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。為了提高國內燃燒理論研究的水平，他組織研究團隊建設了研究性實驗室，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。

1981年，錢學森第二次到國防科大指導工作，給學校提出了17項國防前沿迫切需要研究的課題，其中第一項就是液體火箭發(fā)動機燃燒。

會后莊逢辰得幸向錢學森請教問題。

錢學森對他說：“不同的推進劑燃燒性能不一樣，你能否算一算？ 液體火箭發(fā)動機燃燒不穩(wěn)定性也需要進一步研究，現在還沒有掌握其規(guī)律。”

當時莊逢辰對錢學森說，“我大學學的是機械工程，后來調到動力機械系工作搞鍋爐燃燒，現在又搞航天，是否行轉得太多了。”

“學鍋爐好?。∥掖髮W學的是火車頭，也是鍋爐呢！”錢學森笑著說，“鍋爐和液體火箭發(fā)動機只是研究的工程對象不一樣，但很多基礎理論是相通的。你不單可以研究液體火箭發(fā)動機燃燒，火箭導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，他邀請美國著名燃燒理論專家F.A.Williams來校講學，舉辦了為期一個月的學習班。

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

在這期間，他制訂了一個詳細的液體火箭發(fā)動機燃燒過程綜合模型的理論和實驗研究計劃，提出了要研究的8個模型和4種計算方法，根據航天技術發(fā)展的需要，結合研究生的培養(yǎng)，逐步開展研究。這一計劃，得到著名航天專家任新民的大力支持。

當時上海航天局801所正在研制用于331工程的發(fā)動機（后來成為了長征3號運載火箭的一級發(fā)動機FY-20），委托莊逢辰率領的團隊完成該發(fā)動機燃燒室計算模型研究。他帶領3位老師、5位研究生創(chuàng)立了液體推進劑高壓蒸發(fā)和燃燒模型并得到實驗驗證。進一步研究成功自燃推進劑火箭發(fā)動機高壓燃燒過程計算模型，減少了正在研制中的FY-20發(fā)動機的試車次數，縮短了研制周期，節(jié)省了研制經費，為我國331工程第一顆同步通信衛(wèi)星（東方紅2號）的及時成功發(fā)射作出了貢獻。航天部上海航天局對這個項目研究成果組織了鑒定，認為該模型是國內最早提出的一項開創(chuàng)性模型，其中偏二甲肼和四氧化二氮高壓蒸發(fā)模型在國際上首次提出。該項目獲得了國家科技進步三等獎。

1985年、1987年，他們開展用于發(fā)射東方紅3號衛(wèi)星的FC-5遠地點發(fā)動機采用不同推進劑的燃燒性能和高空比推力分析。研究結果為東方紅3號衛(wèi)星于1997年5月12日成功發(fā)射作出了貢獻。

1988年，他們開展用于長三甲第3級的YF-75發(fā)動機燃燒室燃燒過程仿真計算和氣氫液氧同軸式大流量噴嘴的理論和試驗研究兩個課題。同年，他還與上海航天局801所簽訂了液氧/烴推進劑燃燒問題研究的課題。

1993年，他帶領大伙完成了我國自主研究成功的CAFILRE液體火箭發(fā)動機燃燒流場分析計算模型、以后又發(fā)展成YF-75發(fā)動機噴注器燃燒過程三維數值模擬軟件，對YF-75發(fā)動機的燃燒過程進行計算，為設計人員準確了解燃燒室內部細節(jié)和正確選擇設計參數提供重要的依據，受到設計人員的歡迎。

（這兩個項目先后獲軍隊科技進步一、二等獎）