第21章:燃料革命:液态氧的威力
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深秋的黎明,寒气已经浸透了火箭试验场的木构厂房。冯·布劳恩裹紧了羊毛外套,手里攥着一张泛黄的计算纸,指节因为用力而泛白。他盯着桌案上两个并排放置的容器,其中一个裹着三层绒布,掀开时会冒出丝丝白雾——那是昨夜用特制压缩机凝结的液态氧,在零下183摄氏度的低温下,呈现出一种近乎透明的淡蓝色,像被冰封的天空碎片。另一个陶瓮里盛着深褐色的煤油,是从山西煤矿提炼的精品,黏度比普通灯油低了三成。
“诸位请看,”他将计算纸摊开在众人面前,上面用红墨水标注着密密麻麻的公式,“固体燃料的推力极限在这里,”指尖重重敲在一个数字上,“就像用马拉车,就算把十匹马绑在一起,也跑不过蒸汽机车。但液氧与煤油的组合不同——它们的燃烧效率是酒精燃料的两倍,推力能达到之前的三倍。”
站在对面的特斯拉立刻皱起了眉。这位发明了交流电系统的科学家刚从美国赶来,随身带着一个黄铜制成的压力计,此刻正用它敲着桌沿:“理论很美,但现实会给我们上一课。上周我亲眼见过液态氧的厉害——它能让钢制管道像饼干一样碎裂。”他指向墙角堆着的残骸,一段断裂的铜管边缘还留着冰碴,裂口处的金属呈现出玻璃般的脆化纹路,“低温会夺走金属的韧性,我们的燃料箱撑不过半小时。”
朱慈烺俯身拿起那段残管,指尖刚触到表面就猛地缩回——寒气像针一样扎进皮肤。他看向站在人群后的徐寿,这位曾翻译《化学鉴原》的学者正拿着放大镜观察管内的结霜,镜片反射着窗外透进的晨光。“徐先生有什么想法?”
徐寿直起身,从怀里掏出一本线装笔记,翻开的页面上画着双层陶罐的草图,旁边注着“冰鉴”二字。“古书里记载,古人用双层容器储冰,夹层填锯末隔热。”他用毛笔在纸上勾勒出新的设计,“我们可以做嵌套式燃料箱:内层用薄铜,因为铜的导热性比铁低;外层用厚松木,中间塞满石棉绒与珍珠岩。”他指着草图上的夹层,“石棉是火山石的纤维,火烧不化;珍珠岩是膨胀的矿石,轻得能浮在水上,里面的气孔能锁住寒气。”
宋应星凑过来,手指点在容器接口处:“这里最关键。低温会让橡胶密封圈硬化开裂,得用牛皮浸过蓖麻油处理——我试过,在冰窖里放三天也不会变硬。”他转身对身后的工匠们喊道:“去取三十斤石棉,再把东厢房那批珍珠岩搬来,我们今天就开工。”
接下来的十天,厂房里终日回荡着錾子敲打的脆响。工匠们将铜板捶打成薄如纸片的容器,边缘用锡焊密封;木匠们将松木刨成半寸厚的板,拼接成外层箱体;徐寿则带着学徒们将石棉纤维与珍珠岩混合,一点点塞进夹层,用木槌敲实——这活儿得极细心,哪怕留下一个小空隙,寒气也会像蛇一样钻出来。
第七天夜里出了岔子。新做好的燃料箱刚灌满液态氧,就听见“咔”的一声轻响,外层木箱的接缝处渗出白雾。冯·布劳恩冲过去时,正看见内层铜箱的底部裂了道细缝,淡蓝色的液氧顺着缝隙流到木头上,瞬间将松木冻成了灰白色。“是应力问题,”他蹲在地上测量裂口,“铜箱太薄,低温收缩时被外层木箱卡住了。”
徐寿连夜修改设计,让内层铜箱与外层木箱之间留出半寸空隙,用浸过蜡的麻绳悬挂固定。“这样它能自由收缩,就像给鸟儿留足了展翅的空间。”他边说边在模型上演示,铜制小盒在木框里轻轻晃动,却碰不到四周的木板。
第十天清晨,改进后的燃料箱终于通过了测试。液态氧在里面静置了六个时辰,外层木箱始终保持常温,打开阀门时,淡蓝色的液体顺畅地流入管道,没有一丝泄漏。冯·布劳恩盯着温度计,指针稳稳停在零下182摄氏度,他忽然转身抱住徐寿,差点把这位老学者抱得喘不过气:“成了!我们能带着它上天了!”
试车定在三日后的正午。发射架下的燃料管路像银色的蛇,盘绕在混凝土基座上。徐寿亲自检查每个接口,用手摸摸外层管道,确认没有异常的冰凉;宋应星带着工匠们给燃烧室加装了新的耐火砖,那是用景德镇的高岭土混合陨铁粉末烧制的,能承受三千度的高温;特斯拉则蹲在控制台前,调试着控制阀门的电磁装置,他发明的自动调节器能精确控制液氧与煤油的混合比例,误差不超过千分之一。
朱慈烺站在半里外的观测台,手里攥着望远镜。爱因斯坦就站在他身边,这位物理学家特意带来了一个秒表,说是要记录推力持续的时间。“您觉得能成吗?”朱慈烺轻声问,镜片里的火箭像一根银色的标枪,直指苍穹。
爱因斯坦笑了笑:“宇宙不在乎我们是否成功,但人类总得试试。”
正午的阳光直射在发射架上,冯·布劳恩举起信号旗。随着他手臂落下,特斯拉按下了红色按钮。
先是一阵细微的“滋滋”声,那是液态氧流过管道的声音。紧接着,燃烧室里闪过一道白光,像是有人在里面点燃了闪电。下一秒,一股青蓝色的火焰猛地从喷口窜出,带着撕裂空气的锐响冲向地面,将基座上的碎石都震得跳起半尺高。
观测台的玻璃窗嗡嗡作响,测力计的指针疯狂跳动,最后死死钉在“3000公斤”的刻度上——这比之前用酒精燃料时的推力整整翻了了三倍。火焰持续了整整三分钟,蓝色的光焰在阳光下几乎有些刺眼,直到燃料耗尽才缓缓熄灭,留下一道盘旋上升的白色烟柱。
冯·布劳恩跑向喷口,那里的耐火砖已经被烧得通红,但没有一块碎裂。他抓起一把冷却的灰烬,在掌心搓了搓,忽然对着观测台的方向大喊:“推力稳定!持续时间达标!”
朱慈烺放下望远镜时,看见爱因斯坦正低头看着秒表,嘴角带着笑意:“三分钟的推力,足够把箭体送到二十里高空了。”他抬头望向火箭,银色的箭身还在阳光下闪闪发亮,“现在,我们离第一宇宙速度,只差最后一段路了。”
徐寿走到燃料箱旁,轻轻敲了敲外层木箱,发出沉闷的响声。里面的液态氧虽然已经用完,但箱体依然完好,没有一丝裂缝。他转身对宋应星笑了笑,两位老学者的鬓角都沾着石棉绒,像落了层白霜,却在那一刻,比天上的阳光还要明亮。
夜色降临时,试验场的篝火旁还在讨论着下一步计划。冯·布劳恩在沙地上画着火箭的草图,这次的箭身比之前细长了许多:“有了足够的推力,我们就能尝试更重的载荷——或许,下个月就能把探空仪送到大气层外。”
特斯拉则在摆弄一个无线电装置:“我要给探空仪装上发报机,让它把高空的秘密传回地面。”
朱慈烺望着跳动的火苗,忽然想起小时候读过的《天问》。古人对着星空发出的疑问,此刻似乎有了答案的方向。他拿起一块从燃料箱上拆下来的铜片,上面还留着低温冻结的痕迹,却在火焰的映照下,泛着温暖的光。
“液态氧的火焰,”他轻声说,“烧穿了地球的束缚啊。”
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深秋的黎明,寒气已经浸透了火箭试验场的木构厂房。冯·布劳恩裹紧了羊毛外套,手里攥着一张泛黄的计算纸,指节因为用力而泛白。他盯着桌案上两个并排放置的容器,其中一个裹着三层绒布,掀开时会冒出丝丝白雾——那是昨夜用特制压缩机凝结的液态氧,在零下183摄氏度的低温下,呈现出一种近乎透明的淡蓝色,像被冰封的天空碎片。另一个陶瓮里盛着深褐色的煤油,是从山西煤矿提炼的精品,黏度比普通灯油低了三成。
“诸位请看,”他将计算纸摊开在众人面前,上面用红墨水标注着密密麻麻的公式,“固体燃料的推力极限在这里,”指尖重重敲在一个数字上,“就像用马拉车,就算把十匹马绑在一起,也跑不过蒸汽机车。但液氧与煤油的组合不同——它们的燃烧效率是酒精燃料的两倍,推力能达到之前的三倍。”
站在对面的特斯拉立刻皱起了眉。这位发明了交流电系统的科学家刚从美国赶来,随身带着一个黄铜制成的压力计,此刻正用它敲着桌沿:“理论很美,但现实会给我们上一课。上周我亲眼见过液态氧的厉害——它能让钢制管道像饼干一样碎裂。”他指向墙角堆着的残骸,一段断裂的铜管边缘还留着冰碴,裂口处的金属呈现出玻璃般的脆化纹路,“低温会夺走金属的韧性,我们的燃料箱撑不过半小时。”
朱慈烺俯身拿起那段残管,指尖刚触到表面就猛地缩回——寒气像针一样扎进皮肤。他看向站在人群后的徐寿,这位曾翻译《化学鉴原》的学者正拿着放大镜观察管内的结霜,镜片反射着窗外透进的晨光。“徐先生有什么想法?”
徐寿直起身,从怀里掏出一本线装笔记,翻开的页面上画着双层陶罐的草图,旁边注着“冰鉴”二字。“古书里记载,古人用双层容器储冰,夹层填锯末隔热。”他用毛笔在纸上勾勒出新的设计,“我们可以做嵌套式燃料箱:内层用薄铜,因为铜的导热性比铁低;外层用厚松木,中间塞满石棉绒与珍珠岩。”他指着草图上的夹层,“石棉是火山石的纤维,火烧不化;珍珠岩是膨胀的矿石,轻得能浮在水上,里面的气孔能锁住寒气。”
宋应星凑过来,手指点在容器接口处:“这里最关键。低温会让橡胶密封圈硬化开裂,得用牛皮浸过蓖麻油处理——我试过,在冰窖里放三天也不会变硬。”他转身对身后的工匠们喊道:“去取三十斤石棉,再把东厢房那批珍珠岩搬来,我们今天就开工。”
接下来的十天,厂房里终日回荡着錾子敲打的脆响。工匠们将铜板捶打成薄如纸片的容器,边缘用锡焊密封;木匠们将松木刨成半寸厚的板,拼接成外层箱体;徐寿则带着学徒们将石棉纤维与珍珠岩混合,一点点塞进夹层,用木槌敲实——这活儿得极细心,哪怕留下一个小空隙,寒气也会像蛇一样钻出来。
第七天夜里出了岔子。新做好的燃料箱刚灌满液态氧,就听见“咔”的一声轻响,外层木箱的接缝处渗出白雾。冯·布劳恩冲过去时,正看见内层铜箱的底部裂了道细缝,淡蓝色的液氧顺着缝隙流到木头上,瞬间将松木冻成了灰白色。“是应力问题,”他蹲在地上测量裂口,“铜箱太薄,低温收缩时被外层木箱卡住了。”
徐寿连夜修改设计,让内层铜箱与外层木箱之间留出半寸空隙,用浸过蜡的麻绳悬挂固定。“这样它能自由收缩,就像给鸟儿留足了展翅的空间。”他边说边在模型上演示,铜制小盒在木框里轻轻晃动,却碰不到四周的木板。
第十天清晨,改进后的燃料箱终于通过了测试。液态氧在里面静置了六个时辰,外层木箱始终保持常温,打开阀门时,淡蓝色的液体顺畅地流入管道,没有一丝泄漏。冯·布劳恩盯着温度计,指针稳稳停在零下182摄氏度,他忽然转身抱住徐寿,差点把这位老学者抱得喘不过气:“成了!我们能带着它上天了!”
试车定在三日后的正午。发射架下的燃料管路像银色的蛇,盘绕在混凝土基座上。徐寿亲自检查每个接口,用手摸摸外层管道,确认没有异常的冰凉;宋应星带着工匠们给燃烧室加装了新的耐火砖,那是用景德镇的高岭土混合陨铁粉末烧制的,能承受三千度的高温;特斯拉则蹲在控制台前,调试着控制阀门的电磁装置,他发明的自动调节器能精确控制液氧与煤油的混合比例,误差不超过千分之一。
朱慈烺站在半里外的观测台,手里攥着望远镜。爱因斯坦就站在他身边,这位物理学家特意带来了一个秒表,说是要记录推力持续的时间。“您觉得能成吗?”朱慈烺轻声问,镜片里的火箭像一根银色的标枪,直指苍穹。
爱因斯坦笑了笑:“宇宙不在乎我们是否成功,但人类总得试试。”
正午的阳光直射在发射架上,冯·布劳恩举起信号旗。随着他手臂落下,特斯拉按下了红色按钮。
先是一阵细微的“滋滋”声,那是液态氧流过管道的声音。紧接着,燃烧室里闪过一道白光,像是有人在里面点燃了闪电。下一秒,一股青蓝色的火焰猛地从喷口窜出,带着撕裂空气的锐响冲向地面,将基座上的碎石都震得跳起半尺高。
观测台的玻璃窗嗡嗡作响,测力计的指针疯狂跳动,最后死死钉在“3000公斤”的刻度上——这比之前用酒精燃料时的推力整整翻了了三倍。火焰持续了整整三分钟,蓝色的光焰在阳光下几乎有些刺眼,直到燃料耗尽才缓缓熄灭,留下一道盘旋上升的白色烟柱。
冯·布劳恩跑向喷口,那里的耐火砖已经被烧得通红,但没有一块碎裂。他抓起一把冷却的灰烬,在掌心搓了搓,忽然对着观测台的方向大喊:“推力稳定!持续时间达标!”
朱慈烺放下望远镜时,看见爱因斯坦正低头看着秒表,嘴角带着笑意:“三分钟的推力,足够把箭体送到二十里高空了。”他抬头望向火箭,银色的箭身还在阳光下闪闪发亮,“现在,我们离第一宇宙速度,只差最后一段路了。”
徐寿走到燃料箱旁,轻轻敲了敲外层木箱,发出沉闷的响声。里面的液态氧虽然已经用完,但箱体依然完好,没有一丝裂缝。他转身对宋应星笑了笑,两位老学者的鬓角都沾着石棉绒,像落了层白霜,却在那一刻,比天上的阳光还要明亮。
夜色降临时,试验场的篝火旁还在讨论着下一步计划。冯·布劳恩在沙地上画着火箭的草图,这次的箭身比之前细长了许多:“有了足够的推力,我们就能尝试更重的载荷——或许,下个月就能把探空仪送到大气层外。”
特斯拉则在摆弄一个无线电装置:“我要给探空仪装上发报机,让它把高空的秘密传回地面。”
朱慈烺望着跳动的火苗,忽然想起小时候读过的《天问》。古人对着星空发出的疑问,此刻似乎有了答案的方向。他拿起一块从燃料箱上拆下来的铜片,上面还留着低温冻结的痕迹,却在火焰的映照下,泛着温暖的光。
“液态氧的火焰,”他轻声说,“烧穿了地球的束缚啊。”
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