“我认为,可能不止一个原因。”
她开始画图。
“首先是边界层问题。高超声速边界层本身就不稳定,容易从层流转为湍流。
湍流换热强度比层流高几倍甚至几十倍,这能解释部分热流脉动。”
她在图上标注:
“第二,烧蚀问题。我们的模型假设材料均匀烧蚀,但实际上,碳-碳复合材料内部有纤维、基体、孔隙。
烧蚀速率不可能完全均匀。烧蚀不均匀,表面形貌就会变化,反过来影响流场。”
“第三,等离子体鞘套。”
温卿画出弹头周围的流场示意图。
“高温使空气电离,形成等离子体鞘。但这层等离子体不是均匀的,可能有波动、震荡,甚至产生电磁效应,影响热传递。”
她转过身:
“这三个因素耦合在一起,导致热流脉动。
要精确模拟,必须建立更复杂的模型——考虑湍流转换、考虑材料微观结构、考虑非平衡态等离子体。”
会议室里安静了几秒。
“说得很好。”
孙研究员率先开口,“但问题是,这样的模型,我们建得出来吗?就算建出来,算得动吗?”
这是现实困境。
理论认识不足,计算能力有限。
“可以分步走。”
温卿提出方案。
“先建立简化的耦合模型,重点研究最可能的主导机制。
我建议从烧蚀不均匀性入手,因为这是我们相对容易控制和测量的。”
她从文件夹里抽出一份资料:
“我查了材料组的报告,我们的碳-碳复合材料,纤维和基体的热物理性质差异很大。
在高温下,纤维可能先烧蚀,留下孔洞;
基体后烧蚀,形成凹凸表面。
这种微观形貌变化,可能引发宏观热流脉动。”
老王凑过来看那份材料:
“这个思路……有点意思。我们可以设计实验验证。”
“怎么做实验?”有人问,“飞行试验太贵了,一年就一两次。”
“地面模拟。”
温卿早就想好了。
“可以用电弧风洞,模拟高超声速热环境,测试不同材料样品的烧蚀行为。同时用高速摄影记录表面形貌变化。”
孙研究员思考片刻: