当唐文将钱临安的电磁加速轨道设想与南极能制造单体1700米「大炮」的信息汇总到维德角後,汉斯专家团就立刻分成了两个方向。
瓦尔特·霍伊泽曼在星舰V1发射後就对超级火箭产生狂热的痴迷,全身心去研究推力超过万吨的星舰V2。
这是一条相对更简单更暴力的路线,毕竟化学火箭还深有潜力可挖,只要不断增加推力总有能把几百吨的星舰飞船推到月球的能力。
而恩斯特·施图林格却对钱临安提出的电磁轨道加速器深深痴迷,只是在稍微计算後放弃了这个想法。
因为按照简化模型,假设电磁轨道是75度倾斜,以8.5G的加速度将5000吨重的火箭加速到500米每秒,峰值功率需要达到200GW,平均功率100GW,即最大功率需求在2亿千瓦以上。
这个功率是什麽概念呢?亚湾核电站的发电功率是200万千瓦,一座尼米兹上的核反应堆输出功率9.7万千瓦,需要两千多台才能满足供电。
就算用超级电容或者飞轮储能,这个储电站规模也大的吓人,而且要抗住均值1亿千瓦、峰值2亿千瓦的超超超超高功率电力输出。
而且这个值还是纯理论计算,若是考虑到现实损耗和转换比,实际需求功率可能高至2.5到3亿千瓦以上,需要建设庞大且复杂的超导系统和冷却系统才能防止过热。
就算这个超级电磁轨道真的建成,一旦启动的後果也是灾难性的。
首先是庞大的电流在轨道中产生的电涡流,会瞬间将一切金属元件加温到数千甚至上万度,直接把自己先烧掉;然後是产生的超大功率电磁场,其体量相当於数千个「洪水」叠加,外太空一半的卫星都得遭殃。
就算退而求其次,将标准从5000吨的完整火箭降低到700吨的星舰飞船,其体量仍然大得无法想像,而且技术难度极高,已经超出了专家团的能力范围。
於是恩斯特转而回到自己擅长的轨道上来:
作为冯·布劳恩时代的老将,在他的时代还根本没有火箭学科,早期火箭的设计师们大多都是火炮、气动、炸药专业跨行、甚至是创造了火箭学科。
恩斯特便捡起老本行,根据南极提供的超级大炮方案进行改造,融合第三帝国V3大炮方案,将其完善升级,用阶梯爆炸多级加速来推动火箭。
「尊敬的帝皇陛下,很抱歉占用您宝贵的时间,但南极大炮计划实在太过宏伟,以至於我认为只有当面向您讲解才能够厘清其基础结构。」
恩斯特·施图林格一身正装,头发也打理得一丝不苟,像是个第一次汇报PPT的职场新人一样局促而恭敬的面对面前的船模微微鞠躬。
在他的下方两侧是其余专家,全都打起了精神。
——
恩斯特背後的巨大投影幕布上,一行大字显现:
【「南极大炮」:基於爆炸连续推进的太空飞行器发射端加速系统】
连接船舵的自动莫斯电码破译机快速在显示屏上打出文字:
【请开始】
远在地球另一端,躺在床上的唐文枕着枕头享受着按摩,思想和视野却已通过船模完全抵达会议现场。
恩斯特只是简要描述了南极大炮的构想就成功引起了他的兴趣,在对方请求现场听证会时毫不犹豫地答应了。
当然另一方面是南极大炮项目所需的资源非常夸张,值得仔细斟酌推敲。
获得准许後恩斯特立刻开始翻动PPT:「南极大炮工程的核心就在於推进系统,它是一个内径13米,外径23米。长度2800
米,由两段1400米整体轨道拼接起来的超大钢制炮管,内壁镀上厚厚的钛合金涂层。
火箭会固定在一个圆形托盘上,托盘的底部是特殊优化的凹面,能最大程度吸收动能,由托盘来承载爆炸的加速度。
在这根超级大炮的管道中,会有沿着炮管均匀分布的12条爆炸加速线,每一条线长度都是2800米,并且每隔5米设置一个爆炸节点,每个节点实际上就是一个倾斜向上的开口腔室,在炸药爆炸时引导冲击波飞向托盘使其加速。
每一条加速线上都有560个爆炸节点,12条线就是6720个节点!每一根加速线的爆炸节点之间都有电磁阀控制的管道,发射前注入相当於TNT当量1.8倍的BTTN液体炸药,包含损耗在内炮管内一次需要注入330吨液体炸药。
发射之前大炮的出口用盖子封闭并完全抽真空,托盘具有良好的密封性,加速时托盘上方没有空气没有阻力,而托盘下方的推进区则会从底部注入沸腾的液氧。
这些液氧挥发的氧气一方面作为液体炸药的氧化剂增加威力,另一方面制造气压差同样可以起到推进作用,当火箭被加速到接近出口时盖子会被爆炸螺栓炸飞,火箭同时点火,像是一颗子弹脱膛而出,加速到预定的500米每秒,加速时过载控制在8G以下,完全在火箭的承载范围以内!」
唐文看着PPT和黑板上画着的示意图,在恩斯特的设想中南极大炮是埋在山体之中,实际上还带来了另外一个优势:
在75度倾角下,南极大炮的竖直高度依然达到了2700米,也就是说火箭以1.5倍音速飞出去时已经在2700米高空,这就已经节省了很多燃料。
不过暂且先不管怎麽把两根1700米的管道塞进山里,唐文已经意识到了一个没有提到的问题:「恩斯特先生,液体炸药的实际推进效率是多少?」
「经过我的估算,约在30%左右,不会低於28%。」
「那麽,也就是说其中200多吨炸药,相当於400吨TNT的能量是无效的将会变成热能,您如何保证大炮不被摧毁?或者高温软化?
「这就是第二部分的内容了。」
恩斯特翻动PPT,标题是就是散热系统:「首先,如果这门大炮还是按照传统火炮的思路制造,总重将会达到500万吨以上,不仅不现实而且很容易炸膛,根本承受不了巨大的内部压力和高温。
因此我设计了一套多层降温系统,其实际上是由两个内径13米和23米,厚度0.5米的薄钢筒套在一起,里面是中空的。
在这个中空夹层中,又会嵌套2个筒壁,被人为分成三个夹层。
其中第一个夹层,也就是紧靠炮膛内壁的夹层中是在密闭管道中流动的钠钾合金,通过液态金属吸收高温,这一夹层很薄,但可以最容易的吸收高温,而且传导速度极快。
第二夹层中是流动的超临界二氧化碳,即在73.8个大气压下极低温压缩後的进入第四态的二氧化碳,其密度和流动性接近液体,但粘度系数又和气体类似,来承接转移钠钾合金的高温。
第三夹层也是最厚的一道夹层,就是最简单也最笨重的超纯水冷却系统,最後所有的热量都通过这套水冷系统与外界交换,在南极的超低温环境中很容易做到这件事,实现多重降温。
当然这些只是原理结构,实际设计起来也需要超长且复杂的管线并且需要密的分区排布。
但幸运的是我们拥有很好的一体加工能力,可以直接在炮管的管壁中列印出所需的夹层和流动管道,这其中也包括了加速线中的液体炸药管道以及内置电磁阀门。」
「这套系统极其庞大复杂,但却又极其简单,每一次发射前只需要注入液体炸药和液氧即可,内部通过无数的电磁传感器和自动阀门就能完成控制,反而不需要太多人手。
外部装置则需要一座维持常态炮管温度的核电站,通过加热钠钾合金使其维持流动性,以及在爆炸时提前预热炮管降低炸膛风险,但这只需要两个军舰级的反应堆就足够了。
此外就是液氧和液态炸药储存站、外置水冷热交换站、超大型抽真空系统。
至於怎麽把火箭和托盘放进去,我的建议是从底部的地下结构塞入,就像後膛炮一样「」
。
随着恩斯特的讲解,一叠详细的策划资料也交到唐文手中,後者直接拿在手中进入研发设计:
【研发:13000毫米215倍径多级加速巨型舰炮简介:一种为发射总重5000吨的炮射火箭所制造的固定型超级巨炮,虽然总体技术层次不高,但惊人的工程量使得它极大概率只是图纸上的空想,除了惊人的体量外技术层次上并无特殊之处,标定技术年代:1970S
长度:2900米(含基座)
口径:13000毫米配套启动设施:复合冷却系统、液体炸药分级注入引爆系统、核反应堆、5000吨级自动装填系统炮管重量:150万吨冷却介质:80万吨系统总重(不含冷却介质):160万吨】
【研发:12000经验】
【直接制造:4500万银币/90天来料加工:钢铁165万吨,770万银币/90天】
【注意:因尺寸超限制,需要分为两段在造船厂中完成建造并自行完成拼接】
南极大炮的技术层次标定意外的低,居然只是1970年代,看制造时间估计在系统判断中还不如航母复杂,只是单纯的大而已。
这意味着研发局认为只要70年代的人类不惜代价,以当时的技术就能建成这个史无前例的超级工程。
而且南极大炮在加速星舰V1时的平均加速度仅有约4.6G,意味着连他都能轻松承受,对於火箭来说其实相当柔和。
但如果将5000吨的星舰换成更小的火箭呢?1000吨/500吨的火箭呢?
加速度会更快,这无疑将会节省大量燃料,大大增强南极大炮的实用性。
至於建造价格麽————165万吨钢铁有些太难收集了,唐文决定还是直接制造,4500万银币对他来说并非难以承受,左右两艘战列舰的价格罢了,90天的周期也很快。
就在他暗暗思考是一次制造两门还是一门南极大炮试试水时,恩斯特的话打断了他:「从工程学上来说南极大炮的思路是保守且可行的,但就算将它制造出来还有个巨大的问题,这个庞然大物如何安装?
要先在山体中挖一个长度2800米的笔直深坑并且进行加固,然後还要将两端1400米的分段吊装,这几乎就是不可能完成的任务。
它实在太大太重了,就算分成几十个分段,一个部件也要几万吨,要想在两千多米高的冰川上吊装也实在太难了。」
常规来说这种巨型结构会像修建隧道一样,用无数个部件在通道内逐渐拼接成型,但南极大炮不行,它本身需要一体成型以保证笔直度和强度,只能整体制造後再放进去。
南极、冰川雪山、2800米海拔、数万吨甚至数十万吨重的单体部件,这些不可能要素综合起来简直就是痴心妄想,只有光之巨人才能办得到。
如果按照两段式结构,一个分段的重量就有80万吨,哪怕舰娘来了也不行————吗?
一只肯定不行,但他有十只。
就算举不起来,推着移动应该还是没问题。
至於制造唐文则是打算直接在山顶开建造船厂,造好後就从洞里塞下去。
75度角、长度2800米、直径至少23米的山体隧道修筑起来倒也不算大麻烦,有一群舰娘和星际战士当劳力,硬靠人力挖掘修筑也问题不大。
大不了再造几台盾构机,啊不,盾构潜艇竖着向下挖,用完就回收废铁。
在唐文思考时恩斯特已经紧张无比,双手攥着袖子不安的等待回复,每一分每一秒都是煎熬、
他已经做好了被大骂一通的准备,因为就算是对於制造力强大的南极来说,一门南极大炮的体量也是非常夸张,光是上百万吨钢铁就多的吓人,更何况还有毫无头绪的建造问题。
足足过了十分钟,船模的尾舵飞快的摆动起来,那台自动转译机的显示屏上出现一行文字:
【很好,请在一周内继续优化设计,最好让这门大炮具有一定的方向调整能力。
为恩斯特·施图林格先生卓越而超凡的思维致以崇高的敬意,我们将会在定稿後建造不少於2门南极大炮,您无需担忧施工问题。
专家团只需要负责设计,建造和部署由我们来想。
作为工程的主导者和创始者,您的名字将在未来解密後享誉全球,并获得特殊的礼物。】
「首批建造两门?」
恩斯特看着屏幕上的文字呼吸急促起来,果断从上衣口袋中掏出一枚降压药含在舌头下,整个人几乎激动地快要晕倒。
其余专家也是大惊失色,在如此短时间内就同意建造,他们都不敢想像南极的工业能力上限到哪里————这甚至已经超越了全球力量。
「忠诚,为帝皇陛下献上我毕生的忠诚!」
在激动的晕倒过去之前,恩斯特用尽全力大喊出声。