主题：【原创】中山国的故事-飞龙在天 000序章--籍田 上 -- 淡泊

哥伦比亚大炮论证小组成立的那天，陆亡忌在李文刚的亲自过问下加入了这个小组，那时候他的心情非常好。作为火箭技术的外行，虽然他有信心能学会所需要学会的东西，但是采用全新的没人涉足过的技术路线，导致大家都站在同一起跑线上无疑让他大大松了口气。

在技术路线选型会议上定下了孙喜堂提出的哥伦比亚大炮方案，但是钱马壮提出：“这是一种从未尝试过的思路，我们必须要充分论证，同时应该两手准备。”在钱马壮提出这种观点后，李文刚表示同意，于是决定两条腿走路，使用哥伦比亚大炮方案的A计划开始论证的同时，仍然保留了大气层内的第一级用传统的液体火箭的B计划作为备选方案。鉴于无论A计划还是B计划，都需要第二三级液体火箭，所以以火箭工程系的原班人马为主开始了第一枚液体火箭的研发。因为“不是空中发射”，加上“这是中山国的第一枚液体火箭”，所以火箭并没有按照二级火箭来定参数，而是直接选择了2.25米直径，20米长的构型，和二级火箭唯一能挂的上关系的是这枚火箭用的液氢液氧推进剂。火箭参数选的相当粗壮，钱马壮的解释是这枚火箭是按照实验火箭的角度开发的，用来验证液氢液氧箱的绝热壳体，液氢液氧用的涡轮泵，燃烧室的设计和喷管转动矢量推力控制等等技术，火箭的工作时间要足够长，否则试验的价值就会大大降低。这些说法不能说没有道理，但是明眼人能从这个计划上一眼看出B计划的第一级火箭的影子。

这种掩耳盗铃的火箭方案之所以通过，和兵部的力挺不无关系。不过这也的确是个各方都能接受的结果。

户部满足于“省钱”的哥伦比亚大炮成了主方案，因为担心对钱马壮的提议啰嗦会影响到主方案的选择，所以他们闭上了嘴。

至于工部，他们在哥伦比亚大炮方案通过时就已经非常满意，当初铁路选型后因为高速铁路计划被无限期搁置，一大拨铁路设计人员一下子没了前途，搞轮轨的还好一点，高速不成，现有的铁路部门还是能找到适合的地方的。但是磁悬浮派人员可就尴尬了，他们被塞到了工部能安插的各个角落，就陆亡忌所知，火炮所刚吵吵着要搞电磁炮，工部马上给他们塞了一批人过去，让鲑福永大为不满，甚至在派来的人面前脱口而出：“我要钱，又不要废物。”。接收的地方对接收这么一批人固然不太满意，但是被接收的同样怨气冲天，他们都是一个个志向高远——换句话说就是心比天高的角色，被发配到一个和自己专业八竿子打不着的地方就已经够不爽了，还受到如此“热烈欢迎”，自然一肚子郁闷，这些郁闷不自觉地体现在工作上的时候就更让接收他们的部门既确信了自己的先见之明，又进一步歧视这些人。现在他们又被鲑伯水从各个角落找回来，聚到论证小组，这些人一时间士气大涨。同样的，工部也因为此举大大减小了下面的一片骂声，同样感觉轻松了许多。所以，在钱马壮纠集人马去搞实际的B计划的时候，工部非常高兴，因为这就意味着A计划的人员缺口变大了，他们索性停掉了各种一直半死不活的航空项目，把人塞了过来。

火箭人当然最高兴，他们所钟爱的传统第一级液体火箭没有被彻底摒弃，而且2.25米直径的液体火箭也让他们忙的不亦乐乎，甚至都没有时间象刚听到这个消息时候扬言的那样“去御鲑庄庆祝一下”。

至于最积极力挺这个方案的兵部，他们对这个方案偏爱来自于对弹道导弹的垂涎，按照钱马壮的说法，这枚火箭对发展兵部想要的2000公里弹道导弹很有好处，说起来这倒也不是钱马壮在忽悠人，相近的射程，大范围的推力控制，基本上如果这枚火箭成功，把这枚火箭固体推进剂化得到的就是2000公里的弹道导弹。兵部力挺这枚火箭的另一个原因是因为兵部对哥伦比亚大炮兴趣不大，这门至少几公里长的大炮怎么看都不像是一具能在战争中使用的武器。但是，如果哥伦比亚大炮能成，和平年代里中山国的间谍卫星可以象用弹弓扔石头一样把卫星用非常便宜的价格扔上天去，这种前景也足以让兵部也不反对哥伦比亚大炮。

纸面上看到的很美，实际上却是另一回事。陆亡忌对这种事情经历过很多次了，过去的方案选型经历中，他学到的一点就是：对于一个需要各方妥协的方案来说，最好的方案一定是一个各方都不满意但又可以接受的方案，而一个各方都满意的方案一定有问题。今天，论证小组第一天工作的时候，他发现问题出在什么地方了——这个看似面面俱到的方案的问题就是：往好里说，分散了航天部的力量；往坏里说，就是让A计划没有成功的希望。

陆亡忌知道，自己这个想法看起来很荒谬，今天哥伦比亚小组虽然人数寥寥，但是几天后，人到齐了，哥伦比亚小组的人数会大大超过搞液体火箭的小组。虽然如此，可惜哥伦比亚小组的力量不能用数量来衡量，而是数量与质量的乘积。未来哥伦比亚小组名单里面充斥的是各个部门早就想踢出去的工部的“闲散”人员，这些人里面固然有因为专业不对口而在那些地方郁郁不得志的，但是他们来到一个航天的工程里面也未必见得就专业对口了。也许这些人未必真的象他们之前所在部门的同事眼里那样无能，但是这是一个航天的工程，他们的专业技能未必就能在这里如鱼得水？何况之前这些人搞的项目在工部没什么好评，说句老实话，他们的专业技能还没有被证实过，无论是磁悬浮还是航空，中止，取消的项目清单打印出来那是非常长的。

哥伦比亚小组里真正的资深航天工程师就孙喜堂一个，如果他不是方案的提出人，恐怕他现在也会在液体火箭的设计小组里面。“充分论证”，陆亡忌无奈地在心里默默念叨，李文刚不知道“充分论证”需要钱马壮，周存益的那种老辣的意见吗——哪怕是反对意见。

他对方案的提出人孙喜堂的感觉比较复杂，最开始他们的冲突让他对这个人不无芥蒂。但是陆亡忌首先是个工程师，他很欣赏哥伦比亚大炮方案，最开始那点不愉快很快就烟消云散了。

无论陆亡忌对哥伦比亚小组的未来有什么样的担心，他倒是觉得哥伦比亚小组现在的气氛很不错，和液体火箭小组一样，哥伦比亚小组也在稷下大学临时征用的办公室里办公，在第一天报到的人互相认识了之后，没一点耽搁和繁文缛节，大家马上就开始工作了。

“我提议我们先一起确定一下哥伦比亚大炮炮弹出膛的速度范围，这样我们就能分开并行工作。”原铁路所的王规杨提议道：“分开成大炮和炮弹两个方向来考虑，当然，装载的炮弹和用来装载炮弹的加速车的尺寸也需要先定下来。”

“孙哥在会议上不是已经定下了两马赫的速度吗？”来自原飞机所的祁法杰不解地问道，他因为哥哥祁法明的关系和孙喜堂很熟。

“嗯，那是会议上我想到的最低速度。”孙喜堂回答道：“低于这个速度，冲压发动机很难启动起来的。速度当然是越高越好，但是速度越高，实现起来也越困难。两马赫是个保证能实现的速度。”

也是来自飞机所的种御天咳嗽了一声，道：“其实也没有多少选择，无非是高于还是低于5马赫而已。”

“对，”孙喜堂笑道：“高于五马赫，冲压发动机就用不成了，必须上超燃发动机。”

“超燃发动机？”王规杨疑惑地问道：“那是什么东西？”

屋子里有几个人脸上露出了色眯眯的笑容，超燃冲压发动机是航天爱好者们很喜欢挂在嘴上的话题，所以很多人都有所了解。

但是还是有些人从来没有接触过这玩意，所以孙喜堂解释了一下：“一般的冲压发动机虽然在2马赫到5马赫的超音速飞行时候工作，但是会在扩压过程中把吸进进气道的空气速度在到达燃烧室的时候降到亚音速，然后再喷油混合后点燃。这个对于低于5马赫的飞行速速还能用，当速度高于5马赫的时候，这种工作方式的效率就太低了。所以这时候要用超燃发动机，就是混合燃气到达燃烧室的时候，来流速度是超过音速的，燃烧是超音速燃烧，这也就是这种发动机命名的来历。”

“为什么飞行速度高于5马赫的时候亚音速燃烧效率低？”王规杨接着问道。

“嗯，是这样的，”飞机所的岭玦冲抢着解释道，他和陆亡忌很熟，小时候就和李中昆一样是陆亡忌米然风还有他哥哥凌少冲他们这群孩子王的跟屁虫了。“我们知道降低来流速度会升高空气的温度，降低的速度越大，升高的温度就越高。即使一般的工作在3马赫飞行速度的冲压发动机，来流压力也会增大37倍，空气温度会上升2000到2200摄氏度，所以，仅仅从温度控制来说就有不得不如此的理由。不过温度只是一个方面，就算能够处理因为进气冲压而提高的温度，仍然存在着燃气膨胀加速至少要大于进气的速度才可能提供推力的限制，而从亚音速膨胀到5马赫以上的速度所需要的燃烧室和喷管长度会非常长，这会导致阻力急剧上升。会上升到发动机推力不足以克服自己产生的阻力的情况——当然，这对超燃发动机来说也是普遍现象，就是人家常说的超燃发动机的净推力是小于零的。不过，对于普通的冲压发动机来说，这就不是净推力不大于零而是净推力大大小于零的问题了。”

陆亡忌注意看了孙喜堂一眼，见他满面笑容，连连点头，却毫无愠色。

“可是燃烧室和喷管加长，迎风面积没有增大多少吧，阻力怎么会急剧上升？”王规杨对此表示不解。

“不错，迎风面积的确没有增加，”岭玦冲接着解释道，“但是阻力还是上去了，这个是因为一般的飞行和高超音速飞行产生的阻力是不同的。在一般的航空器飞行中，摩擦阻力远远小于诱导阻力——基本上是飞行器前后的压力差产生的，在飞行器设计里面，这个阻力一般和升力挂在一块考虑，所有有时候也把它叫升致阻力。相比于这种阻力，摩擦阻力几乎是可以忽略不计的，低速飞行的高尔夫球甚至要把表面弄的坑坑洼洼的，目的是保持附面层，从而推迟气流分离时间，减少尾涡，从而减小压差阻力，当然，表面坑坑洼洼的，肯定比光滑表面的摩擦阻力要大，但是相比于减小的压差阻力，总阻力是大大减小了。即使是现代的战斗机，摩擦阻力也是远远小于诱导阻力和激波阻力的。但是，在高超音速飞行中，摩擦阻力却占据相当大的比重。所以燃烧室和喷管加长，摩擦力随着接触气流的面积增大，从而大大增加了。”

“在战斗机上摩擦阻力是一个小量，到了高超音速飞行时候摩擦阻力占的比重增大了？”王规杨仍然一脸不解的重复了一遍。

岭玦冲点了点头，道：“这是因为在高超音速飞行中，飞行器引发的激波角小的多，这样激波面距离壳体就很近，在这样的尺度下，流场雷诺数非常小，空气的粘性就很显著了...”

“雷诺数好像在哪里听说过，为什么雷诺数小，空气的粘性就变化了？”王归杨追问道。

“我来说，”祁法杰抢道：“雷诺数的概念是1893年牛国人雷诺兹观察圆管里面的流场时候确定的，现在大学里面空气动力学的教学还会重复这个试验，就是在一组不同直径的玻璃圆管里面通过不同速度的流水，在管子中央用一根细管子放出一小股带颜色的水，雷诺兹观察到同样的水流速度，管子大了，带颜色的水保持直线不散的距离就变短了——也就是说管子大了，水对颜色水的粘性作用就不及颜色水自身的惯性，不能带着颜色水平行于管子流动。所以岭同学说的是雷诺数小，空气粘性就显著，同样的条件下，空气的粘性系数是不变的...”

“人家是问我诶，”岭玦冲夸张地做出了个不满的表情，然后转头对王规杨道：“空气粘性在这种情况下显著，另外小祁说的也不全面，空气的粘性系数当然会变...”

“我又没说它不变，我说的是同样条件下不变。空气的粘性系数和温度成正比，谁不知道啊。”祁法杰抢道。

“嘁，你刚才那一嘴让王工他们听了感觉可不是空气的粘性系数不变吗。”在刺了祁法杰一句后，岭珏冲接着道：“空气的粘性系数和温度成正比，越热，空气就越粘。高速飞行的气动加热，激波层内的空气温度很高，所以高超音速飞行的时候，摩擦阻力增大的很明显，在总阻力中的比例也大大提高。结果就是在这种飞行中，减少飞行体的湿面积——湿面积就是气流接触的飞行体的面积，”见王规杨还要问什么，种御天抢着说道，“你可以想象成把飞行器浸在水里，那些会变湿的面积的总和。在高超音速飞行的时候，减少飞行体的湿面积对减小阻力是很重要的，因为减小湿面积，就是和空气摩擦的面积减小了，这样也就减小了摩擦阻力。按照我们前面说的，在高超音速飞行中，摩擦阻力占了很大一部分，减小摩擦阻力，总阻力就大大减小了。”

王规杨想了想，笑了：“还是不是太明白，是不是可以归结到一句话上：结论就是，高于5马赫，冲压发动机是用不成的。”

孙喜堂笑着点头道：“虽然我也不能象岭工一样把原理说清楚，但是对我们来说，得出这个结论就够了。”

祁法杰也笑道：“用超音速燃烧解决温度和阻力问题，进气冲压减速有限，所以温度升高也就有限，燃烧室燃烧后加速膨胀也不需要从亚音速加速到高超音速，如此一来，发动机的湿面积就可以控制到可以接受的程度，帅啊。飞行速度5马赫以上的场合里，超燃发动机还真是闪亮上场啊。”

在陆亡忌印象里，他还没有听说这玩意现在有实例，他疑惑地问道：“听说超燃发动机还只是试验性质的东西，这玩意已经可以使用了吗？”

这下子孙喜堂的笑容变成了苦笑，他苦笑道：“我也没有听说过这玩意有那一家真的用了，据我所知，从50年代这个理论提出以来，直到1981年人们才开始实际试验超燃发动机——在袋鼠国进行了超燃发动机的第一次地面试验。首次飞行试验是毛毛熊在1991年做的，他们把装了超燃发动机的试验飞行体装在一枚地空导弹的顶端，用地空导弹来提供初始速度，从1992年到1998年，在白头鹰和公鸡国的参与下，毛毛熊又试验了6次，总共7次飞行，取得的最好成绩也不过是6.4马赫的最高速度和超燃发动机持续工作时间达到77秒。白头鹰开始试验的比较晚，虽然他们有最充足的资金，但是去年6月他们的第一次飞行试验却没有成功，按照巡田使司的消息，白头鹰的超级X小组要到2004年才会再次进行飞行试验。”

祁法杰显然吃了一惊，道：“从亚音速燃烧到超音速燃烧这么难吗？全世界都搞不定？”

孙喜堂挠了挠头，道：“应该是很难吧，至少从现在人类取得的成绩上来看是这样。不过至于难在哪里，我可说不上来了。”

“难点在于，”旁边的种御天缓缓地说道，见大家的目光都看向他，便微微一笑，接着道：“难点在超燃发动机对油气比调节非常敏感，速度稍微快一点或者慢一点，空气密度大一点或者小一点，甚至因为吸进的空气中有那么点湍流，进气量一变，原来的稳定燃烧马上会开始震荡，而震荡一旦开始，就基本上没什么机会恢复回来，只能在熄火后再次从冷循环开始重新点火。所以，毛毛熊的试验尽管只有一次天时地利人和都凑到一块，再加上那么点人品大爆发，发动机稳定工作了77秒，就已经是世界纪录了。”

岭玦冲也补充道：“超燃发动机的另一个问题每次循环的时间，因为来流是高超音速，而发动机的长度并没有明显加长——否则就又成了冲压发动机了，所以从空气进入进气道到燃气排出喷口，时间非常短，是以毫秒计算的。喷油混合燃气，点火，燃气燃烧后和来流进行能量交换都要在这毫秒计算的时间内完成。以燃烧后的能量交换来说，因为能量交换时间短，所以在被点燃后，燃气在通过短短的燃烧室的时间是非常非常短的，这样就导致燃烧室只能针对一个特定的速度和推力进行优化，对于其他的工作条件，要么会出现喷进来的燃料无法充分燃烧，要么冲压进来的空气无法和燃烧的高温燃气充分交换热量，导致吸进来的空气仍然象冷循环一样被排出了。”

孙喜堂点头道：“没错，老实说，到目前为止，超燃发动机的飞行试验中还没有出现过净推力。”

王规杨环视了一圈，然后笑了，道：“我们中山国人未必见得那么天纵奇才，能解决全世界也解决不了的问题吧。”

屋子里的人默然，有几个人在不自觉地点着头。

王规杨总结道：“所以大家都同意哥伦比亚大炮的炮弹离开哥伦比亚大炮的炮膛，这个名字说起真绕口，我们还是给这些组件都起个名字吧。现在能看到的有轨道系统，在轨道上跑的加速车，还有绑在加速车上的火箭和卫星。我提议整个系统仍然是哥伦比亚大炮，其他的分系统各取一个名字或者代号。”

祁法杰第一个叫好，并提议：“二十八宿怎么样？”在场的人嘘声一片，种御天笑道：“你军训还没结束啊？”虽然每年中山国会有三万人服兵役，对于年轻人来说，服过兵役的不在少数，但是对于这里的这群人来说，有过服兵役经历的人却不多。因为这群人学历最低的也是大学本科，他们唯一服兵役的经历就是大学里面的军训，在军训里，很多人都受到来自部队的教官的影响，也开始喜欢用二十八宿等等中国古天文学家给星星起的名字来作为军用代号。

孙喜堂道：“三国人物如何？最大个的轨道就是王平——沉稳踏实，加速车是赵云——迅疾如风，火箭卫星和冲压发动机组件是桃园——桃园三结义，三个组件是三兄弟，火箭是张飞——性如烈火，卫星是刘备——大家都是围着它转的，冲压发动机是关羽——冲锋陷阵，攻无不克。”

陆亡忌也来了兴趣，建议用元素周期表。王规杨提议水浒人物，加速车自然是神行太保，三个组件是阮氏三雄。

但是一番比较的最后结果是大家采用了种御天提议用奥林匹斯神话里面的人物，轨道系统以泰坦命名——宛如大地，加速车被命名为赫尔墨斯，取其象思想一样敏捷的行走——对，是行走而不是飞——速度，而火箭加卫星加冲压发动机则命名为赫拉——天后般的丰饶多产，其中火箭命名为赫菲斯托斯——赫拉最有名的儿子，这是祁法杰提议的，理由是火箭长长的尾焰象火神炉子里面喷出的火焰，虽然他比较搞笑地提出了伏尔肯这个名字，但是大家也都同意这个名字，并且在种御天纠正后放弃了火神的大秦名字，用回了奥林匹斯的赫菲斯托斯；冲压发动机则命名为赫拉克勒斯——虽然他不是赫拉亲生的，但是作为宙斯最有名的儿子，加上作为赫柏的丈夫，在赫拉组合里面大家都没意见。而且大家也都希望这个关键的组件有着大力神一样的力量；装载的卫星命名为赫柏，在种御天这么提议后，祁法杰问为什么，种御天道：“在大力神旁边放其他的女孩子，不合适吧？”祁法杰笑道：“也没什么不合适的，谁不知道大力神是诸神里面有名的流氓。”

在这个插曲过后，王规杨接着刚才说的：“好啦，大家都同意，赫拉从赫尔墨斯分离的速度应该在二到五马赫之间，然后使用传统的冲压发动机来解决推力和冷却气动加热的问题，至于超燃发动机，还是再等个二三十年吧，到那时我们升级版的哥伦比亚大炮可以考虑用这玩意。”

同样搞磁悬浮出身的冯必达皱眉道：“可是二马赫和五马赫也差着一千米每秒的速度呢。”

王规杨笑道：“对第一门大炮来说，两马赫能实现就是很不错的结果了。”

孙喜堂摇头道：“我们要造几门大炮啊，两马赫的大炮能用在更高的速度上吗？”

“能！”

“不能！！”

王规杨和冯必达同时开口，两人对视一眼，

冯必达道：“王工，应该没问题啊，低速的轨道以后可以继续延长，那样不就能用来发射更高速度的炮弹了。”

王规杨拧起眉头道：“你这是真把这门大炮当成磁悬浮列车了，但是按照这个计划的介绍，这个炮弹不是地面旅行的列车，出膛的时候不能平行发射，最后要有抬高角度的，这样一来，抬高点，抬高角度对于每种速度都应该不一样吧，你同样的轨道能用于不同的速度？”

冯必达沉默了。

种御天笑道：“那也就是说我们一旦选中了大炮的出膛速度，大炮一旦开始设计建造，那就不能反悔了。”

王规杨点头道：“正是如此。”

孙喜堂犹豫了一下，道：“这么说来，我们还是考虑一个大一点的速度吧，速度太小，耗费巨资造的大炮起到的作用就太小了，我提议四马赫。”

种御天摇头道：“那也得造的出来才行，我觉的三马赫就已经有点野心勃勃了。毕竟咱们没造过，第一次还是有把握一点好。”

祁法杰笑道：“要是稳妥，那索性还是用孙哥在会上说的两马赫吧。”

种御天摇头道：“那也太保守了，三马赫还是应该做的到的，而且对于大气层中在这个速度下飞行，在工艺结构上历史上也有可以借鉴的东西，比如水车高空高速侦察机，福克斯白战斗机，末日女仆轰炸机。”

陆亡忌摇了摇头，忍不住插嘴道：“我们要不然先看看每种速度要求什么样的轨道再说吧。”他转头问孙喜堂道：“轨道和速度的关系应该是什么样的？”

孙喜堂不假思索地回答道：“轨道的主要限制是过载。一般卫星的设计过载都是四倍重力加速度，我们如果想用提供商用卫星发射服务来养活自己，那么就要服从这一限制。”

王规杨摇头道：“我看了方案说明书，里面有一点没有提到，因为有抬高角度，所以轨道的一部分必然有一定高度。而整个轨道的最终高度——我觉的最高的地方一定在赫拉脱离赫尔墨斯的地方——这个高度会是一个限制。”

祁法杰转头问道：“这个高度是一个限制？怎么限制？”

王规杨回答道：“要是最终高度有个几百米，你难道修一串几百米高的铁塔来把轨道架起来啊？所以，肯定要利用现成的坡地。当然，我们会对坡地进行改造，但是高度超过一定程度，能利用的坡地就难找了。”

孙喜堂问：“按王工的经验，这个高度应该限制在多少？”

王规杨回答道：“500米吧，按照以前在中山国北部线路选择的经验来看，500米的高差对于几十公里范围内还是能找的到的，不行最后靠上座两三百米相对高度的小山就得。反正这种加速随着速度越来越高，高度上升的曲线显然也是越来越陡的。”说着，王规杨打开了办公桌上的终端，登录了进去，然后转头向孙喜堂道：“孙工你给我分配些克瑞的机时，我现在编写一个程序算一下。”

孙喜堂打开面前的终端，登录进去，然后进入资源分配界面，分配完毕后，他抬起头来，道：“计算编号已经给你发过去了，收一下。”

王规杨道：“收到。”

祁法杰好奇地问：“这个程序怎么算啊？感觉变动的因素太多了。”

王规杨笑道：“其实也没有那么多。这个程序的边界条件就是全程不高于四倍重力加速度，轨道高度低于五百米，在这个前提下，算出针对各个脱离速度的最短轨道长度的加速方案而已。”

祁法杰摇了摇头，道：“没那么容易吧，每个时刻的垂直和水平加速度你都可以取任何值，这就至少有两个变量了。”

冯必达打断他道：“没两个变量，只有一个变量，因为我们已经确定了最大加速度是四倍重力加速度，用一个变量代表一个方向的重力加速度，另一个方向的重力加速度用简单的矢量合成就能定出来。”

王规杨笑道：“对，所以我需要的加速方案就是一个针对不同速度的垂直向上的加速度值的曲线。算这个可以简单的用时间片计算，从位置距离零，高度零开始，这时候的垂直和水平方向上的速度也都是零。然后根据每个时间片的当前速度，针对这个速度应该取的加速度，算出这个时间片结束时候的位置和速度，再重复用这个速度得到下一个时间片应该具备的加速度，算出下一个时间片的位置和速度。迭代下去，最后达到需要的速度值或者高度超过允许高度为止。在算出能够满足的方案里面选出最优加速度方案就行了。”

祁法杰接着摇头道：“就算如此，你每个时刻的某个方向的加速度值也是在一个最大值下的任意值，你总不会是把加速方案按时间分成若干份，在每份时间片内部假设加速度相同，然后每份给按照从小到最大一点点增加去循环吧。要是那样，如果你给的时间片不够多，那加速方案也不可靠啊，但是要是多了，这就是远远超过天文数字的计算量了，克瑞也算不过来啊。”

王规杨笑了，道：“你说的不错，如果要穷举覆盖轨道长度范围的所有加速曲线，那当然是克瑞也算不过来的。不过对于这种加速，还是有一些规律的，我用把垂直向上的加速度作为变量来考虑，对于最优加速方案来说这个加速度其实不会时大时小，基本上要么从小到大，要么从大到小。加速度的改变一定是和赫尔墨斯的运行速度相关的——因为最后的脱离速度是看的它。我假定这个最优加速方案是这样的一种加速方案，向上加速度随赫尔墨斯运行速度的变化曲线是一条直线，这样，我就不需要覆盖所有的加速曲线，只用在这样的一族直线里面选出最优的一种就行。”

祁法杰看起来有点懵，喃喃地念叨：“那最后的方案是什么样的？”

孙喜堂转头向他道：“王工要找出的加速方案可以用四个参数定出来，产生垂直向上加速度时候对应的赫尔墨斯速度的值，这个时候的加速度值，结束向上加速度时候对应的赫尔墨斯速度的值，这个时候的加速度值。”

祁法杰摇头道：“根据速度线性变化的加速度就是最优的吗？不一定吧。”

王规杨叹了口气，道：“当然这个有很大的可能不是最佳的加速方案，但是由于算出来的结果是在所有随速度变化的直线里面最优的一条直线，所以真正的最优的加速方案和它比估计也强的有限，对我们的论证来说已经足够用来进行指导了。你可以想象的到，加速方案是以速度为横轴，垂直向上加速度为纵轴的坐标系里面的一条曲线，并且曲线不会有相同速度不同加速度的点，可选的曲线涵盖在一块矩形里面，矩形的左下角的点是最小速度，最小加速度，矩形右上角的点是最大速度和最大垂直向上加速度的点。根据速度线性变化的加速度就相当于这块矩形里面所有起点在矩形左边，终点在矩形右边的直线的集合，涵盖的面相当大了。”

祁法杰想了想，道：“你计算里面把时间片的长度取多少？”

王规杨道：“一毫秒，应该够了。”

祁法杰笑道：“不过从控制的角度来说，你大概做不到在毫秒级别调节加速度吧。”

王规杨皱眉道：“为什么做不到？加速度的控制是靠轨道的形状和电流的大小来控制的，让列车悬浮的同极相斥或者异极相吸的磁力是随着距离的平方成反比的，只要赫尔墨斯的速度方向和轨道方向不同，就会导致它接近轨道——不会远离轨道，因为我们不会让垂直方向的加速度指向下，也就是说轨道总是向上抬起而不会向向下或者轨道切线的曲率变小——在接近轨道的时候，赫尔墨斯受到的电磁力会随着距离减小，成平方的增大，随着这种抗力的增大，赫尔墨斯在这种力的作用下产生的加速度一下就能达到我们的要求了，至于沿着轨道方向的加速度完全是靠电流大小来控制的，按照现在的强电控制能力，并不困难。”

祁法杰接着问：“那么轨道能做的那么精致吗？”

冯必达插进来道：“我明白小祁的意思，小祁是想着1毫秒通过的距离很短，轨道的形状加工起来有难度吧。其实不用担心这个，我估计需要产生向上加速度的时候，赫尔墨斯应该在百米每秒的级别了，1毫秒也就是分米级别的，分米级别的轨道的形状设计制造并不困难。就算是几十米每秒的低速的时候，对应的也是厘米级别的轨道，说起来也不算多难加工的。”

王规杨道：“嗯，说到控制，我估计我们还可以按时间进行控制，也可以按照赫尔墨斯的运行距离进行控制，我把这两个也考虑进去，就是也考虑随运行时间线性变化的加速度和随运行距离线性变化的加速度，这样，加速方案覆盖的应该够全面了。”

种御天问道：“你打算用什么参数作为目标参数进行优化？”

王规杨想了想，道：“应该是距离吧，轨道造价是和长度成正比的，距离越短，工程造价越低。”

陆亡忌忍不住摇头道：“距离最短而且保证不超过500米高度的是自始至终没有向上加速度的加速方案，比如水平轨道。要是赫拉在脱离赫尔墨斯的时候，飞行速度方向是俯冲，你还能得到比水平轨道更短的轨道，但是这样的轨道对我们来说意义不大，我们会希望赫拉的脱离速度方向向上，和地面的夹角越大越好，角度越大，赫拉爬升时候需要拉的迎角就越小，而且升到两万米高空的时间更短，飞行距离更短。两万米空气密度是地面的十分之一，空气动压和空气密度成正比，所以如果速度没有增加的话，空气动压也会降到十分之一，气动加热会大大改善，如果飞行速度增加，那么速度要增加到三倍多才会和地面空气动压持平。我们肯定希望赫拉尽快爬升到这一高度。”

种御天也道：“对，赫拉连接在赫尔墨斯上面的时候，在赫拉连接在赫尔墨斯上面的时候我们能够安排更多的受力点，相比于赫拉脱离赫尔墨斯升空，那时候拉升需要的力量只能作用在赫拉的翼面和赫拉舱段的连接点上。在结构设计中，受力越分散，需要传递的结构越短，对于同样承受的过载，结构重量就越小。所以我们会希望主要的拉升发生在地面上，就是说脱离后需要拉升的角度越小越好。如果主要在脱离后拉升，相比于在赫尔墨斯上面拉升，产生同样的向上加速度就会需要赫拉付出更多的结构质量。你还记得上次会议吧，派嘎索斯才1.3个G的过载，付出的结构质量就很明显了。”

王规杨点头道：“对，我把这个给漏了，应该加上赫拉脱离赫尔墨斯的飞行方向和水平方向之间的角度，飞行速度方向和轨道的方向必然是一致的，实际上向上的加速度就应该是轨道形状的变化产生的。这个角度当然是越大越好。可是角度越大，轨道长度也会越大，这两个优化参数是矛盾的，而且我估计有些角度在某些飞行速度下，任何加速方案都实现不了。”

种御天道：“要不然我们也象最小高度一样，给一个最小爬升角度的边界值进行限制如何？”

孙喜堂摇头道：“不妥，爬升角度应该是优化值，不应该是限制值。如果是限制值，你得到的一定是这个角度的最小距离，但是这个结果未必见得就比一个比它更大的角度更合适。说不定一个更大的角度，距离也在我们可以接受的范围内，或者轨道长度没变多长，角度却增加很大呢？”

冯必达点头道：“有道理，这样吧，我们按照不同的角度，从抬高角1度开始，每增加1度算一个最优方案，把这些方案放在一起比一下，不就有结果了吗。”

王规杨笑道：“好，就这么办。”话音还没落，噼里啪啦的键盘声就响了起来。

祁法杰似乎明白过来了，但是他又皱起了眉头，向冯必达问道：“随速度变化我能想象的到如何编写这个程序，因为最小速度是零，最大速度是对应的脱离速度，起始加速度点和终止加速度点就在这个速度范围内，程序的循环边界就是这个范围。可是时间和距离怎么给计算范围呢？你不算一下，你也不知道按照在某种加速方案下，达到脱离速度的时间或者距离，这样你只有时间为零或者距离为零的加速度起始点，没有终点啊。”

冯必达笑了笑，道：“其实随时间变化的很容易算，我都可以把它的解析方程列出来，用求极值方法算最优解。不过现在有克瑞，就不费这事了。至于你说的范围，也很容易，起始时间或者距离的范围是定了的。”

祁法杰迷惑地重复了一句：“定了的？”

孙喜堂笑道：“是定的，加速度起始点的起点是零点，加速度起始点的终点是在没有向上加速度的情况下达到脱离速度的点。”

祁法杰哦了一声抢道：“原来如此，没有向上加速度，赫尔墨斯受到的加速度就是水平方向上的最大加速度，就是轨道水平的时候达到脱离速度的时间和距离。但是这个只定义了加速度起始点的范围，加速度终止点的呢？”

冯必达也皱起了眉头，思索起来。

祁法杰求助地向孙喜堂看去，孙喜堂也皱着眉头在思索。

岭珏冲突然啊了一声，众人向他看去，岭珏冲道：“大家看这样行不行，赫尔墨斯总归是经过了垂直向上加速度起始时间点才开始有向上的速度的，这个向上速度在到达加速度终止点之前是不断增大的，对于每种加速方案，总有一个垂直向上的等效平均加速度，我们按照这个垂直向上的等效平均加速度算，按照这个等效平均加速度计算向上爬升距离累计到500米的时间，加速度终止时间点不会比它更大的。”

孙喜堂哈的一声笑了出来，道：“在向上最小加速度趋近于零时候，向上飞行达到500米的时间趋近于无穷大，加速度终止时间点不会比无穷大更大的。”

陆亡忌摇了摇头，看着自觉“犯了低级错误”而涨红了脸的岭珏冲，道：“岭工找到答案了，这里面有两个时间点，一个时间点对应你说的最小向上加速度的500米距离时间点，另一个对应于水平加速到脱离速度的时间点——其中一个时间点变大的时候，另一个就会变小。水平加速度可以用垂直向上的等效平均加速度和最大允许加速度算出，如果你向上等效平均加速度趋近于零，那么水平加速度就是最大允许加速度的平方减去最小加速度和重力加速度和的平方再开方，这个加速度对应于水平加速一直加速到脱离速度的时间是可以算出来的。如果先到达脱离速度，就用这个时间，如果先到达500米高度，就用爬到这个高度的时间。实际上，可以联立两个方程，找出时间相等的最小向上加速度，这个时候对应的时间就是加速度终止时间的最大值，只有达到这个值，才会有最大的抬高角。”

祁法杰拍起了手掌，道：“漂亮。”转头却看到有些脸红的孙喜堂，不再说了。

孙喜堂脸红了一下，却马上恢复了正常，道：“这个我倒没有想到，陆兄脑筋转的好快，这么说来，距离也可以用类似的办法来定。”

冯必达道：“不错不错，就这么办。”然后站起身来，走到王规杨身后，王规杨转过头来，道：“我刚把一次发射的接口定出来了，你写全部发射和优化的主程序，我先写按照速度线性变化的一次发射的实现。”

冯必达点了点头，道：“好。”走回自己的办公桌，键盘声也随即响了起来。