气瓶发动机总结
kight112013/01/01喷气推进 IP:上海
今天发动机试车了,取得了部分成功,总结一下发动机的设计和试车结果。
制作过程请看XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/53283

气瓶尺寸:(放气、去顶盖)
总长=87mm
颈部外径=8.75mm
颈部内径=5.6mm
最大外径=21.9mm
最大外径长度=55mm
壳体内径=18.75mm(由壳体外径减去颈部壁厚得,所以实际内径应给大于此数)
耐压>>7MPa

发动机参数:
喷喉直径=7.97mm
初始工作压强=6MPa
由平衡压公式得出所需喷燃比=247(密度取1800kg/m^3  特征速度取900m/s)
实际喷燃比=259
所需燃面积=11803mm^2
塞子在6MPa被推出所需力=112.2kgf

推进剂参数:
燃料=KNSU(KN:SU=65:35)
制造方法=重结晶+恒温成型
燃速=3.48mm/s @1atm  
         15.0mm/s @6MPa
药柱长=55mm
药柱直径=3.8mm
药柱数=19
燃面=侧面+一个端面
估计燃烧时间=0.1sec
点火药=高升里的银药,涂覆+点火药包
推进剂的特殊参数如密度、特征速度和不同压力下的燃速取自usercim的《详讲一下用硝酸钾系列燃料合理的设计制作火箭发动机》XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/22707在此感谢!

药柱尺寸和燃面积的配合很重要,在燃面积基本不变的情况下药柱尽量细尽量多,这样能更快烧完,减少喷燃比下降造成的推力损失(药柱为减面燃烧,燃烧室压低于平衡压后燃速迅速下降最后不产生推力)。
选择药柱尺寸时用Excel计算出每个尺寸药柱所对应的参数如燃面积,燃烧时间等。之后用一个叫Phun的游戏模拟装填状态,以确定所选药柱尺寸是否能充满燃烧室。

Phun.jpg
Phun的使用(用卡尺直接在屏幕上量),相信列位大神看得明白。


attachment icon Caculations.rar 14.91KB RAR 16次下载
计算用的表,若有错误请告诉我。
+5  科创币    ironfly    2013/01/01 高质量发帖
+10  科创币    第七骑士团    2013/01/03 加油
+100  科创币    拔刀斋    2013/02/01 设计过程很完善,毛刷装药的效果相当好。
来自:航空航天 / 喷气推进
17
已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
{{notice.noticeContent}}
~~空空如也
kight11 作者
12年1个月前 IP:未同步
483688
试车结果
试车结果

SSL26327.jpg
试车的布置。
SSL26329.jpg   
埋地里,石头压点火线。

上视频,请直接跳到45秒吧。。。。
点击此处查看视频
本来是用一个一个相机一个手机一起拍的,但是相机不小心调成了拍近物。。。众神请凑合着看手机的渣画质吧。。。

画质很差,不反复看很难看清发生了什么,但是可以清楚的听见两次喷射(还有倒计时。。。),第一次是点火药把塞子喷出,第二次是药柱突然点燃。
其实按照设计应该是药柱点燃达到工作压力后塞子才被喷出,但是由于塞子在6MPa时所需的拔出力太大,大到我的体重都没法把它压进喷管,只能做了一个能塞进喷管的,当然所需拔出力也就没那么大了。结果就是塞子直接被点火药喷了出去。。。。没了塞子燃烧室压力提升缓慢,点火药所提供的压力全释放了,一部分燃料必须用来给燃烧室加压,造成了极大的浪费。
诸神可能也注意到了点火以后地上一直有一团火,初步推断这是一些药柱断了被喷了出去。本来就推力不足,这下更是雪上加霜。。。

Burn 1.jpg
插一个唯一看得清火焰轮廓的。
虽然塞子的失效造成了发动机推力严重不足,但是这次试车还是取得了部分成功。从上图可以看出火焰比较长(应该是涂覆层的铝造成的),而且视频显示整个工作时间非常短,即便在塞子失效的情况下燃料依然点燃迅速,损失的压力立刻被部分弥补。也就是说毛刷装药的特点还是充分的体现了出来(极短时间,大推力)。这个发动机很有潜力。

SSL26334.jpg
烧过的喷管。刚工作完的时候内壁薄薄地沾着一层残渣,有冲刷痕迹。过了几个小时后就变成这样了,鼓出来的湿漉漉的东西。。。
SSL26340.jpg
擦过后竟然和没用过一样,可能是推力不足才没造成烧蚀。

未来计划的改进:
使用更有效的增塑剂或RNX制造药柱,防止药柱发生断裂。
高效一致性好的药柱制作工艺。
精确的制造喷管。
更牢的塞子。
将药柱牢固的粘在瓶底的方法。


最后祝列位大神新年快乐!并期盼看到ironfly兄的研究成果!
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第七骑士团
12年1个月前 IP:未同步
483695
喷嘴太大,小一点压力高了,推力也会增加,鼓励下。
+1
科创币
kight11
2013-01-01
再小压力就高了,不安全
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badboy-fly
12年1个月前 IP:未同步
483719
视频貌似挂了
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Τerminator
12年1个月前 IP:未同步
483740
+1
科创币
kight11
2013-01-01
谢谢大神,为什么你能发我就不行
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badboy-fly
12年1个月前 IP:未同步
483741
[s:275]视频看起来怎么像烟花一样[s:275]
+1
科创币
kight11
2013-01-01
貌似铝多了。。。
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逆天
12年1个月前 IP:未同步
483758
大家都在造火箭弹,而不是火箭[s:275]
+1
科创币
lv
2013-01-01
+1
科创币
kight11
2013-01-01
貌似除了我没别人啊
+1
科创币
【水青】
2013-01-01
貌似是的
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黑岩兔
12年1个月前 IP:未同步
483806
喷口大了点
+1
科创币
kight11
2013-01-02
小了会爆炸的
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ironfly
12年1个月前 IP:未同步
483843
喷完后瓶身变大了?
+1
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kight11
2013-01-02
没变大,变大就不得了了
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ironfly
12年1个月前 IP:未同步
484151
回 1楼(kight11) 的帖子
怎麽没变大? 直的气瓶变成酒瓶,那瓶身怎麽变成曲线那麽好?又不是吃了金钶拉
89_6557_0868df297e56dae.png    89_6557_84651f3ef0f8315.jpg
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kight11作者
12年1个月前 IP:未同步
484162
回 9楼(ironfly) 的帖子
这两个工具就是传说中的金坷垃。。。 SSL26257.jpg
SSL26261.jpg
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ironfly
12年1个月前 IP:未同步
484176
回 10楼(kight11) 的帖子
那瓶身怎麽变成曲线 [s:221]
+1
科创币
qg2010
2013-01-02
是同一人吗。。。
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kight11作者
12年1个月前 IP:未同步
484543
回 11楼(ironfly) 的帖子
我是直接用那个红色的冲子砸的。瓶颈处的厚度是从上到下递减的,用冲子冲一个柱形的内孔外面就成曲线了。
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ironfly
12年1个月前 IP:未同步
484800
回 12楼(kight11) 的帖子
做得还满有型的!
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san33
12年0个月前 IP:未同步
493713
顶                              1
+25
科创币
飞面教徒
2013-02-01
高质量发帖
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拔刀斋
12年0个月前 IP:未同步
493795
设计过程很完善,毛刷装药的效果相当好。
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程小雨
12年0个月前 IP:未同步
495400
LZ做的真像手雷..
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