第88章 超高音速彈道導彈動力學(第3頁)
“首先,我們再次得從空氣動力學入手。”星圖的聲音充滿了自信,他開始在黑板上勾勒複雜的數學公式,每寫下一個符號,都在訴說著對科學奧秘的探索。
他的眼神專注而投入,彷彿整個世界只剩下他和那些神秘的數學公式。在這個瞬間,他成為了科學的使者,用智慧和勇氣書寫著科技的新篇章。
“我要嘗試推導一套全新的流體力學方程組,這套方程需要考慮超高速飛行時氣體分子間劇烈碰撞帶來的非線性效應。”星圖一邊講解,一邊飛速演算,他的思緒如同疾馳的列車,穿越著知識的海洋。
隨著思路逐漸明晰,星圖的筆觸越發流暢,他在黑板上勾畫出一個個精妙的數學表達式,每個符號都承載著他對自然界深層規律的理解。
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“傳統的納維-斯托克斯方程和我曾經推演的星圖公式在描述如此超高速流動時顯得力不從心,尤其是在處理激波與湍流交互作用方面。
因為在如此高的速度下,氣體不再遵循簡單的連續介質假設,分子間的碰撞效應成為主導因素。”星圖的眼睛閃耀著智慧的光芒,彷彿能透視複雜現象背後的本質。
意識到單憑理論推導不足以完全解決問題,星圖隨即調用高性能計算集群,啟動了一系列數值模擬程序。
屏幕上,一系列複雜的流體動力學模型開始運行,每一次迭代都代表了算法對氣體運動規律更深層次的解析。通過這些模擬,可以觀察到超高速飛行環境下氣體的真實反應。
時間一分一秒過去,星圖和他的團隊沉浸在數據的海洋中。他們仔細分析每次模擬的結果,尋找那些隱藏在海量信息中的微妙模式。
每當發現問題或潛在的改進方向,星圖都會立即調整參數,重新運行仿真,直至獲得最接近實際情況的模型為止。
經過數日不眠不休的努力,星圖終於取得了突破。他開發出了一個全新的流體動力學模型,這個模型不僅考慮了氣體的宏觀行為,更重要的是,它精確地描述了微觀層面分子碰撞對流體狀態的影響。這一刻,星圖感到自己彷彿觸摸到了自然法則的本質,喜悅之情難以言表。
激動之餘,星圖並沒有忘記將成果與團隊分享。
他組織了一場研討會,詳細介紹了新理論的構架和核心思想。同事們聽得津津有味,紛紛提出自己的見解和疑問。隨後的日子裡,他們又進行了一系列嚴格的實驗和獨立計算,最終確認了星圖理論的有效性和實用性。
完成空氣動力學後,星圖將注意力轉向了另一個關鍵領域——防熱材料。
“導彈在進入大氣層時會遇到極其惡劣的環境,摩擦產生的熱量足以融化普通金屬,甚至導致電子元件失靈。”查琳娜指著桌子上排列整齊的各種樣品,它們形態各異,顏色豐富,每一塊背後都蘊藏著獨特的科學價值。
“因此在面對超高速飛行時所產生的極端高溫,材料的選擇至關重要。”查琳娜的話語中透露著嚴謹與專業,“理想的防熱材料需在數千度的高溫環境中仍能保持其結構性質不變,這是確保導彈安全穿越大氣層的基礎。”
她接著闡述了第二個考量因素:“低密度同樣重要,因為它直接關係到導彈的整體質量和機動靈活性。只有減輕自身負擔,才能在高速狀態下擁有更好的操控性能,從而實現更為精準的目標打擊。”
最後,查琳娜提到了熱傳導性:“高效的熱傳導能力能夠讓導彈在高速行駛中及時散發積累的熱量,避免內部組件受損,保證系統的正常運作。這是維持武器效能的關鍵。”
聽到這裡,星圖微微點頭,星圖開始問系統道:“系統,根據如今的材料的要求,目前有哪些材料能夠滿足作為40馬赫高超音速彈道導彈的防熱層?”
星圖腦海裡的文字迅速更新,列出了幾種備選材料:
1. 高精度碳-碳複合材料(C-C):具有極佳的高溫穩定性和較低的密度。
2. 氧化鋁陶瓷鋼:雖然密度略高,但其出色的耐磨性和抗熱震裂性能使其成為可靠選項。