第八章 振动的余波与地煞星的晨光 (第1/3页)
周日上午九点，工程训练中心的地下实验室里聚了十几个人。除了星海社的成员，还有航空航天学院的两位老师——周教授和一位姓杨的副教授，被刘宇请来做验收评委。
全箭振动测试是验收的关键环节。箭体水平固定在简易振动台上，尾部安装着激振器——一个能产生不同频率正弦振动的电磁装置。加速度传感器贴在箭体关键位置：发动机舱、级间连接处、载荷舱前端。
“测试分三步，”刘宇向评委介绍，“第一步，正弦扫频测试，从5赫兹到200赫兹，寻找共振峰。第二步，在推力波动频率5赫兹处做定频测试，看振幅放大倍数。第三步，模拟飞行载荷谱测试，用昨天试车测得的推力曲线作为激励源。”
陈青山负责记录数据。他坐在数据采集仪前，眼睛盯着屏幕上跳动的曲线。手心里有汗，不是因为紧张，而是因为期待——就像游戏里蹲守地煞星刷新前的倒计时，你知道战斗即将开始，结果未知，但你已经做好了所有准备。
扫频测试开始。激振器发出低沉的嗡鸣声，频率从5赫兹开始缓慢上升。加速度曲线平稳爬升，在18赫兹处出现第一个小峰。
“一阶弯曲频率，18.3赫兹，”周教授看着屏幕说，“比你们估算的50-70赫兹低很多。”
陈青山心里一沉。差了近三倍。
沈思快速分析：“可能原因有三个：一是实际材料刚度比手册值低；二是连接处即使加了PTFE薄膜，刚度还是不足；三是我们的简化模型忽略了太多因素。”
“但18赫兹仍然远高于5赫兹，”杨教授说，“频比3.66，不算共振区，但安全裕度小了。”
扫频继续。在52赫兹处出现第二个峰，在110赫兹处出现第三个峰。这是二阶和三阶振动模态。
“一阶18赫兹，二阶52，三阶110，”刘宇记录，“频率分布合理，没有密集模态，这是好事。”
接下来是5赫兹定频测试。激振器固定在5赫兹，振幅逐渐增大。加速度传感器显示，箭体在5赫兹下的振动响应被放大了约1.5倍——意味着如果推力波动正好是5赫兹，引起的振动会比静态推力大50%。
“1.5倍放大，”周教授点头，“可以接受。但要注意，这是实验室理想固定条件下的数据。实际飞行中，箭体是自由的，边界条件不同，响应可能更大。”
最后的模拟载荷谱测试是关键。林涛将昨天试车测得的推力-时间曲线输入控制系统，激振器开始模拟真实的推力波动——包括2.8秒那个凹陷。
陈青山屏住呼吸。屏幕上，箭体的振动响应曲线与推力曲线几乎同步变化。在2.8秒推力凹陷处，振动响应确实有一个小尖峰，但幅度不大。
“最大振动加速度0.8g，”张伟报出数据，“在箭体结构承受范围内。”
测试结束。两位教授低声讨论了几分钟，然后周教授宣布结果：
“从振动测试看，设计基本合理，但有几个问题：一，一阶频率18.3赫兹偏低，安全裕度不足。二，连接处刚度需要进一步确认。三，没有考虑气动弹性影响——飞行中空气动力会改变振动特性。”
“但我们只是微型火箭，速度低，气动影响应该不大。”刘宇说。
“应该不大不等于没有，”杨教授严肃地说，“工程思维要严谨。不过，作为本科生项目，你们已经做得很好了。验收通过，但建议在试飞前再做一次带整流罩的地面振动测试。”
掌声响起。陈青山看着那枚银灰色的火箭模型，心里有种奇特的感受——它不完美，有缺陷，但它是他们一点点算出来、做出来的。就像游戏里第一只自己培养的召唤兽，属性不是极品，但你知道它每一个成长点是怎么来的。
验收结束后，周教授特意走到陈青山面前：“刘宇跟我说了你的事。大一能跟上这种项目，不容易。你对振动问题怎么看？”
陈青山想了想：“就像琴弦，拨动的频率如果接近琴弦本身的音高，声音会变大。我们测出了琴弦的音高——18.3赫兹，知道了拨动的频率——5赫兹，两者不接近，所以应该安全。但琴弦绷得不够紧，音高比预期低，这是问题。”
周教授笑了：“比喻不错。但现实比琴弦复杂。琴弦只有一种振动方式，火箭有弯曲、扭转、纵向多种模态，还有耦合效应。你以后如果真要走这条路，要学的还很多。”
“我会学。”陈青山认真地说。
下午两点，陈青山回到宿舍补觉。火箭验收的紧张感散去后，疲惫涌上来。他定了四点的闹钟——晚上八点要打四级地煞星，
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