自制金属发动机,萌新求教
Ruzen2022/07/06原创 喷气推进 IP:江苏
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自制固体金属火箭发动机

  首先声明,我是一名萌新,第一次发文章,请各位大佬指教。

  之前试车几次水管机后设计制作此金属发动机,此发动机也是我的第4个金属发动机,第17个正式发动机,望轻喷。

  这个发动机为半金属发动机,在制作上,我要感谢@abc@kc276644985@硝团子工作室带给我的启发。

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  此次制作的发动机燃烧室采用内径35mm,外径40mm,长30cm的6061t5级铝合金管,堵头采用两种规格的pvc水管制作,喷口采用螺母垫片加自制拉喷,理论喷燃比436,实际可能要低一些,燃料用的是三氧化二铁催化的改性knsb下面是制作工艺。

  首先用棉线绕发动机外壁一圈,量取这段棉线长度后除以8来算出每个螺丝的位置,在每个算出的位置上用笔标记  例:量得棉线长度为8cm,则每隔1cm标记一次  标记好以后再次把棉线放到发动机上,按照标记的位置打孔,两边都要打,这样燃烧室就加工完成了。接下来加工堵头,取一段40mm长,外径35mm的pvc水管,在里面加入环氧树脂与氧化铅的混合物,比例为1:0.5,等待凝固后按照@abc前辈的方法,先将一段加热,加热过程中要不停旋转,加热好后在漏斗上按一下,然后使出全身力气在平面上再按一下,一段的缩头就做好了,把这段加工好的水管插入一个长20mm,内径35mm,外径40mm的水里,然后在外面那段水管打上自攻丝固定,这样堵头就做好了。

  下面加工喷管,取一段内径35mm的pvc水管,然后配置堵漏王,堵漏王10g,耐高温水泥5g,普通水泥3g,氧化铅2g,再加入一点ab胶,这是我自己研发的喷口材料。

  首先在水管里放入约7mm厚的喷管材料,然后放入5个外径35mm,内径8mm的螺母垫片,等待1分钟后用尺子在喷管材料一段转一圈,做出收敛段,等待10个小时后在另一边放入10mm厚的喷口材料,用同样的方法做出扩张段,等待48小时完全固化后放入燃烧室一头,用少量堵漏王固定,在扩张段前面加一段长5mm,外径40mm的pvc管固定喷口,再按照之前打好的洞拧上螺丝就好了。

  然后用纸卷成燃烧室内壁大小的圆柱,将燃料浇筑进去,插入8mm直径的四氟聚乙棒,等待2小时后很轻松就能拔出,一共做了两段这样的药柱,每段长100mm,就10cm,等待24小时后将两段用电工胶布绑在一起做隔热层,把药柱放入燃烧室,加入一个片,然后在堵头一边加入3mm厚的596平方胶,等待5小时左右完全固化就可以试车了。

  因为某些原因,srm模拟数据和制作视频,试车视频将在7月11日左右发布,至于为什么没有图片,只能说我在制作过程中忘记拍了,在7月11日也会补,最后以上所以材料均可在pdd或某宝上买到,次发动机成本约为200元,加上保养的东西280是可以拿下的,再次向之前提到的以及其他各位大佬致谢,请各位大佬指教,望轻喷。谢谢。

  文字鞠躬


来自:航空航天 / 喷气推进
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~~空空如也
ww
2年4个月前 IP:河南
905404

同萌新,问几个问题:

1,请问lz设计的发动机燃烧室压强是多少?

2,请问lz的三氧化二铁改性KNSB燃料有在工作压强下的燃速数据吗?能贴出燃料具体比例吗?(好像KNSB中加入三氧化二铁后燃速会增大很多,lz小心喷燃比过大造成炸机  )

3,请问lz拉喷的喷管出口直径是多少?

以上

另祝试车成功

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Ruzen作者
2年4个月前 IP:江苏
905415

  您好@ww,您说的燃烧室压强我没算出来,这里也还请各位大佬给一些公式,knsb的然速abc前辈以及给过了,所以没有出现在文章 ,燃料比例为kn75%山梨糖醇35%由于本次制作100g燃料,所以加了1g的三氧化二铁,感谢您提醒的炸机,这个我有考虑,正在想解决方案,拉喷喷喉直径8mm ,出口直径35mm,与发动机燃烧室内直径相同,感谢您带来的祝福,具体制作视频将于7月11日发布,预计7月25日试车。

  第一次发布文章,有不足之处还请各位大佬多多包涵,感谢。

  再次向@w大佬致谢,您的建议我会采用。

                               文字鞠躬

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ww
2年4个月前 IP:河南
905428

感谢回复

发动机压强多少和喷燃比以及燃料的热力学数据有关

IMG20220707000959.jpg

(写的有点急,字有点丑,见谅)

我也帮你大概模拟了一下燃料数据(用cpropep)

IMG_20220706_230436.png

(那个Cp/Cv就是k)

但这个公式中需要燃速,我没有氧化铁催化knsb的燃速数据。燃速是随压强变化而变化的,燃料开放性燃烧的燃速并不代表在发动机中的燃速,且加入氧化铁有可能对燃料燃速的改变很大 ,我这里仅有在论坛上找到的未加氧化铁的kn系燃料的燃速——压强数据

来源 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/22707

Screenshot_2022-06-26-10-43-32-10_9e5553d857869454dfe83d0e5172bec0.jpg

(而且好像在SRM里的knsb也是未加氧化铁的)

从上面那个公式还可以看出,假如在某一瞬间,喷燃比变化不明显 ,而燃速却陡然升高 ,就会使燃烧室压强猛然增大,可能会带来不良后果,所以在这里也提醒lz在试车时做好防护。

我也利用论坛里下载的软件帮你模拟了一下你的发动机耐压

IMG_20220706_230819.png


希望以上能帮到你


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Ruzen作者
2年4个月前 IP:江苏
905432

  十分感谢@ww您说的改性knsb然速我会测试,并按照您说的,计算发动机压强,我想问一下怎么算燃气温度,感谢您的回复。

  另外,请您如果可以的话加一下我的qq,有些事情向您请教,感谢。

  qq:2786524406     

 微信:fengkuangningmeng778

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ww
2年4个月前 IP:河南
905443

IMG_20220707_100023.png

框出来的就是模拟出的燃烧室温度

若有其他问题不方便发帖讨论的话请和我私聊(qq之类的有些不方便,抱歉)

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Ruzen作者
2年4个月前 IP:江苏
905447

   @ww感谢,请问您可以将以上模拟数据时用的软件下载方式给我吗,用来以后模拟数据,等我算出数据和试车后发布结果,感谢。

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Ruzen作者
2年4个月前 IP:江苏
905448

  另外问一下燃气分子质量怎么求,感谢

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桃夭
2年4个月前 IP:重庆
905449

温度栏下面第五行M(g/mol)后面就是。在科创里搜索“cpropep”就能找到那个软件了。

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Ruzen作者
2年4个月前 IP:江苏
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  感谢@桃夭

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XZH100
2年4个月前 IP:上海
905454

有几个问题:

在里面加入环氧树脂与氧化铅的混合物

1.不应该是氧化铝吗,氧化铅可是很毒的

2.金属发动机为什么用pvc管做的喷口和堵头,其实用电木车一个再加石墨或不锈钢衬喉效果会非常好

XXXXsb其实不用加氧化铁就很不错了,加了有时反而会喘燃

以上只是我的建议

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ww
2年4个月前 IP:河南
905464

同意楼上观点,不是很建议加氧化铁。氧化铁催化knsb没有具体数据 ,而且knsb燃速并不慢,不像RNX一样需要加入催化剂来提高燃速,建议楼主使用有完善数据的的不加氧化铁的knsb

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Catal
2年4个月前 IP:江苏
905552

lz完全可以找车床师傅车一个金属的或者酚醛的喷口嘛,金属机就搞点整齐的,效果也会好不少

另外关于氧化铁催化knsb,我之前有过一个35mm氧化铁knsb机子帖子,就我个人体验而言,氧化铁其实还不错。。。因为我设计机子的时候也没有考虑氧化铁的催化,但是最后发动机的工作状态却很不错,没有欠膨胀,而且也没有炸鸡(不过这个可能是因为壳体比较厚加上设计室压比较小)。不过呢,加了氧化铁之后会有一些残渣,不像普通knsb那么干净。。而且药柱颜色也不好看。。。lz可以选择性用一用吧,毕竟燃速应该确实有提升的。


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拉格朗日L2点
2年4个月前 IP:广东
906331
引用Catal发表于12楼的内容
lz完全可以找车床师傅车一个金属的或者酚醛的喷口嘛,金属机就搞点整齐的,效果也会好不少另外关于氧化铁...

萌新还是不要加氧化铁了,很容易翻车! sticker 亲测!

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拉格朗日L2点
2年4个月前 IP:广东
906332

然后配置堵漏王,堵漏王10g,耐高温水泥5g,普通水泥3g,氧化铅2g,再加入一点ab胶,这是我自己研发的喷口材料。

喷口材料堪比八宝粥 sticker 我认为此类材料混在一起可能会让材料的理化性质发生变化,到最后很可能不如单一的材料或复合材料,反倒吃了亏,在这里推荐楼主@以太LYB大佬的环氧树脂复合氧化铝,楼主可以试试。😀👍

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