科研从博士生开始 - 第106章 抵达基地，火箭的Pogo振动问题！

    第106章 抵达基地，火箭的pogo振动问题！
    “航天二院出问题了？”
    “具体怎么回事？”
    等盛振华说完以后，谭友铭忍不住疑惑问道。
    盛振华道，“好像是大型火箭试射的问题，具体我也不清楚，杜斌教授就是让我们过去。”
    他问向张硕，“你没接到电话？”
    张硕摇了摇头，下意识扫了一下手机，就发现有个未知的电话打过来。
    电话接通，就听对面问道，“是张硕教授吗？”
    “我是张硕，你好。”
    “我是航天二院动力组的杜斌，你还记得吗？我们在苏东大学见过。”
    杜斌继续道，“我打电话过来是想邀请你来一趟航天二院，我们遇到了一点儿问题，急需计算数学、动力学领域方面的专家。”
    “什么时候？”张硕问道。
    “越快越好！”
    张硕又和杜斌说了几句，放下了电话对盛振华道，“看起来，杜教授还是真是挺着急……”
    “那就走吧！”
    去航天二院的不只是盛振华，还有科工所的邓强，再包括张硕一行总计三个人。
    他们去的不是航天二院的研究院，而是一个火箭发射基地附近的科研基地。
    三个人飞去了西京。
    路上，盛振华也说了起来，“我估计，应该是火箭试射发生了什么问题。”
    他对张硕道，“我和邓强是参与喷射动力计算模拟的工作，你可能会去到动力组，杜斌就是航天二院动力组的负责人。”
    张硕没有参与过这种工作，他疑惑问道，“去动力组，要分配一些计算工作？”
    “可能是吧。”盛振华说完补充一句，“只是猜测，我也没遇到过这种情况。”
    航班飞到了西京。
    在走出西京机场后，他们就坐上了航天二院派来接人的汽车，随后用了两個小时才抵达了目的地。
    这是一个距离火箭发射基地很近的科研基地，从外面看起来像是一个很空旷的工厂，汽车进了基地正门，又行驶了有两、三公里，才见到了几个办公楼。
    车子停在了一座办公楼的正门。
    张硕和盛振华、邓强走下车，等了不久就见到杜斌走了出来。
    杜斌带着三人进了办公楼，一路也介绍起情况，“前几天，我们进行了大型运载火箭的试射，发现了严重的pogo振动问题。”
    “其严重程度已经达到，可能会直接影响火箭到高空正常分离的程度。”
    “专家组研判认为可以试着调整喷口结构，但也不确定，火箭的pogo振动是世界航天难题，大型运载火箭构造太复杂，谁也无法得出准确结论。”
    杜斌简单一说，张硕就明白过来。
    pogo振动！
    在卫星发射中心现场近距离看过火箭发射，就会有一个共同的感受，那就是当火箭点火的一瞬间，方圆几百米之内的地面都会发生强烈的震动。
    这是站在地面的感受。
    震动反应到火箭上就是pogo振动，也就是会让火箭整体上出现剧烈颤抖现象。
    pogo振动引发的原因谁也不能确定，但专业领域认为是每个发动机的脉动推力很难保持稳定，导致箭体结构与推进系统动力学特性耦合，而产生了纵向不稳定振动。
    其内在原因是输送管路内推进剂的压力波动引起发动机推力脉动，导致箭体结构振动，进而加剧管路内压力波动，形成正反馈回路引起结构振动放大。
    pogo振动是个大问题。
    pogo振动比较严重，就极有可能导致发射失败。
    即便震动不严重，对火箭结构不会造成威胁，但火箭上的仪器、设备以及航天员的生命安全都会受到威胁。
    现在就是严重的情况。
    杜斌说已经严重到可能会影响火箭的高空分离，也就会直接导致发射任务失败。
    在进行故障研判以后，他们找了一大堆的计算数学、动力学的专家，来专门对于火箭发动机推力的动力平衡问题进行计算研究，看看是不是能通过改善喷口结构，来减小pogo振动的问题。
    减小，不是解决。
    pogo振动，必定是存在的，并不是说改善了喷口就完全解决了问题。
    大型的运载火箭的构造实在太复杂了。
    火箭上已经安装了变能蓄压装置，就是专门针对pogo振动的解决方案，但显然效果并不好。
    杜斌简单说完以后，就一路带着张硕去了动力组。
    盛振华猜的还是挺准的，杜斌邀请张硕就是想让他来动力组，帮忙做一些复杂的计算工作。
    航天二院的专家组研判认为，对火箭的喷口结构进行调整改善，可能会对降低pogo振动有帮助，而想对火箭喷口进行调整就需要大量的动力学计算。
    一个是保证喷口结构，不影响发动机提供的推力。
    第二就是最大化实现各方向的稳定，而且是在各个发动机可能存在脉动推力不稳定的情况下，通过喷口结构的调整来尽可能的实现稳定。
    动力组是一个区域，占据一个楼层的一半儿，每个办公室里都有人在认真工作。
    杜斌带着张硕去了倒数第二间办公室，把里面的人喊了出来，“周兵！”一个戴着圆框眼镜，看起来有些虚胖的中年人从里面走出来。
    杜斌帮着介绍了一下，就把张硕分配给了周兵。
    周兵则带着张硕进了办公室，还一边说着，“张硕教授，久仰大名啊，你还真是年轻啊。”
    “过奖。”
    办公室里有三个人，他们也简单做了下介绍，有人看见张硕也感到很新奇，但还是继续忙着手头的工作。
    周兵直接说道，“我们的组已经忙不过来了，你就真是及时雨，我就直奔主题了。”
    他说的拿出了一张纸，上面有一大堆写好的列式方程，“这些计算问题都是分给我们的，你看着做，一定要保证精度。”
    他说的轻呼了一口气。
    动力组要解决综合性的问题，会把大量的计算分配到下面的小组。
    之前他们组少了一个人，分的工作却不少。
    现在多了一个张硕，据说计算数学水平不错，发表过相关的顶刊论文，但计算能力上也不确定，不管怎么说，多一个人总是好的。
    张硕找了个空置的办公桌坐下来，也顺手打开了电脑，就开始看起了纸上的内容。
    简单来说，就是一大堆复杂方程。
    这些方程有一个统一的特点，就是具有严重非线性的特征，要么就是非常的复杂。
    其中还有一个是流体力学方程组。
    张硕看看都感觉有些头疼，类似的方程或方程组都需要用数值法去计算，要求还是尽量精准，也怪不得要找很多计算数学的专家过来。
    他用力按了脑门，也只能硬着头皮开始了工作。
    在正式进入工作之前，先利用系统建立一个任务——
    【任务一】
    【研究项目名称：偏微分方程数值求解（难度评估：e）。】
    （任务可提升至c级。）
    【进度：0.301%。】
    （任务可取消，目前，取消任务需要科研币数量：0。）
    （剩余进度需要科研币数量：1。）
    “一个题，一个科研币？”
    张硕都有心直接氪币完成，想想还是太奢侈，决定消耗科研币辅助提升状态。
    【科研币-1】
    正式进入工作状态！
    偏微分方程的数值求解，并不是依靠手动计算，还是需要电脑软件进行辅助。
    一般都是先用电脑辅助进行离散变换，再根据结果去找方法进行数值代入，中途还需要电脑进行计算分析。
    张硕看着题目感觉头疼，实际上，对他来说并不复杂，有科研币效果的辅助，再加上任务系统的方向修正，配合使用计算机，大概用了五分钟时间就完成了一个方程的计算，验算结果也是比较精准的。
    然后，他继续建立任务，继续进行计算。
    大概了半个多小时，纸上的方程内容就已经全部计算完毕了。
    这时候，张硕也有时间思考起pogo振动的问题。
    火箭发射的pogo振动，是航天领域的世界难题，国外对pogo振动的研究，已经有了七八十年的历史，国内也研究了超过五十年时间。
    pogo振动，一般都是碰到问题、解决问题。
    有一些学者也会专门去研究pogo振动的理论，比如，罗宾-布朗，他一辈子都在和pogo振动打交道，也是pogo振动研究的创始人。
    但是，罗宾-布朗研究的一些理论以及针对pogo振动问题所采用的应对方式，依旧只限于几种类型的火箭。
    比如，他早期的研究只针对串联火箭。
    后来火箭变得越来越复杂，他提出利用状态空间法来描述pogo振动，通过求解状态空间的特征值获得pogo振动稳定性的判据。
    这些理论很难用于实践中。
    火箭技术是一直在发展的，而且伴随着运载需求的增大，火箭就变得越来越复杂。
    同时，火箭成本也是越来越高。
    大型的运载火箭，制造成本达到上亿美元都是很正常的，设计制造出来以后，内部就不太可能进行大的调整，也就是说不能从里面去解决pogo振动问题。
    专家组是考虑通过调整喷口结构，来一定程度上降低pogo振动问题。
    张硕则是在考虑另一个问题，“pogo振动，和发动机喷射稳定性有关，但也是多方面原因造成的。”
    “针对这次的试射实验，是不是能单一从喷射动力方面，找到产生pogo振动的原因？”
    他思考着建了个任务——
    【任务一】
    【研究项目名称：试射实验中喷射动力引发pogo振动问题研究（难度评估：b）。】
    【进度：0.003%。】
    （任务可取消，目前，取消任务需要科研币数量：0。）
    （剩余进度需要科研币数量：200。）
    “200币的b级任务？”
    “还不算高。”
    张硕思考着，“看来，需要找一些火箭的发动机性能以及动力方面的数据，否则不可能完成研究。”
    (本章完)