第二章 固体火箭
1. 喷口
概念:即用卷纸将喷口芯管与发动机外壳进行适配的喷管制作方法,我将这种方法做出来的喷管命名为“卷芯喷管”.
设计思路: 纸张无疑是最易得到最便宜的材料之一,如果能用纸制作喷管将是十分方便的,我曾经尝试过完全用纸卷制的喷管,但就算涂了防火材料,效果都不理想.纸制喷管无法抵受燃气的衣帽间冲刷,被严重扩孔.
粘土制作的喷管很不错,坚实而耐火,没任何变形.但制作不易.在城市,找到合适的粘土并不容易.这种喷管对很多初学者来说是不实际的.
喷管最易被烧蚀的是喷口,纸制喷管除喷口其外围是完好的,那用耐火材料做喷口芯管,纸做外围,那就可以完美解决问题------卷芯喷管的概念就这样诞生了.
<一> 材料选择:
喷口芯管材料: 最好用绝缘陶管,这种陶管在电热材料店有售,有各种直径各种长度可以选择.我买了两种,一种8MM*4MM*13MM (外径*内径*长度).另一7MM*3MM*10MM.
卷纸材料: 最好用牛皮纸,其次是美术用的厚卡纸
胶粘剂: 最适合为农机胶,环氧树脂,502
<二>制作
首先剪裁纸条,宽度为为发动机壳体内径的1倍--1.2倍.陶管的长度与纸条齐宽
如果使用的是成品陶管长度小于内径尺寸,则芯管应与喷管内头(燃气入口)齐平
混合农机胶或环氧,涂在栽好的纸条上,包着芯管的头段要涂多些,使芯管与纸层结合牢固.
将纸条紧密整齐地卷成喷管,注意尽量避免纸层间的间隙
喷管直径卷到发动机外壳内径的95%
喷管与外壳的配合不能太紧,否则502无法渗进内部.
到此,一个喷管就制作完成了
可能部分人还是无法找到陶管喷芯.不怕,动脑就有办法.这个东西每个人都可以找到了:螺母 一个螺母无法安装,但将多个串起来就可以了.
一般需要6个3-4MM螺母,用长螺丝串起来.农机胶要涂多些,这样才能充满螺母与纸管的间隙
卷好喷管后,将螺丝拧出
办法还有,比如电池里面的石墨条,可以钻孔后尝试制作芯管.其它一切合适的材料,只要发挥你的创意的思考.
<二> 特性分析
卷芯喷管制作简易,但由于是通过胶粘剂结合纸层的,那性能很大程度就决定性于胶粘剂的纸层的卷制质量.发动机点火后,燃气流很快加热芯管,然后芯管与纸层间的胶粘剂开始分解,分解一定时间后就会失去结合力,芯管被喷出.所以芯管的胶粘剂最好是热固性的能耐一定温高,易得的基本就是环氧树脂的农机胶,其中农机胶便宜(0.5元)使用方便是不错的选择.
优点:取材容易,成本低廉 不需要模具辅助 制作简单,周期短 可能实现批量制作
缺点:强度有限,承受压力较低 有效工作时间短,通常在2-3S质量受手工技巧影响大,性能波动大
一>:喷管装配
喷管与发动机外壳的结合强度将决定发动机的工作压力,所以这个很重要.
根据卷芯喷管的特性,选用502作为胶接剂是很适合的.
首先将喷管两端涂502,让胶水渗入农机胶不到位的纸层
将喷管插入发动机外壳,用502渗透接合缝
里面亦需要滴胶
如果实际使用中发现喷管仍会射出,则可以在喷管与外壳结合段,钉4-6个小孔穿透外壳,再滴入502让其渗入内部,接合力会增加.由于拍摄好的图片弄丢了,就不做图片说明了.
制作好的成品
注意市面上很多502胶水都是冒牌的劣质产品. 常用的是同声的502和北京的502.请看准正版再购买.
<二>燃料的压制
我们希望药柱的密度大越好,所以需要尽量将药料压实.
首先,用一段比喷口稍小长度差不多的木棒插入喷口,防止药料进入喷口
将药料每次四分一量到三分一量加入发动机内,压制的工具是一个比发动机内径稍小的木棒
先用小力压沉药料,然后用铁锤搞打压实,宜用中等力度多次锤打,全部药料分三到四次压制入发动机内.
压好药料后,需要余出内径1-2倍的长度给堵头
注意事项:压制药柱不要用力过猛,轻敲多锤(每压一层锤十几下)才能使药柱实心密实而较匀质
<三> 简易而有新意的堵头
其实小发动机用纸制作堵头,不但方便而且从未发生过任何问题,十分牢固.但我们要考虑到不同场合的不同要求,在粉压推进剂里,直接用纸堵头却是不合适的.
直接结合容易产生间隙,用粘土粉(可以是双飞粉等甚至地上的尘灰)顺利解决了这个问题
在压制好药料后,加入适量粘土粉
同样方法将粘土粉压实,这样粘土与药柱紧密结合了
滴入502胶,量要多些
然后将一节纸巾捏团放入
同样用那要木棒将纸敲实,并滴入502固化,这样药柱-粘土-纸就通过502而成一体了.
这种堵头在我前后制作的数十枚发动机中100%完善表现,从不故障.
注意:粘土粉和纸巾都必须是干的,加入的502宁多勿少
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