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第559章:导弹


  “通过复杂的数学建模和迭代计算,我们可以设计出最优的炸药透镜形状和起爆序列,确保冲击波能完美地、同步地从四面八方均匀挤压中心的钚球,在钚-240杂质造成破坏性影响之前,就将其压缩到临界点之上。”

  “那么,计算的难度?”左念微对于冯诺依曼方法和九轮运算都有着基本的了解,前者要简单些,单问题数十万次级运算,后者则要难得多,单问题百万次级运算

  “很大,但也并非没有机会。”

  “这绝非普通的工程计算。关键在于,我们要模拟的是一系列发生在百万分之一秒内的、相互耦合的极端物理过程。”

  王淦昌拿起粉笔,转身在旁边的黑板上画了一个简化的示意图:一个球体(钚芯),外面包裹着多层不同形状的炸药块(透镜),最外层是密密麻麻的起爆点。

  “您看,当我们在外围这些点同时或按精确序列引爆时,爆炸产生的冲击波会像石头投入水中的波纹一样,向中心传播。但这些‘波纹’不是在水里,而是在高速运动、剧烈变化的固体炸药和金属中传播。它们会相互碰撞、叠加、反射、变形……最终,我们需要所有这些波纹,在同一个瞬间,以完全相同的压力,严丝合缝地同时‘拍’在那个钚球的整个表面上!”

  “这需要求解一组极其复杂的偏微分方程,描述冲击波在不同炸药层以及金属壳体中的传播、相互作用以及对钚球产生的压力、温度、密度变化。每一个点的状态,都依赖于它周围点的状态和前一瞬间的状态。”

  “而我们目前的方法‘有限差分法’(Finite  Difference  Method),您可以这样理解,我们把这套方法分成了四个步骤——切豆腐、算格子、滚雪球和看结果。”

  “我们把要计算的这个部分组成的整个空间,用无形的网格线,切割成无数个非常非常小的立方体格子,就像把一块豆腐切成极细小的丁。”

  “然后,对于每一个这样的小格子,在时间上,我们也把它分成无数个极短的瞬间。接着,我们运用物理定律,写出描述这个格子当前时刻的状态与它周围邻居格子在上一时刻状态之间关系的数学方程。”

  “再然后,我们从已知的初始状态开始算。知道了起爆瞬间每个格子的状态,我们就可以根据这些代数方程,计算出下一个极短时间点上,每一个格子的新状态。接着再用这个新状态作为起点,计算再下一个时间点的状态……如此反复,一步一步地向前推进,最终模拟出整个爆炸压缩过程。”

  “最后,我们特别关注在压缩达到顶峰的那个瞬间,钚球表面和内部各个点的压力、密度是否达到了我们需要的均匀超临界状态。”

  石子任若有所思地点了点头:“所以,就是把一个连续变化的复杂大问题,拆解成无数个小格子、小时间点上的小问题,一步步算过去?嗯……听起来思路是清晰的。难点在于格子数太多?”

  对面的两人不约而同的点了点头,并没有继续说什么,显然,难度不止于此,但剩下的也没必要对左念微两人做更进一步的解释。

  很显然,内爆法的优势目前仍只存在于理论上,而现实情况则需要具体分析,难度并不低。

  “电子计算机对研究的帮助如何?”

  “很大,但仍不能改变根本问题。”

  “那么,还是两条路子都准备着。”

  原子弹这东西变数太大了,在这种领域,任何一位科学家的缺失都可能导致结果走向不同的方向,枪式虽然耗资巨大,但说到底还是简单的,仍然有必要进行。

  而现在唯一的办法就是小步快跑,更具发展前景的气体扩散法到目前为止仍在研究,不过更容易的离心法,中国算是笨鸟先飞,对于束流发散和空间电荷效应已经有了基本的了解,王淦昌在这一基础上提出了“一体式电磁型同位素分离系统”。

  这套系统可以对UF₆直接电离,然后进入金属沉积,获取U-235,理想情况下,单机月产能可以接近60克,如此一来就可以大幅缩减分离器的数量,将之降低到150台左右,在1945年末完全可以攒够三颗核弹的材料,实验一颗,实战一颗,准备一颗。

  当然,这只是理想情况,实际生产能达到设计的一半,也就是单机月产30克,那都算是相当高产的了,一台能顶美国人两三台β型分离机,因此数量需求还是有的,而且,如果气体扩散工厂无法顺利投产,那么300台机子还是需要的。

  因此,整体建设还是分成三期工程,第一期计划建造100座四号分离机(一体式电磁型同位素分离系统)、2座50万干瓦石墨反应堆以及其他配套设施;

  而第二期则增建100座四号分离机和6座反应堆,第三期若能完成气体扩散工厂的技术准备,则转向气体扩散法,反之则继续建造分离机,维持一定数量的核弹储备。

  整场会议持续的时间并不长,左念微在这件事上给予了他们充分的权力,而在赵王二人走后,特务室又送来了一份报告,同时搬过来了一箱胶卷。

  报告来自于绥远,由罗伯特·戈达德执笔,内容主要是汇报了代号为“HY-2”的液体燃料弹道火箭的试射情况。

  特务室科员打开了会议室内的放映机,紧接着,一段影像出现在了银幕上。

  第一段影像中,一个修长的橘黄色圆锥体喷射着明亮的火焰,缓缓从钢架旁升空,速度越来越快,直至消失于天空。

  接下来是第二段影像,视角变为航空拍摄,只见在茫茫荒漠中,突然掠过一个黑点,紧接着尘土飞扬、烟火弥漫,飞机都出现了晃动。

  这枚火箭长16.31米,直径1.58米,发射重量13.6吨,理论可搭载1000公斤弹头,地面最大推力312kN,真空最大推力353kN,搭载1000公斤弹头时理论射程380~410公里。

  火箭发动机是单台液体火箭发动机,氧化剂自然是最常见的液氧,推进剂则是煤油,而非酒精。

  历史上德国人的V-2以75%酒精为推进剂,因为他们缺乏化石燃料,而酒精的来源更广泛无须担心,合成、酿制,总之都有办法。

  与之相比,本国就没有这样的顾虑了,所以选择更高效可靠的煤油作为推进剂。

  其优点也是无需多说的,酒精的热值为3000kJ/㎏,煤油的热值为4600kJ/㎏,因此液氧煤油火箭发动机的比冲相较于液氧酒精要大20%,而且燃烧效率更高可以减少推进剂的消耗速度。

  另外,HY-2作为这方面的二代产品,相较于一代导弹V-2的优点便是能够在大气层再入之前与发动机分离,从而解决了再入大气层后的导弹强度问题。

  不过,由于还是惯性制导,实际精度表现不佳,误差在2~10公里之间,相较于V-2自然要精准的多,但若要投入实战,还是要打上一个问号的,至少,这玩意儿真的很贵。

  实际上,更有希望投入实战的是空军主导研发的无线电制导炸弹,这型炸弹最初的设想是让空军的轰炸机也能取得可靠的对舰攻击能力,而不是用水平轰炸来赌运气。

  而目前比较成熟的方案在原理上与Hs293制导炸弹类似,都是采用无线电遥控进行控制,作战时由机组进行指令修正,制型上则类似于一架缩小的战斗机。

  然而,由于无线电设备一直不过关,这项计划仍在无限期的延后中,至于有线制导、光对比等方案更是已经死的不能再死了。

  目前仍在继续推进的只有无线电制导和雷达主动制导,后者的技术更为复杂,但显然更有前景。

  这些东西急不来,左念微在看完导弹研究团队的汇报之后,当即进行了回复,对他们的工作表示了认可,并指示道:

  「要加快火箭技术改进,增强弹头搭载能力与射程。」

  在处理完这些事情后,左念微也离开了西山,返回城中。

  目前中国还未实行宵禁政策,因此临近城区、刚刚入夜的公路上依然能够看到一些车辆,越往里走人越多,临着元旦,城内则依然是一片繁华之景。

  不过,透过窗户,依然能够看到很明显的变化,首先是限电政策已经开始实行,街上的灯光明显暗了下来,许多霓虹灯也都不再闪烁。

  配给制也已经得到了执行,一些商店开始挂起“凭票限购”、“特许”的牌子,不过,首都市民的生活质量似乎还看不到什么下降。

  人们依然照常骑着自行车、乘着有轨电车上下班,只是公交车和出租车大多背起了一个大大的煤气包,用以代替汽油行驶。

  私家车的数量也少了很多,而还在使用汽油的私家车就更少了,56号、66号汽油的价格均有小幅上升,而70号汽油的售卖已经需要取得专门许可才可经营了,更高的78号则需要凭票限购。

  王府井大街上,女人们的穿着打扮依然时髦,只比上海稍慢一筹,但若是细看衣着,就会发现粘胶纤维的披衫与尼龙丝袜基本上看不到新的了,新皮鞋的数量也有所下降,而丝绸衣服的占比则有着明显提高。.


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