512 火箭

    好容易当图波列夫搞定了应用不少新技术的新图-4方案之后，发动机这一块又出了幺蛾子，ash-73tk活塞发动机因为需求太旺盛，一时间是供不应求，而此时总装备部又看到了喷气动力的潜力，忽然之间就冒出了一种新想法——搞一款喷气式轰炸机似乎不错。

    于是乎刚刚有了眉目的新图-4项目又一次半路作死，军委命令图波列夫给新图-4换上喷气动力，尽量让最大飞行速度达到650公里左右。

    好家伙，这几乎要了图波列夫的老命，也许在军委看来新图-4无非是换个发动机的事儿，喷气式发动机那么给力，速度要上去简直太容易了。

    但事实是，这种想法很扯淡，因为对速度的要求突破了天际（在当时看来就是如此），为了满足对速度的需求，飞机的气动不可避免就要推倒重来。这等于是让图波列夫搞一个新图-42.0项目。反正是要了这位功勋设计师的老命。

    可能有同志要问了，以某仙人的水平不可能看不出来这是胡闹，朝令夕改一味的贪大图全，这在军事工业中可不是什么好事。那么他为什么不阻止呢？

    不是李晓峰不阻止，而是他阻止不了，因为在这个方面叫得最欢的是斯维尔德洛夫，在这位未来的领导核心看来，苏联已经到了赶英超美的时候，任何一款武器装备都必然的要压倒这些潜在的敌人。

    而他的这种想法很是迎合了当时在军委中存在的******风气，因为在战场上节节胜利，形势是一片大好。这让部分人有些晕了头丧失了自知之明，以为苏联真心已经是可以吊打一切对手了。在这种自满情绪下，一切忠言逆耳的话他们都听不进去了，是极大的膨胀了。所以在这一段在各个方面都表现出了冒进的苗头。

    这种风气的覆盖面是相当大的，哪怕是李晓峰也根本压不下去，无奈之下他也只能让现实给这群头脑发热的家伙泼一盆冷水了。

    比如这个新图-4项目，一开始就遇到了数不清的麻烦，首先是喷气式发动机可靠性差、油耗太高，这导致原本作为战略轰炸机项目存在的新图-4比图-3的航程都要短。当然，如果不把它当做战略轰炸机，而是当成前线轰炸机，其性能倒是不错，最大速度能达到700公里，比绝大部分德国战斗机都飞得快。可问题是，你听说过四引擎的前线轰炸机吗？

    反正其原型机的性能是很尴尬的，而且基本上看不出改进的可能性，如果要多装油，自然的要挤压载弹量，而这种飞机的一项重要使命就是抛投笨重的原子弹。当年动则四五吨的原子弹可不是前线轰炸机能负担的。

    到了1944年6月，新图-4项目被宣告失败，李晓峰也借此狠狠地敲打了军委当中那群头脑发晕的头头一顿。然后图波列夫就接到了新任务，第一是回归新图-41.0版本的设计，第二是预研一款双发的中型喷气式轰炸机。

    回归1.0版本之后，困扰图-4项目的不利因素自然是烟消云散，仅仅用了三个月，图波列夫就让正版的图-4原型机飞上了蓝天。不过图-4真正要进入生产怎么都得1945年了。

    对于李晓峰来说这还是比较让人失望的，好在在另一方面他却有了不菲的收获。那就是科罗廖夫主导的液体火箭项目。之前曾经说过李晓峰下令在v-2的基础上研发苏联的弹道导弹，这方面科罗廖夫动作还是很快的。在1944年初就完成了盗版工作，截止到1944年7月，盗版v2的r-2导弹一共进行了五次实弹测试，取得了三次成功两次失败的好成绩。

    请注意，这真心不是在说反话，因为这确实是好成绩。因为失败的那两次属于前两次，后三次都取得了成功。不过李晓峰并没有急着下令投产苏联版的v-2，因为这个导弹性能有限，最大射程才区区四百多公里，弹头重量也不到一吨，最主要的是命中率太差强人意，只能攻击面目标，比如说大型都市。

    问题是，对苏联来说，要轰击大型都市根本用不着上导弹，远程航空兵就足以完成任务，所以苏联版v-2显得很鸡肋。不过不管怎么说，这都是一个良好的开头，有了这个基础打底，科罗廖夫准备大显生手了。

    怎么大显生手呢？他准备超越v-2的条条框框发展一种全新的液体火箭，这种型火箭不光要射程更远而且要能够携带更大的弹头，因为当时科罗廖夫被明确告知，新的弹道导弹必须将有效载荷提高到3吨的水平。很显然这就是为苏联第一代原子弹做准备的。

    而要做到这一切，科罗廖夫认为就必须超越v-2，必须要有功率更大效率更高的发动机。不过要说清楚这一切首先得从v-2的发动机说起，说起v-2的发动机就不能不提冯.布劳恩，这个火箭天才在22岁的时候就带领一个团队开始了火箭研究项目，这个项目叫a-1，使用的发动机是阿瑟.鲁道夫设计的300千克力液体火箭发动机，这款发动机氧化剂采用液氧，燃料是浓度75%的酒精。当然，当时冯.布劳恩也考虑过其他燃料，比如说煤油，不过最后考虑还是酒精获得得更方便，所以最终还是采用酒精。

    a-1火箭取得了成功，不过因为其极不可靠，最后被放弃。冯.布劳恩则继续发展a-2火箭。这个a-2火箭就很有开创意义了，哪怕是它外形跟a-1没有太大的区别，但内容却完全不同！

    这个a-2火箭开创了一个新局面，首次在液体火箭上使用了挤压循环。其次为了提高飞行稳定性，控制火箭姿态的陀螺仪从弹头移到了弹体中部（a-1随着推进剂的消耗会越来越头重脚轻）。

    第二项改进就不详细说了，重点说说第一项挤压循环。很多同志可能都不知道什么叫挤压循环，不知道这是干什么用的。众所周知火箭分为固体和液体两种，固体火箭相对简单，可以看做一个大号的炮仗，而液体火箭就相当复杂了。

    要想理解液体火箭的工作原理，首先就要从其循环方式入手。为什么是循环方式入手呢？因为单说发动机不足以系统的概括液体火箭的推进装置。

    液体火箭的推进系统实际上包括了两个部分，一个是发动机，另一个是推进剂增压输送系统（也就是循环方式）。而循环方式可以说是液体火箭发动机产生推力的基本要素。而循环方式都有哪些呢？

    那就很多了，比如上面说的挤压循环，还有燃气发生循环、分级燃烧循环、膨胀循环等等。里面最早也最简单的循环方式就是挤压循环了。而要理解这种循环也很简单，初中物理中我们应该接触过“水火箭”。制作水火箭很简单，用可乐瓶加一个橡胶密封塞就够了。在瓶内装一部分水（不要太多也不要太少）发射前用打气筒向其中打入空气，挡瓶内的压力达到一定程度之后解脱固定，然后瓶内的压缩空气就会将水挤出来形成反作用力推动水火箭飞行。

    而这就是典型的挤压循环。可以想象连常温下的水都能蕴含这么大的能量，如果瓶子里装的不是水而是水蒸气呢？高温高压的水蒸气经过喷管进行适当的膨胀可以产生更大的能量，蒸汽机的锅炉爆炸的威力同志们心里应该是有数的。

    不过火箭上并不适用这一套方法，因为加热水需要能量，总不能给火箭也装个锅炉吧？并且加热水需要一个长期的过程，且水本身的重量也太大了，即使能够在火箭上将水烧成高压蒸汽，恐怕这个火箭也飞不了多高。

    说到这里，就必须涉及到火箭发动机经常采用的一个概念——比冲。简单的说，比冲就是消耗一个单位推进剂产生的冲量。这个冲量是一个过程量，即力的作用对时间的积累效果，也就是力对时间的积分。对于火箭来说，我们不仅要足够“给力”，而且给力的时间太短也不行，至于太消耗推进剂那就更不行了。

    回到冯.布劳恩的a-2火箭设计上来，想要提高氧气、酒精火箭的比冲，那么唯一的办法就是给推进剂加压，提高其流速。也就是前面水火箭里打气筒的作用。冯.布劳恩选择将陀螺仪从火箭头部移开之后，在这个位置他装了一个加压氮气瓶（即蓄压器），向推进剂贮存箱注入氮气后形成气枕，挤压液氧和酒精形成增压。这就是挤压循环。

    到了a-3火箭的时候，冯.布劳恩又进了一步，在a-2的基础上进行了创新。他将加压氮气瓶埋入液氧储存箱当中，液氧贮存箱和氮气瓶呈同心布置。由于液氮的沸点低于液氧，因此被液氧包围的氮气瓶可以保持在很低的温度下。采用这种设计可以用较小的氮气瓶容纳较多的氮气，可以使发动机工作更长的时间，同时也较为节省弹体内部的空间。而这种布局也被后世的大型运载火箭和弹道导弹所继承。
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