一門3兄弟皆為航天院士 2人曾在國防科大任教(2)

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2017-04-25 09:05:39 國防科大參與評論()人

此時他發(fā)現(xiàn),，液體火箭發(fā)動機燃燒設(shè)計水平并不高明多少,。雖然美、蘇當時都已經(jīng)研制出多種液體火箭發(fā)動機型號,，但在研制中仍然缺乏可靠的理論計算模型和設(shè)計準則,，主要依靠基于試驗為主的邊試邊改方法,。例如為了解決不穩(wěn)定燃燒問題，美國用于登月的F-1發(fā)動機進行了1332次發(fā)動機試驗和1337次108個噴注器的試驗才研制成功,；我國在研制東三,、東四導彈液體火箭發(fā)動機時，也不斷出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定故障,。

繼而他又發(fā)現(xiàn),，當時能收集到的燃燒不穩(wěn)定研究文獻，包括公開出版的權(quán)威文獻,，都僅從經(jīng)典控制理論出發(fā),，對液體火箭發(fā)動機實際燃燒過程只能作人為的假定、缺乏定量的分析,。

而莊逢辰認為,，發(fā)生不穩(wěn)定燃燒，燃燒是主因,，或者說是內(nèi)因,、是主要矛盾，控制只是外因,。要解決這個問題,，首先必須把液體火箭發(fā)動機的燃燒歷程及其速率控制過程研究清楚。

他先從穩(wěn)態(tài)燃燒研究開始,，承擔了紅旗1號火箭發(fā)動機性能提高任務,，與學生一起建立了推力室的液流試驗臺和噴霧試驗臺，開始進行推進劑的霧化和液滴蒸發(fā)和燃燒的試驗研究和物理模型的建立,。

20世紀70年代,，他被調(diào)到國防科技大學前身的長沙工學院任教，學校當時歸航天部（當時叫七機部）領(lǐng)導,，他利用這一條件,，深入到各液體火箭發(fā)動機研制單位調(diào)查研究，完成了教材《液體火箭發(fā)動機推力室設(shè)計基礎(chǔ)》的編寫任務,，于1976年正式出版,。該書既包含了實踐內(nèi)容，又加強了基礎(chǔ)理論,，被作為教材沿用10余年,。

他自學計算機語言，利用當時學院計算機系剛剛研制完成的441B-Ⅲ晶體管電子計算機,，運用他剛研究出來的液體火箭發(fā)動機燃燒模型,，對某型號發(fā)動機的燃燒過程進行數(shù)值模擬計算,，與實際型號的試車結(jié)果非常接近。據(jù)此撰寫的論文《自燃推進劑火箭發(fā)動機燃燒室設(shè)計簡化模型》在1978年10月中國工程熱物理學會成立大會暨第一次學術(shù)會議上宣讀,，同時發(fā)表了所有計算源程序,。

這是國內(nèi)應用燃燒模型在計算機上對實際液體火箭發(fā)動機燃燒過程進行數(shù)值模擬計算的第一篇論文，受到研制單位和學術(shù)界的高度重視,。

在錢學森鼓勵下研究發(fā)動機燃燒

1978年6月,，長沙工學院更名為國防科學技術(shù)大學，學校組建了燃燒理論和熱學教研室,，莊逢辰被任命為室主任,。為了提高國內(nèi)燃燒理論研究的水平，他組織研究團隊建設(shè)了研究性實驗室,，美國,、英國和俄羅斯的燃燒理論和液體火箭發(fā)動機專家都前來參觀。他還翻譯了當時美國剛出版的作為大學生教材的《燃燒導論》一書,，此書于1981年出版,，受到全國同行們的極大歡迎。