21吨燃料1秒钟变气体,还要10倍超音速喷出来,人类真的能做到?


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21吨燃料1秒钟变气体,还要10倍超音速喷出来,人类真的能做到?


看到这个视频 , 是不是觉得太恐怖了?扛摄像机的哥们儿全神贯注 , 离超高速喷出的水柱估计就一米远 , 后面黑衣服那哥们儿要是给他一脚 , 把他踹进去 , 估计就只能到山底下去捡散落的骨头了 。
这个视频叫“理查德感受到了每秒20000升水闸门的巨大威力” , 拍的是奥地利一个水库大坝放水时的壮观景象 , 巨大的水柱呼啸而出 , 速度高达50米/秒 , 一秒钟就有20吨水喷出来 , 任何东西挡在前面估计都要被摧毁 , 实在太危险了 。
下面排第一的评论点赞数高达11000个 , 果然是不怀好意的黑暗言论最吸睛:我以为理查德会把手伸进水里“感受”这东西的威力 。 伸根手指进去会发生什么呢?

每秒20吨水冲出来 , 你是不是已经觉得完全不可思议了?人体密度和水差不多 , 一个人平均60公斤的话 , 相当于从这个洞口每秒钟要喷出333个人 , 我已经无法描述这血淋淋的惨状了 。
如果你觉得这就已经达到壮观的极致了 , 那你对壮观一定产生了深刻的误解 。 2020年8月19日 , 央视新闻报道 , 我国三峡大坝开启了10个泄洪闸深孔泄洪 , 流量达48000立方米/秒 , 换算一下恐怕要吓死你 , 一个泄洪孔1秒钟就要冲出4800吨的水 , 相当于每秒要喷出80000人 , 10个同时泄 , 就要喷800000人!真是泄特!

如果你觉得这又达到壮观的极致了 , 那你对壮观的误解已经不可救药了 。 我在那个视频下看到一个评论 , 说他家附近有座水坝是亚洲第二大拱坝 , 1981年闸门开通试验时 , 每秒钟喷出的水高达19700吨——一个孔1秒钟就要喷出一个中等城市的人口 。
如果你觉得壮观到此就真的已臻化境 , 前无古人 , 后无来者了 , 我们换一个方向 , 你恐怕就只有缴械投降了 , 因为那可能是你闻所未闻 , 从来没有想到过的领域和壮观景致 。
假设 , 这大坝冲出来的不是每秒20吨的水 , 而是20吨的燃料 , 还要在1秒内完全燃烧变成气体 , 并且要持续两分多钟 , 你觉得这个世界上有没有这样的事情呢?
这就是上世纪70年代美国宇航局阿波罗登月的土星5号火箭 , 它的第一级火箭载有2000多吨燃料 , 要在两分多钟的时间内完全燃烧 , 平均1秒钟要泵出13吨的燃料 , 燃烧后变成超高音速的气体 , 推动3000吨 , 110米高 , 相当于一栋36层筒子楼的火箭冲向太空 。

但这仍然不是壮观的极致 , 你很容易就想到马斯克SpaceX公司正在开发的星舰 , 其第一级火箭超重助推器将安装33台猛禽发动机 , 每一台每秒钟要燃烧510公斤的液氧和140公斤的液态甲烷 , 总共0.65吨 , 整个火箭每秒钟要燃烧21.45吨燃料 , 刚好和奥地利那个水电站的泄洪闸门差不多 。
想起来都可怕不是?一秒钟燃烧21.45吨燃料 , 喷出气体的速度高达音速的10倍以上 , 稍有疏漏就会爆炸 , 这其中最容易引发爆炸的就是泵送燃料的涡轮泵了 , 火箭发生事故 , 有一半都出在涡轮泵上 。 马斯克能做到吗?既然这么容易出问题 , 为什么还要用这个涡轮泵呢?

奥地利那个水坝之所以1秒钟能冲出20吨的水 , 是因为大坝水位高达190米 , 泄洪闸位于大坝底部 , 水闸一开 , 水在巨大的压力下就喷涌而出了 。
而星舰超重助推器只有70米高 , 显然不能完全靠燃料压力来传送燃料 , 而必须靠泵来泵送 , 还不能是一般的泵 , 必须是涡轮驱动的 , 才能在单位时间内泵送巨量的燃料 , 这个涡轮泵就是火箭最核心的部件之一 。 目前猛禽发动机已解决这些问题 , 性能还在不断提升 , 星舰的成功可能只是时间问题了 。

很多人可能就担心了 , 这么多燃料 , 要产生多少温室气体啊?会让地球气候变暖雪上加霜吗?
短期来看还不至于 , 目前全球火箭发射每年约100多次 , 而商用飞机要飞行4000多万次 , 火箭燃料产生的温室气体大约只有航空业的千分之一 , 而航空业产生的温室气体 , 又只占人类排放总量的约2% , 所以基本上没有什么影响 。

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