第297章 用氦气代替标准大气压

若是旁人提出来这个大胆的想法，肯定会被嘲笑为异想天开，但如果是秦宇认为可行，那么大家还真会试试。

陈娇龙迫不及待的讲道：

“我明白了，加压舱除了气源瓶的供氧罐组、二氧化碳罐组、氮气罐组以外，还有一个气体来源——冷氦气罐！”

“由于冷氦气罐需要稳定的温度、气压来保证罐体安全，所以罐体安装在了加压舱内。假如把它们释放出来，那么加压舱内的压力便能上升！”

秦宇点了点头，他确实是这个打算。

如果不考虑具体的空气环境，仅保证加压舱内的压力平衡，使其能稳定在标准大气压下，那么氦气是很好的选择。

这种惰性气体由于化学性质稳定、质量较轻、干净无污染等优势，不会对仪器造成堵塞、破坏，也不会与设备材料发生化学反应，更没有燃烧、爆炸、腐蚀的风险，因此被广泛用于航天工程；

而推进剂贮箱的增压，就是利用冷氦的极速升温膨胀，来产生高压气体、实现增压效果。

这一点在天驷2号也有体现，例如雷霆发动机的贮箱增压，以及空间在轨加注时的贮箱增压等。

而秦宇打的就是偏二甲肼/四氧化二氮冷氦气罐的主意：

“给多功能缩比实验舱加注推进剂的两个冷氦气罐，一个给偏二甲肼贮箱增压的、一个给n2o4增压的，现在完成了加注实验，完全可以二次利用。”

“低温氦气压缩在罐内，一旦释放到加压舱，随着温度升高会迅速膨胀做功，两个气罐完全可以填满加压舱，甚至还绰绰有余！”

“想象一下，这两个冷氦气罐不是在给贮箱增压，而是给加压舱增压。也许不需要释放很多，只需要把气压增大到101kpa的标准大气压即可……”

秦宇所提到的利用氦气增压来代替标准大气压环境，在众人看来非常匪夷所思，但经过短暂急促的讨论后，却又发现这不失为一个绝妙的手段。

赵五征率先站起来表明了自己的立场：

“我觉得这个办法可行，之前已经询问过加压舱内几个实验平台的所属院校了，只有四个平台无法在任何非标准的大气环境中完成实验，而其余几个平台是可以的。”

“不过用氦气增压形成加压环境还不够，我们要尽可能模拟标准的空气，用氦气组成的大气压环境来代替空气！”

陈娇龙说：“标准的空气是由氮气、氧气、二氧化碳等构成的，如果将加压舱的混合气体全部抽干，利用氦气组成新的大气压环境……那么就以氦气、氧气、二氧化碳为组合，按照固定比例释放在加压舱内……”

紧接着，众人便顺着这个话题继续下去，叽叽喳喳的讨论起来。

虽说用氦气增压代替标准大气压的事，听起来有些不可思议，但即刻飞行这帮人向来敢想敢做，既然提出了这种方案，那就势必要尝试它的可行性。

只要不是严重违背了牛顿老爷子制定的物理学定律，那就没什么不可能的。

秦宇旁听了会儿众人的意见，似乎都挺认可这种方案，便说道：

“刚好为实验舱进行燃料加注、贮箱增压的两个冷氦气瓶，都在加压舱内存放着。这方便了我们直接将氦气瓶泄压，让气体释放到加压舱的空间内。”

“凭借冷氦的膨胀速度，一分钟内便能快速填充到加压舱的每个角落，实现高效增压，这段时间内飞船的精密设备和电子仪器应该不会受到太大影响的……”

这时韦珅提出了问题道：

“可是这些冷氦气瓶，都是采用的杜瓦瓶式贮存系统，管道一般都是直达推进剂贮箱的，怎么让它们中途释放到加压舱呢？”

这确实是个需要解决的麻烦，虽说氦气增压的方案可行性很强，但这些气体是直接从冷氦气瓶通过压气机泵入贮箱的；

若要它释放到加压舱，相当于给黄河大堤挖开一道口子泄洪似的，那么氦气该通过什么部位出来？

对此秦宇早有考虑，他来到测控室前方的大屏幕旁，用激光笔指着飞船镜头传回的图像说：

“大家看这里，两个冷氦气瓶在加压舱的该位置，里面的高压氦气会随着气泵启动时，顺着气管朝外面的燃料箱流入。”

“在此处，冷氦气瓶旁还有两个小装置，分别是热交换器和膨胀机。”

“热交换器是用于冷氦和外界空气进行热量交换的，冷氦在升温后便会膨胀体积，从而达到增压的目的。”

“而接下来膨胀机便会将压力升高后的氦气，输送到增

压管道，最终流入燃料箱。”

“接下来，咱们的突破点就在这里，热交换器和膨胀机之间，是有一个泄压阀的！这个阀门的作用就是避免管道由于氦气压力过高而爆炸！”

“它的结构也很简单，通过调节滚珠和橡胶管来控制泄气的压力，只要把泄压阀开到最大，再把膨胀机的冷氦输送管道锁死，那么热交换器传送过来的氦气，便会泄漏到加压舱中……”

随着秦宇的讲解，技术人员也将冷氦气瓶的结构图、热交换器、膨胀机、泄压阀的图片展示在屏幕上，以便大家更直观的理解方案。

众人搞明白其中的原理后，互相交流了一下意见，默默点了点头。

见没人反对这套方案，秦宇便招了招手，“小棠，把你写好的代码拿过来吧！”

刚刚他让谢小棠写完抽干加压舱的代码后，又让她去写新的程序，正是利用泄压阀释放氦气的代码。

谢小棠蹦跶着抱电脑过来，展示着上面的新代码，邀功道：

“电脑上是冷氦气瓶→热交换器→泄压阀→膨胀机→燃料贮箱的示意图，如秦总所言，首先是把膨胀机彻底锁死，不让氦气流出去一丝一毫。”

“然后把泄压阀开到最大，再一点点调整热交换器的参数。”

“一遍遍调试下来，最终得到一个最佳参数，能确保从冷氦气瓶流入热交换器的气体、膨胀到泄压阀的临界压力。既能保证释放时的压力，还不会发生爆炸！”

秦宇赞许的点了点头，“既然程序准备好了，那就先抽干加压舱的混合气体，将其回收到气源瓶后，再利用氦气增压，事不宜迟开始行动吧……”

-----------------

赵五征和谢小棠、陈娇龙等人立即坐回位置上，执行起了计划。

由于利用氦气组成的混合气体，将比氮气组成的混合气体要轻，而气源瓶的抽气装置位于加压舱下方，因此需待加压舱的空气抽干净后，才能进行释放氦气。

这个过程预计将耗时一个钟头。

秦宇抬头看着屏幕上的压力传感器参数，随着气源瓶抽气，舱内大气压强由101kpa正不断降低！

他又开始观察那只放着‘太空蚕’的金属笼子。

这个标注着‘初二五班太空蚕实验舱’的金属笼，长约40厘米、宽30厘米、高20厘米，是个银灰色的金属容器，也是10条蚕的太空之家。

虽然加压舱正在逼近真空状态，但笼子里的10条蚕生命体征依然旺盛。

因为笼子麻雀虽小，却五脏俱全。

里面不仅有单独的供氧系统，还有食物系统、饮水系统、照明系统、温控系统等，都是初二五班的生物老师带学生一起打造的。

上面还架设着四颗不同角度的微型摄像头，用于记录太空蚕在微重力环境的进食、运动、产卵、吐丝等生活情况。

秦宇观看了一些微型摄像头传输回的影像资料，觉得这些太空蚕还蛮有意思的，就在这时听见谢小棠急切的喊他。

他这才走过来，站到谢小棠身后道：“怎么了？”

“秦总，阀门被卡住了！”

谢小棠指着冷氦气瓶的结构图说：“估计是冷氦的膨胀速度太快，而出口只有一个泄压阀，导致大量气体被堵塞在热交换器里，卡死了交换器的一个阀门。”

秦宇仔细看了一下屏幕参数，加压舱的压力才回升了一丁点，仍处于相对真空的环境中；

精密设备和电子仪器的管路，应该在超负荷运转了。

必须要尽快氦气增压！

秦宇拿过结构图，简单过目一遍后，突发奇想道：“这个热交换器的阀门，只是被卡住，而不是卡坏了吧？”

谢小棠点了点头。

于是秦宇出馊主意道：“把泄压阀后面的膨胀机管道打开，然后继续提高热交换器的冷氦增压水平。当堵在阀门里的氦气压力增大到一定程度时，它们就会自行冲开这个卡住的阀门……能明白吗，就像海姆立克手法一样？”

谢小棠脑子里想象了一下，吐槽说：“听起来像是让冷氦气瓶打个嗝似的，不过我觉得有搞头！”

两人一拍即合，很快谢小棠就在电脑上编写了一套让冷氦气瓶继续增加压力的代码，并通过沿途测控站发送到天驷2号的计算机中。

计算机很快收到了新代码，就像苹果手机推送的软件更新一样，进行下载并运行。

大约过了1分钟不到——

嘭嘭嘭……砰！

就像葡萄酒瓶把软木塞喷了出去……

众人想象着冷氦气瓶正在打嗝的画面，终于看到传感器参数恢复了正常，加压舱的内部压力也在稳步攀升。

这意味着那个卡住的阀门被顺利通开了！

在偏二甲肼和n2o4推进剂贮箱彻底关闭后，为其增压的两个冷氦气瓶正在嘶嘶的朝加压舱释放高压气体。

低温状态下的冷氦膨胀速度很快，眼看着飞船压力传感器的参数即将飙增到临界值，秦宇拍了拍赵五征的肩膀，

“把气源瓶的供氧罐和二氧化碳罐打开，按等比例释放气体，直至由氦气构成的混合气体达到标准大气压为止……”

测控室的工程师很快将指令传达给沿途测控站，在上传指令后，21%的氧气和少量二氧化碳，同时注入了充满惰性气体的加压舱中。

几经周折后，加压舱内的气压终于稳定下来；

而回收到气源瓶中的气体，也成功补充了姿轨发动机和冷气推进器的超额消耗。

时间已至清晨，经历一整晚的接力抢救，天驷2号在轨道上的飞行总算转危为安，众人在座位上相互击了个掌，来庆祝这场小小的胜利。

接下来秦宇让赵五征安排大家轮班回去休息，自己也回办公室眯了会儿。

将最麻烦的气源瓶问题解决后，天驷2号接下来的任务进展很顺利，基本都在载荷设计部的掌控之中。

尽管加压舱不是标准的由氮气、氧气、二氧化碳构成的加压环境，导致四个科学实验平台无法继续任务；

但相比之下，这也算牺牲小我、拯救大我了，至少保障了飞船大多数任务的正常执行！

2月20日，上午10时40分。

【t+61:10:00】

天驷2号在478x482km的圆轨道上，平稳的运行了两天半，共环绕地球40圈、累计172万公里的路程后，终于迎来了返航时刻。

秦宇和韦珅、谢小棠等人坐在钓鱼台指挥厅里，聚精会神的看着雷达飞行路径图。

自从飞船加压舱注入氦气增压后，各项精密设备和电子仪器的参数还算正常，并没出现想象中的连续报警、故障情况，让这帮行径大胆的工程师都松了口气。

赵五征派人送来了一份飞船返航方案，上面详细记录了天驷2号在轨道各阶段的制动速度、返航角度等，并预测了最终溅落点的坐标范围。

秦宇阅读一遍后，觉得没太大问题，便签上字派人送去097辅楼的测控室了。

负责跟踪飞船返航的097测控室里，人员汇报声沸反盈天。

赵五征坐在指挥员的位置上，正连续不断的下达各种调整姿态和降低轨道的指令，技术员和工程师们忙碌执行着。

进入第41圈后，天驷2号便不断的制动减速，将飞行速度由27600km/h不断下降；

根据开普勒定律和牛顿运动定律，当位于480km高度的环绕速度无法满足第一宇宙速度时，飞船就会向地球坠落；

而随着坠落过程中的轨道高度降低，降至27000km/轨道高度的第一宇宙速度，于是便环绕该轨道做起了匀速圆周运动。

就这样，天驷2号在两圈的环绕飞行中，循环往复的进行着制动减速、坠落轨道、圆周运动的动作，一点点将轨道高度降了下来。

480公里、380公里、280公里、180公里……