已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
{{notice.noticeContent}}
~~空空如也

巧了,同为高中的化学&航空航天爱好者。如果我没理解错,用了“空天”这个词,LZ是想要让上面级入轨或至少是执行亚轨道飞行?

   我想我们需要做一个计算:常用70涵道的功率有两种:1042w和1638w。我们以推力较大的1638w的计算,它的推力是2.24kgf,也就是21.952N。假定其工作6分钟(电池放电倍率10C,这个航空段很短了吧),则耗电168.3Wh。能支持这样倍率的动力电池,最好的(LG的DBHG21865)能量密度约为220Wh/kg,也就是需要重达765g的电池。涵道自重178g,80A电调重82g,再加上各种杂七杂八的零件,这一套发动机下来至少也要1200g吧,推力却只有2.24kgf,推重比连2都不到。4套这样的装置,总推力8.96kgf,总重近5kg,想要推起来一个沉重的航天部分谈何容易……还是上涡喷吧,虽然会贵一些,但是在同样的质量下推力可以更大。号称德国产的P220RXI涡喷,重1850g(含泵),推力220N=22.45kgf。耗油率也不高,P220RXI涡喷在最大推力下每分钟耗油725ml,也就是约580g。若同样工作6分钟,则耗油3480g,加在一起5.33kg。也就是说推力是涵道方案的近3倍,质量却差不太多。如果采用P550PRO等更大的涡喷,甚至轴流式涡喷(市面上航模涡喷都是离心式的),还可能效果更好一点。
   第二个问题是航天飞行段的燃料问题。我们假定在航空飞行段把飞行器加速到了6马赫(基本上是目前航空发动机的极限),也就是大约2000m/s。另外假定有效载荷很轻,仅有500g。现在想要加速到入轨速度7900m/s,也就是还有5900m/s的速度差,为了方便计算按6000算。假定航天发动机分了两级(比较典型吧),每一级提供3000m/s的加速。若使用了比冲200s(1960Ns/kg)的燃料,发动机质量比(即装药占总重的比例)高达0.95(世界上最先进的固发也不过如此),则我们可以根据齐奥尔科夫斯基公式估算推进剂需求量(由于未考虑空气阻力和地球引力的影响,估算值比实际量会明显偏小):

根据齐奥尔科夫斯基公式,△v=v0*ln(m0/mk),其中△v为速度变化量,v0是排气速度(在数值上等于以Ns/kg为单位的比冲),m0为工作开始时总重,mk为工作结束时总重。
(以下计算过程为防止误差累积,计算到结果再进行修约)
计算可知:
ln(4.6210051)=3000/1960
则m0/mk=4.6210051
由此列方程:
0.95x=4.6210051*(0.05x+0.5kg)
0.718949745x=2.31050255kg
x=3.21371913
第三级需推进剂3.214kg
第三级总重3.38315789kg
0.95x=4.6210051*(0.05x+3.38315789kg+0.5kg)
0.718949745x=17.9440924
x=24.9587576
第二级需推进剂24.959kg
第二级总重26.2726316kg

第二级、第三级、有效载荷总重30.1557895≈30.156kg
推进剂总重28.173kg
这是用了比冲200s燃料的情况。而硝糖,不论使用了什么样的添加剂,达到200s无疑是很困难的。如果加RDX,应该以ANCP、APCP或者双基为基础,避免浪费RDX的性能,同时还能把比冲提高到260s以上。尤其是ANCP,性价比是其他推进剂都比不了的,在具有240+s比冲的同时还可以有不到30元/kg的低成本(同比典型的APCP成本接近200),缺点是密度低(因为AN与铝粉燃烧性能不佳,只能搭配镁粉,推进剂密度只有1.65g/cm³左右)。所以,建议楼主把燃料的想法也改一改,如果能弄出好的高能燃料,这个项目可行性会大幅提升。
   目前就想出这些,如果又有了新的想法我再在这里说吧。

文号 / 846160

千古风流
名片发私信
学术分 1
总主题 26 帖总回复 1461 楼拥有证书:进士 学者 机友 笔友
注册于 2018-02-28 15:52最后登录 2024-10-25 01:07
主体类型:个人
所属领域:无
认证方式:手机号
IP归属地:北京

个人简介

UCAS直博一年级。热爱化学相关学科(但是物化杀我),略知一二建模技术。概念机爱好者。同时还喜爱短跑、乒乓球、书法、古琴等。【我是不是说的太多了】

文件下载
加载中...
{{errorInfo}}
{{downloadWarning}}
你在 {{downloadTime}} 下载过当前文件。
文件名称:{{resource.defaultFile.name}}
下载次数:{{resource.hits}}
上传用户:{{uploader.username}}
所需积分:{{costScores}},{{holdScores}}下载当前附件免费{{description}}
积分不足,去充值
文件已丢失

当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}
视频暂不能访问,请登录试试
仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。
音频暂不能访问,请登录试试
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

插入资源
全部
图片
视频
音频
附件
全部
未使用
已使用
正在上传
空空如也~
上传中..{{f.progress}}%
处理中..
上传失败,点击重试
等待中...
{{f.name}}
空空如也~
(视频){{r.oname}}
{{selectedResourcesId.indexOf(r.rid) + 1}}
处理中..
处理失败
插入表情
我的表情
共享表情
Emoji
上传
注意事项
最大尺寸100px,超过会被压缩。为保证效果,建议上传前自行处理。
建议上传自己DIY的表情,严禁上传侵权内容。
点击重试等待上传{{s.progress}}%处理中...已上传,正在处理中
空空如也~
处理中...
处理失败
加载中...
草稿箱
加载中...
此处只插入正文,如果要使用草稿中的其余内容,请点击继续创作。
{{fromNow(d.toc)}}
{{getDraftInfo(d)}}
标题:{{d.t}}
内容:{{d.c}}
继续创作
删除插入插入
插入公式
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
收藏
取消收藏
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
管理提醒
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}
ID: {{user.uid}}