，将目光放到了宝石上。

相比较于在耐高温玻璃上找突破口。

在宝石上找突破口似乎更容易一些。

玻璃的主要成分是二氧化硅和其他氧化物。

而二氧化硅决定了玻璃的一部分性能，这是暂时没法突破的物理界限。

宝石不同，蓝宝石和红宝石的主要成分都是晶系氧化铝，在耐高温能力和强度上并不弱。

透明度也有办法解决，处理掉里面的杂质，补充其他加强抗性的材料分子也是可以的。

单纯的晶系氧化铝结构的高温融化点在2050℃，沸点3500℃，最高工作温度可达1900℃。

这也是韩元将目光投向宝石的原因。

按照这种条件，晶系氧化铝结构的材料是符合新型航天飞机表层材料要求的。

当然，透明度和耐高温性能够，缺点自然也有的。

晶系氧化铝结构材料在韧性和抗性方面有些不足，自身带有一定的脆性，容易损坏。

所以单纯的晶系氧化铝材料不足以担任表层材料重任。

当然，除了红蓝宝石外，其他的宝石也给韩元带来了一些启发。

比如钻石。

这种由碳元素组成的单质晶体，在高纯度的情况下，透明度，耐高温，硬度等性能都很不错。

缺点时它太脆了，用力碰撞就会碎裂。

所以在考虑过后，韩元还是放弃了这种材料。

不过它的单质晶体结构在后面实验的时候能用上。

除了钻石外，常见的翡翠也给他带来了一些启发。

作为玉石中的硬玉，其主要化学成分是纳铝硅酸，虽然在高温烘烤下，翡翠容易改变物理性质，内部分子体积增大。

但翡翠内部的无数细小纤维状矿物微晶纵横交织而形成的致密块状结构却给他带来了不小的启发。

这种结构使得翡翠拥有较强的韧性和抗性，这一块的性能远超钻石。

利用从翡翠结构中得到的启发，韩元开始对晶系氧化铝做一定的结构调整。

但很快，第一次的结构调整失败了。

化学实验室中，韩元带着手套将容器中充满碎裂的透明材料拿了起来，寻找着失败的原因和思索着改进的方法。

很快，他通过仪器设备的分析结合自己的猜想找到了问题的大致出现点。

应该是翡翠中微晶纵横交织而形成的致密块状结构导致的，虽然这种结构给材料提供了一定的韧性和强度。

但也间接的削弱了一部分的耐高温能力和抗性。

找到问题点后，韩元马不停蹄的进行了第二次的检测测试。

“果然，问题在这里。”

盯着显示屏上的数据，韩元喃喃自语了一句。

从翡翠晶体结构上学来的东西有用，但也有缺点。

它能增强透明材料的韧性和抗性，但也削弱了材料的耐高温性能。

之前透明材料的耐高温工作性能在一千七百度左右，现在降低到了一千两百度左右。

五百度的温差削弱，让这种材料直接就废掉了。

水平拉低到了韩元手中的顶级玻璃层次。

当然，如果单纯的是这样，韩元就放弃掉这种材料的研发了。

但他没有，即便是目前这种材料几乎被废掉了，也没放弃。

相反，韩元从这种材料的研发道路上看到了一丝希望，看到了一片曙光。

因为他想到了另外一种材料结构。

从那条远古沃那比蛇身上拆下来的鳞片，那块鳞片上拥有着细致的叠层结构。

后面韩元在对沃那比蛇鳞片研究的时候，意外发现这种鳞片拥有较高的耐高温拒燃烧能力。

这在当时引起了他的兴趣，可惜当时没有足够的条件进行确认到底是鳞片本身的材料自带的，还是细致的叠层结构带来的。

后面在工业设备进行第二次全面升级后，在制造出电子显微镜、红外分析仪等设备后，韩元重新对沃那比蛇的鳞片进行了分析。

最后确认是材料和叠层结构同时在起作用。

特别是鳞片中那种细致的叠层结构，远比韩元之前想象中的还要复杂。

以前光凭肉眼根本就分析不了太多的东西，只有到了专门的仪器底下，才能看出来。

这些细致的叠层架构不仅仅是叠层，在叠层鳞片间，还拥有着一种特殊的三角晶体结构。

众所周知，三角形是所有多边形中最稳定的结构。

因为三边相等的三角形全等，所以一个三角形的三条边固定后，它的内角是无法改变的，是确定的。

所以说它最稳定，而其它多边形不具有类似的性质。

而这种三角晶体结构给与了鳞片极强的抗拉伸能力、韧性、强度等。

一块鳞片上拥有这种稳定结构，韩元都不知道这条蛇到底是怎么进化出来的。

想不通就不想到了，现在这种结构给与了他新的帮助。

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