此時(shí)他發(fā)現(xiàn)，液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒設(shè)計(jì)水平并不高明多少。雖然美、蘇當(dāng)時(shí)都已經(jīng)研制出多種液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)，但在研制中仍然缺乏可靠的理論計(jì)算模型和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，主要依靠基于試驗(yàn)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(guó)用于登月的F-1發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了1332次發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)和1337次108個(gè)噴注器的試驗(yàn)才研制成功；我國(guó)在研制東三、東四導(dǎo)彈液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，也不斷出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)定故障。

繼而他又發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)能收集到的燃燒不穩(wěn)定研究文獻(xiàn)，包括公開出版的權(quán)威文獻(xiàn)，都僅從經(jīng)典控制理論出發(fā)，對(duì)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)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(rèn)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(gè)問題，首先必須把液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)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(dān)了紅旗1號(hào)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)性能提高任務(wù)，與學(xué)生一起建立了推力室的液流試驗(yàn)臺(tái)和噴霧試驗(yàn)臺(tái)，開始進(jìn)行推進(jìn)劑的霧化和液滴蒸發(fā)和燃燒的試驗(yàn)研究和物理模型的建立。

20世紀(jì)70年代，他被調(diào)到國(guó)防科技大學(xué)前身的長(zhǎng)沙工學(xué)院任教，學(xué)校當(dāng)時(shí)歸航天部（當(dāng)時(shí)叫七機(jī)部）領(lǐng)導(dǎo)，他利用這一條件，深入到各液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制單位調(diào)查研究，完成了教材《液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力室設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的編寫任務(wù)，于1976年正式出版。該書既包含了實(shí)踐內(nèi)容，又加強(qiáng)了基礎(chǔ)理論，被作為教材沿用10余年。

他自學(xué)計(jì)算機(jī)語言，利用當(dāng)時(shí)學(xué)院計(jì)算機(jī)系剛剛研制完成的441B-Ⅲ晶體管電子計(jì)算機(jī)，運(yùn)用他剛研究出來的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒模型，對(duì)某型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒過程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，與實(shí)際型號(hào)的試車結(jié)果非常接近。據(jù)此撰寫的論文《自燃推進(jìn)劑火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化模型》在1978年10月中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)成立大會(huì)暨第一次學(xué)術(shù)會(huì)議上宣讀，同時(shí)發(fā)表了所有計(jì)算源程序。

這是國(guó)內(nèi)應(yīng)用燃燒模型在計(jì)算機(jī)上對(duì)實(shí)際液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算的第一篇論文，受到研制單位和學(xué)術(shù)界的高度重視。

在錢學(xué)森鼓勵(lì)下研究發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒

1978年6月，長(zhǎng)沙工學(xué)院更名為國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，學(xué)校組建了燃燒理論和熱學(xué)教研室，莊逢辰被任命為室主任。為了提高國(guó)內(nèi)燃燒理論研究的水平，他組織研究團(tuán)隊(duì)建設(shè)了研究性實(shí)驗(yàn)室，美國(guó)、英國(guó)和俄羅斯的燃燒理論和液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)專家都前來參觀。他還翻譯了當(dāng)時(shí)美國(guó)剛出版的作為大學(xué)生教材的《燃燒導(dǎo)論》一書，此書于1981年出版，受到全國(guó)同行們的極大歡迎。

1981年，錢學(xué)森第二次到國(guó)防科大指導(dǎo)工作，給學(xué)校提出了17項(xiàng)國(guó)防前沿迫切需要研究的課題，其中第一項(xiàng)就是液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒。

會(huì)后莊逢辰得幸向錢學(xué)森請(qǐng)教問題。

錢學(xué)森對(duì)他說：“不同的推進(jìn)劑燃燒性能不一樣，你能否算一算？液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不穩(wěn)定性也需要進(jìn)一步研究，現(xiàn)在還沒有掌握其規(guī)律。”

當(dāng)時(shí)莊逢辰對(duì)錢學(xué)森說，“我大學(xué)學(xué)的是機(jī)械工程，后來調(diào)到動(dòng)力機(jī)械系工作搞鍋爐燃燒，現(xiàn)在又搞航天，是否行轉(zhuǎn)得太多了。”

“學(xué)鍋爐好??！我大學(xué)學(xué)的是火車頭，也是鍋爐呢！”錢學(xué)森笑著說，“鍋爐和液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)只是研究的工程對(duì)象不一樣，但很多基礎(chǔ)理論是相通的。你不單可以研究液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒，火箭導(dǎo)彈中的很多問題你都能夠研究。”

這些話給了莊逢辰極大的鼓舞。

1983年，他邀請(qǐng)美國(guó)著名燃燒理論專家F.A.Williams來校講學(xué)，舉辦了為期一個(gè)月的學(xué)習(xí)班。

1990年他將F.A.Williams1985年在美國(guó)正式出版的《燃燒理論-化學(xué)反應(yīng)流動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論》一書翻譯成中文，并作為研究生教材，國(guó)外大學(xué)亦普遍應(yīng)用此書作為研究生教材，被稱為“天書”。

在這期間，他制訂了一個(gè)詳細(xì)的液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程綜合模型的理論和實(shí)驗(yàn)研究計(jì)劃，提出了要研究的8個(gè)模型和4種計(jì)算方法，根據(jù)航天技術(shù)發(fā)展的需要，結(jié)合研究生的培養(yǎng)，逐步開展研究。這一計(jì)劃，得到著名航天專家任新民的大力支持。

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