林星遙花了一整個月來想畢業論文的事。她給自己定了一個規矩——不去機房,不去圖書館查文獻,先把腦子裡那些模糊的想法清空,再重新裝東西。她每天下課後沿著操場走兩圈,走得很慢,不趕時間。操場邊上那排楊樹的葉子在風裡沙沙響著,一片接一片地落下來,在她腳邊打著旋,然後停住不動。
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有一天傍晚,她坐在操場邊的石階上,看著遠處跑道盡頭的那片天空,那架被拆解的發動機剖面圖忽然闖進她的腦海——那是去年參觀實驗室時看到的,一台舊式液體火箭發動機,被橫剖開,暴露出裡面密密麻麻的燃料管路和燃燒室壁面,渦輪泵的結構像是一顆被剖開的心臟。那些管路、閥門、燃燒室壁面的冷卻槽,每一處都在說同一句話:什麼溫度、什麼壓力、什麼流量。她不知道那個想法算不算成熟,但她知道她想知道答案。
第二天上午,她去找張教授。她站在門口敲了敲門框。「張教授,我想好了。」張教授從教案上抬起頭,「說說看。」她在他對面坐下,把筆記本翻到空白頁,推到他面前,用鉛筆在紙上畫了一幅草圖:一個圓柱體,標出了推進劑入口、燃燒室、噴管,在燃燒室外壁畫了一圈細密的通道。「我想設計一種新型的火箭發動機,用再生冷卻的燃燒室結構,同時優化噴管型面,提高比沖。」她合上筆帽,「我想從方案論證開始做。」
張教授沒有說話。他低頭看著那幅草圖,沉默了一瞬。「你知道這個題目有多大嗎?」「知道。」他拿起她的筆記本,翻到封面看了看,又合上放回桌上。「你打算用多少時間做這個?」「一個學年。」「不夠。」「我知道。但我可以用這個題目做一個開頭,把方案論證做完,數值模擬做一部分。」張教授看著她,靠在椅背上。「你需要哪些條件?」她想了想:「燃燒室的再生冷卻管路布置方案,我需要先確定推進劑組合,選用液氧煤油還是液氧液氫。」「液氧煤油,煤油沸點高,好儲存。」張教授說。她記下來:「冷卻通道的流動傳熱計算,我需要用數值方法做。現有的程序我改一改應該能用。」「你那個彈道程序改不了。」張教授說,「冷卻通道是三維流動,你要重新寫。」她點了點頭:「我知道。但我有基礎。」他看著她:「行,你先寫方案。寫完拿給我看。」
從辦公室出來,林星遙站在走廊上,手裡攥著那本筆記本,指節微微泛白。窗外的陽光斜斜地照進來,落在她的肩膀上,她站了片刻,然後轉身沿著走廊朝圖書館的方向走去。那天晚上,她坐在宿舍書桌前,翻開一本新的筆記本,封面上用鋼筆寫了兩個字——「發動機」。她在下面寫了一行日期:1974年10月。她開始列提綱——第一章:緒論,第二章:推進劑選擇,第三章:燃燒室設計,第四章:再生冷卻系統,第五章:噴管優化,第六章:性能分析,第七章:結論。她數了數,七章,挺多了。但每一章都是一個可以挖下去的坑。
林星遙的畢業設計,就從那個秋天的晚上開始了。她不知道能做成什麼樣,不知道那台想像中的發動機能不能在紙面上飛起來。她只知道,她想造一台更好的發動機,更輕,更熱,推得更遠——不只是寫在紙上的,是有一天能真的飛起來的。那是她選給自己的題目,也是她給未來的回答。
她花了兩天時間,把方案提綱細化了一遍。燃燒室設計那章被她拆成了三小節——熱力計算、結構尺寸、材料選擇。冷卻系統那章也拆了,變成了流動傳熱和結構布置兩節。她又在最後加了一章「誤差分析與討論」,在背面加了一行小字「如果算得出來」。她把新提綱抄了一份,放在書包里,每天隨身帶著,吃飯的時候掏出來看一眼,睡覺前再看一眼。那本筆記本的邊角很快就起了毛邊,封面被反覆翻折,留下一道淺淺的摺痕。
真正的困難出現在第三周。她開始算燃燒室的熱力參數,給定推進劑組合和混合比,算理論比沖、特徵速度、燃燒溫度。這些公式她早就學過了,課本上清清楚楚地寫著。但當她真的要把一個具體尺寸的燃燒室和一套具體流量的推進劑組合在一起算的時候,那些公式忽然變了一個樣子——溫度、壓力、流量、面積比、效率係數,每一個參數都會影響下一個,牽一髮而動全身。她在草稿紙上算了三遍,三遍的結果都不一樣。她把筆放下來,盯著那些數字看了一會兒,站起來,在宿舍里走了兩步,又坐下來,從第一行重新開始算,用紅筆標註每一步的變量。
第四遍的結果和第三遍一樣。誤差來自一個熱力學數據表——她引用的數據是室溫下的比熱比,但燃燒室的溫度是三千度,該參數在高溫下會發生變化。她查了另一本手冊,找到了一組修正公式,把那些公式抄在筆記本上,用鉛筆在旁邊畫了一個小星號。修正之後的結果終於穩定了。她在那一頁的頁角畫了一個小鉤,然後又用紅筆在旁邊寫了一個「校驗:結果可靠,誤差在合理範圍之內」。
十月底,哈爾濱下了第一場雪。那天晚上,林星遙坐在圖書館裡,窗外楊樹光禿禿的枝丫上掛著薄薄的一層雪,被路燈映出細碎的反光。她沒有抬頭,正在看一篇關於再生冷卻通道傳熱的文獻,用鉛筆把關鍵參數一個一個地圈出來。文獻是英文的,六七十年代的實驗研究,講的是矩形截面冷卻通道在不同流速下的努塞爾數變化規律。她讀得很慢,遇到不熟的詞就查一下,在頁邊註上中文釋義。
那段時間她的作息慢慢變得很規律:早上起來去教室聽課,下午在圖書館查文獻,晚上回宿舍寫方案。周末去機房調試一小段程序,測試單根冷卻通道的傳熱模型,網格數不多,跑一次只要十幾分鐘。她盯著紙帶讀帶機上的結果,每次都有新發現,有的發現了雷諾數對換熱係數的顯著影響,有的發現湍流模型在高馬赫數下收斂變慢。她把每個發現都記在筆記本上,標上日期,像給一棵樹標註每一圈年輪的寬度。張教授說過,「做研究不是有了答案才開始,是邊走邊找答案。」她把這句話抄在筆記本的扉頁上,每次翻開都能看到。
十二月初,她拿著初步方案去找張教授匯報。她把筆記本攤開,一頁一頁地講——講了推進劑選擇、燃燒室熱力參數、冷卻通道的初步布置方案。張教授沒有打斷她,偶爾問一句「為什麼選這個方案」「從哪組實驗數據得出來的結論」。她把自己查到的文獻一一指出來。他翻了翻她寫的那幾頁方案。「有幾處,你把冷卻通道當成了等截面管,但實際上截面是變化的,影響換熱係數。改一下。」她低頭把那句話記下來,在筆記本上圈出需要修改的部分,又在旁邊補了一句「查:變截面通道的傳熱關聯式」。
從辦公室出來,她沒有直接回宿舍。站在走廊盡頭的窗戶前,遠處是哈軍工的操場,雪積得厚厚的,有幾個人在掃雪。她靠著窗台站了一會兒,低頭看著手裡那本已經有些卷邊的筆記本。稿紙上零散地布滿了鉛筆、鋼筆和紅筆的筆跡,翻到某一頁,能看到自己好幾周前寫的備註,旁邊還畫了一個問號。現在她可以回答那個問號了。她也許造不出那台發動機,但她可以讓它從一張圖紙變成一份真正的方案報告,讓那些概念變得具體,讓那些公式有意義。她合上筆記本,把它抱在懷裡,朝宿舍走去。