【资料】国外发动机设计图纸
lilith2010/11/05喷气推进 IP:云南
国外著名业余火箭发动机制造商的几种典型RMS(重装复用发动机)的装配图纸,
遗憾的是图中没有标注尺寸,但是相信对广大爱好者,在设计方向上还是有一定
的指导意义。
attachment icon 54-2560_k828fj-p_assy.pdf 171.63KB PDF 333次下载 预览

attachment icon 38-240_h148r-s_assy.pdf 52.88KB PDF 260次下载 预览

attachment icon 54-1400_k700f-l_assy.pdf 163.12KB PDF 190次下载 预览

attachment icon 29-40_f22-5j_assy.pdf 44.71KB PDF 268次下载 预览
来自:航空航天 / 喷气推进
28
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~~空空如也
lilith 作者
14年3个月前 IP:未同步
264497
上传的几张图纸属于比较典型的,最近我对大量上述类似图纸进行了分析,有以下发现:
1、喷管的扩张半角无一列外,均为15°,而收敛半角从45~60°不等。
   这也证实了部分早期国内军工书籍上叙述的,拉氏喷管的收半角对发动机总冲影响不大,
   而扩张半角应选择在9~15°范围内的说法。
2、喷管的直径比(喷管出口内径与喉口直径之比),对于54MM级别发动机为2.0,54mm以下
   直径发动机为2.43。对于2.0这个值,并未使气体得到充分膨胀,但是估计考虑到喷管长度,
   舍弃了这部分燃气的残余能量。
3、在密封方式上,无一列外的使用了O型圈;结构上螺纹固定、卡簧固定,均是可行的。
4、喷管使用了特使的非金属耐火材料,但材料不明,喷管与固定装置分离。
5、铝合金是优良的壳体材料,通过相关数据反算,54MM级的商品发动机厚度仅为2MM。但是,
   鉴于高温下铝合金的差劲表现,壳体必须采用隔热层,隔热层材料不明。个人打算使用牛皮纸筒。

以上.
PS:现在个人最头疼的问题就是喷管材料,希望的得到大家的帮助。
+2000
科创币
科创网
2011-01-16
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black
14年3个月前 IP:未同步
264500
非常时间燃烧 除去热辐射 中孔燃烧的药柱对内壁绝热的要求不是很高
一般制式发动机内壁大多使用一些导热性很差隔热材料  
同时也通过有机材料的分解吸热来完成正焓分解反应


喷口嘛 业余使用45号中碳钢是首选 耐烧蚀和高强度能兼顾
是我国地面火箭弹部队发动机的喷管材料
当然风钢也是很好的 能保持一定的热刚度
在一定的工作时间内 因为有其本身的热容量 整体温度还是能控制的
如果再有很高的要求 可以使用镶嵌喷管 内层是耐高温陶瓷或者是渗硅石墨
镶嵌在金属喷管中
无需考虑温升 但是陶瓷很难搞到 石墨可以考虑一下(如果lilith同志多米的话[s:252])
这里有篇计算火箭内壁包覆层的计算论文
attachment icon 固体火箭发动机内绝热层烧蚀质量损失计算.pdf 185.05KB PDF 110次下载 预览   
希望能对你有帮助
+600
科创币
科创网
2011-01-16
支持。
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lilith作者
14年3个月前 IP:未同步
264509
回 2楼(black) 的帖子
因为没有使用过铝管作为发动机壳体,所以对于铝合金还是有一些保守的观念。
45#钢或者是304不锈钢都考虑过作为喷口材料,但是喷管需要和壳体直接接触,
采用这类材料时担心的是由于金属的导热而是壳体最薄弱的链接部位失效。所以
至今任在斟酌使用金属作为喷口的可行性。此外,45#或者304的质量太大也是考虑
因素之一。
对于石墨也考虑过,最关键的不是MONEY的问题,淘宝上的石墨基本上是电极石墨,
担心的是硬度问题,石墨的硬度只有1~2(金刚石是9),而使用石墨喷口的话,密封上
可行的结构式O型圈,在石墨上加工O型圈卡槽如果硬度(强度)太差的话很难保证精度
及密封的可靠性。

此外还想过用堵漏王或者耐火水泥这类材料通过模具制作,而这类材料在完全干燥定型后
存在一定程度的体积收缩,同样难以保证密封的可靠。

对已陶瓷及刚玉类材料,硬度又太高,普通车床加工难度很大,成品率低,在淘宝上也买找到
合适的代加工服务。如果定做,虽然可以保证一定精度,但是其模具设计费用不是普通业余爱好
者能过承受得起的。。。

总之,焦头烂额啊。。。最近任然在考虑一个可行的方案。

PS:关于您说说的中空药柱对壳体的导热不严重这一问题,确实,要猪本生即可作为很好的隔热媒介。
但是对于多节装填的药柱,在采用端面+内孔燃烧方式时,各节药柱间需要留有空隙,燃气可以通过这个
空隙直接作用于壳体内表面,所以隔热层的存在依然是十分必要的,毕竟铝合金在高温的强度在某种意义下
下连纸筒都不如。

在此感谢您提供的传热计算相关资料,相信会对我有很大帮助的。
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侧卫007
14年3个月前 IP:未同步
264512
我的小型发动机,采用一号电池电极石墨喷口,工作三四次喉部基本无烧蚀扩孔(肉眼无法看出,即使有微量的烧蚀,对推力影响也不大,毕竟内孔燃烧最终喷燃比很大),电极石墨貌似是压制的,强度还可以,不是想象中那么软(也基本不会弄脏手),但是淘宝上似乎不是很好买,我看到个店有卖,但是最低一次一包,lilith如果买的话M我吧。。。
那个作为喉衬应该可以吧,不过我那个发动机很小,如果做大不是很清楚。

对于多节装填的药柱,在采用端面+内孔燃烧方式时
论坛里有谁说过用铝箔胶带等封闭端面就能防止侧向烧蚀
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warmonkey
14年3个月前 IP:未同步
264515
电极石墨还是比较结实的,另外石墨只是做喉衬,并不是做喷管。说白了就是在喷管里面贴一层
隔热层最靠近药柱的地方必须放铝箔胶带,可以靠铝箔反射热辐射。
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侧卫007
14年3个月前 IP:未同步
264525
AeroTech的全部发动机图纸。。。
外形尺寸图(35张):

attachment icon RMS Motor External Dimension Drawings.rar 1.14MB RAR 157次下载

怎么老是发帖失败。。。

终于好了。。。

组装图在楼下,因为大概发了10次都失败了。。。请允许我多占个楼TAT。。。

组装图和尺寸图是对应的,尺寸图是按发动机型号来命名的,组装图文件夹的名字后面就是发动机型号
+300
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lilith
2010-11-07
辛苦啦!图纸搞的很全!
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侧卫007
14年3个月前 IP:未同步
264530
。。。。
组装图(共302张)

attachment icon RMS & Kosdon by AeroTech (KBA) Motor Assembly Drawings.part1.rar 6.00MB RAR 100次下载

attachment icon RMS & Kosdon by AeroTech (KBA) Motor Assembly Drawings.part2.rar 6.00MB RAR 63次下载

attachment icon RMS & Kosdon by AeroTech (KBA) Motor Assembly Drawings.part3.rar 6.00MB RAR 84次下载

attachment icon RMS & Kosdon by AeroTech (KBA) Motor Assembly Drawings.part4.rar 2.92MB RAR 65次下载


我去RCS查了下喷管的图纸,底下那个材料写的是BLACK PHENOLIC (PROPRIETARY),貌似是一种专门的黑酚醛,不知道到底是什么。。。
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black
14年3个月前 IP:未同步
264659
用45#或304作为喷口材料是没有问题的
拉瓦尔喷口的结构特征决定了扩张段并没有很大的横向压力
扩张段可以做得很薄 而不需担心耐压问题 可以减轻喷口重量

对于铝箔的反射嘛 就不太清楚了
但是原来我用丁烷喷枪烧铝箔 一下就融化了 铝箔看似很难熔化
是因为外面有一层氧化膜包裹着熔化的铝液 端面燃烧的话
在高压力和高流速气体下 能不能保持结构是一个问题

像你说的多药柱装药的话 建议一点
一定得把药柱和发动机内壁隔热层的接触做好
如果不做好接触的话 之间的空隙相对于内孔是一个低压区
燃气一旦侵彻进去 导致药柱整体燃烧 发动机就没命了
在这里我知道一种很好的胶水 很耐热 粘和强度也很高
叫“504”胶水 主要组分是环氧树脂 也是我用过强度最大的一种胶
特别适合用来粘结金属

这是他提供的粘合力参数

【粘接拉力:玻璃、瓷器、水泥、竹木制品、布类橡胶、被粘物拉损不脱胶。
铜钢材类平粘:140-260kg/cm2。铜钢材类套管接:160-320Kg/cm2。铝铁类:180kg/cm2。硬塑料:60kg/cm 2。有些塑料不受粘接。】

很适合用来做药柱和发动机机壳之间的填充
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lilith作者
14年3个月前 IP:未同步
264667
回 6楼(侧卫007) 的帖子
强顶你,上传了这么多图纸,像我就比较懒了!
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侧卫007
14年3个月前 IP:未同步
264669
504...我最近的一个纸发动机壳就是用它粘的。。。。
简单说一下,昨天试了一个发动机,发动机壳长80mm内径8mm厚1.1mm,打印纸卷,用504粘的,药柱为两节长20外径7.5内径2,外加长一节8外径7.5浅孔3(单位全部mm),外面是两层打印纸+一层铝箔胶带,端面再用铝箔胶带封闭,组装时出了点问题,内孔有地方堵住了([s:261])。喷管为石墨电极(其实发动机内径是受它限制,电极直径只有8mm)。点火试验完了,虽然推力很烂,估计跟点火等等有关,壳体强度手捏基本无下降,只有喷管处外壁显出少许焦黄色,切开看,发动机壳两节20mm药柱连接的地方有少许黑色,但黑色处最内层纸结构没烧坏,其余部分不变色。两节药柱做的时候都是有一端膨胀了,与内壁贴合很紧,我在发动机内壁涂了凡士林才塞进去的,其余部分并不是完全贴死紧,从效果来看还可以,但是因为燃烧过程有问题不知道正常燃烧时耐压够不够。
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2011-01-16
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warmonkey
14年3个月前 IP:未同步
264676
黑色酚醛树脂估计含有 金刚砂 石英砂 石墨粉(一般情况下是起润滑作用,在喷口处使用可以令喷管内壁光滑,极大地提升效率) 碳纤维 普通酚醛树脂
这个配方非常厉害,其实只要加入其中一部分成分,就能使喷管基本上不被烧蚀。
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lilith作者
14年3个月前 IP:未同步
264807
回 11楼(warmonkey) 的帖子
酚醛树脂这个东西我看靠谱,有条件的话可以深入研究下,就密度、强度、耐热性看来,优良的喷嘴材料啊!!
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xj198398xujing
14年2个月前 IP:未同步
264812
其实使用45#在发动机正常工作的0.几到几秒的时间之内是完全能够胜任的
实在没必要弄其他的东西来代替
如果实在觉得不放心的话还有316不锈钢  这个工作10秒以内都应该没问题
我门的燃料制造技术还不能保证能持续燃烧10秒以上
而且KN的绝热燃烧温度也就1600来K 这个温度连稍微耐热一点的钢都融化不了
所以完全没有必要去弄什么陶瓷 复合材料 连石墨我个人都认为是浪费
钢制或是不锈钢整体的喷管完全能满足这样的小型发动机的技术要求 不要迷信什么复合材料
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lilith作者
14年2个月前 IP:未同步
264813
回 13楼(xj198398xujing) 的帖子
不锈钢、45#钢无论从来源、可加工性、可靠性等地方来说,无疑都是可靠的。但是唯一的一个缺点——密度!
这些材料做喷口我还是觉得重了(PS:如果扩张段做成薄壁的,重量还勉强可以接受,但是又增加了加工难度,
所以,还是在寻求一种更优秀的材料)
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拔刀斋
14年2个月前 IP:未同步
264952
多药柱装药的隔热层,一般采用直接把药浇注在纸管里兼作模具和隔热层的方法较多
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lilith作者
14年2个月前 IP:未同步
264985
同意楼上的,我也打算这么做
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xj198398xujing
14年2个月前 IP:未同步
265075
呵呵
就现阶段的技术而言只为少量的推重比增加而大大的牺牲可靠性是不是有点得不偿失呢
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lilith作者
14年2个月前 IP:未同步
265090
回 17楼(xj198398xujing) 的帖子
安全当然是第一要素啦,所以设计的发动机首次试车时参数并不算高,但是喷燃比曲线很类似于端面,
发动机在工作过程中始终维持相对较经济的喷燃比,这样的话发动机压力不会太高,但平均下来比冲也不低。
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侧卫007
14年2个月前 IP:未同步
265113
lilith是打算多药柱端面+内孔?那端面处内壁烧蚀就是个问题了,因为用铝箔封闭端面是为了防止端面燃烧。。。我在想如何能避免烧蚀内壁的同时又能保持适当的喷燃比,发动机小比较头痛。。。我在10L提到的那个发动机后来再观察的时候发现那个端面处有烧蚀,烧破了两三层纸。
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lilith作者
14年2个月前 IP:未同步
265294
回 19楼(侧卫007) 的帖子
采用端面+内孔最主要的目的就是控制喷燃比,使其在发动机的整个工作过程中不发生急剧变化。
至于烧蚀问题,在我的发动机里面是设计了2毫米的隔热层。燃料浇铸时每节外壁有不太厚的一层
保护材料用于阻燃,然后4节燃料装入一个隔热桶内,该筒用于隔热及防治壳体烧蚀。
保护材料虽然原则上是酚醛树脂管比较好,但是基本找不到合适的,初步打算用纸筒先解决。
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圆周率派
14年2个月前 IP:未同步
266527
很實用,謝謝。
但裏面的型號沒有提示?
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lilith作者
14年2个月前 IP:未同步
266682
回 21楼(圆周率派) 的帖子
54-2550_k750w-p
以这个为列,54是发动机外径,2550推测为发动机总冲,后面的应该是具体的型号代码。
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shida111
13年11个月前 IP:未同步
282654
建议楼主试试粘土砖或者耐火砖作为喷口材料
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乖雪狼
13年11个月前 IP:未同步
283882
下载看了,洋文看不太懂啊!不过结构上还是明白的.很不错的图纸,很全面完整!
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乖雪狼
13年11个月前 IP:未同步
283883
喷口可以试试用石墨,网上也有代加工的,就是表面粗糙一些,可以自己打磨一下的.
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helop
12年10个月前 IP:未同步
374862
难得一找的资料啊
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和山东
10年0个月前 IP:山西
739658
强顶你,上传了这么多图纸,像我就比较懒了!
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