继LH系列（XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/70751）的LH4-B研制完成后，已经进入LEX系列的计划阶段。所以在两个时期之间，而且拥有LH系列遗传和为了LEX试验的LHmini，应该算是不属于LH系列也不属于LEX系列的过渡型号。


        先bb一会...
        在这之前，有人好奇我为何这么执着于“硝糖”和“PVC”这些“低端”的材料。其实也没啥原因，只是材料经济且容易加工，这样就可以在有限的时间内方便进行修改和并进行更多数量的试验。我攒够一个学期（1000+），其实也可以做一台不错的全金属发动机，只是无法保证设计质量。可同样的，我可以尝试十几种修改，并以试验证实（这正是我的乐趣所在，自己动手，解决问题）。同样如果燃料费用太高昂，也没啥用。其实之前我为了大威力也玩过金属铝机，不过因为每次试验的费用都比较高（穷人...没办法），加上对铝机又不了解，到最后，折腾了近千块什么成果毛线都没有，明白了：金属机不是现在的我可以掌控的，就果断瞄准了PVC。现在看来选择是正确的。
        当然，要有更高的发展，好材料是决定因素，这也启动是LEX系列计划和尝试AN燃料计划的原因（不过得暂停了，这一年为了高考。）只是希望大家冷静一点，综合考虑一下自己的实力和经济水平，理性对待。
        
好了，回正题。让LHmini先亮一下像。







再发几张试车特写：




（下雨的时候试的车...  喷口包着铝膜。镜头湿得厉害，有点模糊.....）




之后就是LHmini目前的设计图，标注了必要尺寸：




LHmini对比LH4-B可以说是有巨大的改进，其实虽然名为“mini”，其实并不小，是更简化了。以下是发动机基本数据对比表格：



看得出，在总质量几乎没变的情况下，发动机壳更轻，更坚固，装药更多，这都是优化的成果。
不仅如此，结构上也简化了（不过因为胶粘的步骤增加了，制作时间增加到6小时/台，不过乐在其中）：
这是LHmini的结构，对比LH4-B（XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/71645）已经简单了很多（简单更可靠嘛）：


       关于LHmini的装药设计，因为采用了长径比很大的单段，单圆孔装药，会导致前后的燃面变化剧烈：前部分内压小，推力小；后部分内压急剧增加，推力同时剧增，这个已经在LH4-B上证实，对发动机极为不利。又因为现在我的条件不允许，且时间有限，无法使用星孔装药。所以参考了单室多推力发动机的发射级装药，把药柱分为较长的采用纯KNSU的主药柱，和较短的采用KNSU加X（一种国家允许的火药添加物）配方（本配方很简单，但考虑到一些原因，绝不公布，也不允许提问。如管理员需确认可私信）得到高燃速，高压强指数的燃料，这样发射极燃料就可以在低压强下获得高的燃速，进而提升燃室压强。以达到减弱推力峰值过于明显和为火箭提供较大的初始推力的目的。主装药采用纯KNSU是为了保证后工作阶段的推力要求，同时保证内压不至于过大。


LHmini喷管整体设计



       取消了LH4-B的为金属收敛段和喉衬设计的喉衬冷却设计，因为这里以非金属材料为主体，隔热性良好，不会出现LH4-B的烧毁现象，但继续保持了金属喉衬抗冲刷的优点，还减轻了重量，一举两得。
       可能大家对LHmini分为两级的双钟形喷管感到奇葩。这也是因为LHmini的装药而设计的，初始工作段，内压较小，所以通过扩张比较小的第一级时，不会发生射流分离，当燃面增大的后工作阶段，内压增大，燃气将在第一阶段欠膨胀，后而将在第二阶段继续加速膨胀。虽然这样的设计看似会使超音速燃气因受阻碍而产生性能损失，而事实上，欠膨胀燃气的冲刷作用会在后阶段，把双钟形喷管冲刷成一个完整的钟形喷管（同样有损失，无法避免）。      
       事实上喷管的第一阶段由农机胶粘接密封，再用农机胶形成密封圈达到密封作用。农机胶以环氧树脂为基体，但因加入了添加材料，拥有了优良的耐火性能（亲身体会），且价格便宜。
       喷管底座把由第一级喷管承受的内压平稳传递到固定螺栓上，避免因受力不均而破碎，而第二级喷管完全不受内压。


LHmini前封设计




       取消了LH4-B前封加固螺栓的设计，变得更为简洁。 众多试验证明，在没有前封盖的情况下，前封加强块部分，会出现燃气泄漏，加厚的作用也不大，原因不明。可能的一个原因，不同材料因高温产生内应力，高压而发生形变，导致粘接面间出现裂缝，燃气侵蚀加剧，导致燃气泄漏。加前封盖后，因前封盖把内筒整个密封，加大了燃气侵蚀的阻力。        
       为了前封盖的密封设计，造成壳体上出现一处弱点（即环氧加强环所在位置）这里几乎仅由单层PVC管承受内压，所以添加了一个环氧加强环（原本的设计应是凯夫拉纤维缠绕，加入环氧基体形成玻璃钢加强环，但因种种原因未能实现，只是用了环氧），同时尽量减少了药柱的长度。



LHmini的实物结构;
底部的中心环



PU树脂浇筑成果




前封的有机防火堵泥




双钟形喷管




本想采集数据的，后因严重的零点漂移问题希望落空... ...




试车后的拆解：
壳体层次分明，烧蚀得并不严重



喉部




前封，把一层烧焦的堵泥清理之后...


整机爆炸原因分析
发动机爆炸，属于致命问题，为了避免再次发生，对于原因的分析就非常重要了。以下就是我利用试车的回放，查实爆炸原因的过程。其实对于试车的实时记录是非常重要的，它可以还原事件的发生过程，最有用的就是（高速）录像。个人认为，不应只把视频拍下来，看着爽作为要求。
在接下来是第四次试车时的失败，整机爆炸的原因分析。
在LHmini的第四次热试车时，发生了整机爆炸，图片纪实：


        在前段正常工作后，突然发生整机爆炸。对于这样的整机爆炸，总的来说应该有两大原因：1.发动机结构设计不合理，先天的缺陷。2.装药出现问题，如产生裂缝或含有气泡等，这是装配过程不合理出现的问题。
        对于已经拥有三次试车记录和一次完美试车记录的LHmini来说，第一种的可能性较低，所以从第二种出发寻找原因。
        再查询了装配记录时发现，实测长130mm的主药柱，实测质量为126g（理论应有130g），再加之浇注药浆时的反常困难。这就得出一种猜想：因浇注反常困难，导致药柱内部存在较大气泡，导致的内压剧增，引起整机爆炸。


然后，就是验证这一猜想。通过逐帧检查60pfs的视频记录（帧速度必须大于60pfs，才有实际意义），得到证实：


在工作中途，羽流中的烟迹发生明显的叠压现象，这是内压暴增的证据，正常工作时是绝不会出现的。

紧接着的1/60秒后，外壳的最薄弱处（即环氧加强环部分）出现大量燃气泄漏，灾难就此开始。

这是再1/60秒后，整机爆炸。从现象的出现到毁灭性的结果，整个过程小于1/30秒，速度极快。这就要求相机的速度必须大于60pfs，在其他25~30pfs的视频中没有发现整个过程。
       可见（高速）录像在问题分析的作用是很重要的。在这里，通过（高速）录像的回放，证实了燃料密度的不合格导致了爆炸，同时显现环氧加强环部分是发动机弱点，还需加强设计。



最后，由于时间和精力有限，而且加工时长为6小时/台（为了好东西，值得），LHmini只经历过有限的四次热试车，加工技术也还不成熟，导致问题较多：
第一次因使用了过期的农机胶水，导致出现密封问题。
第二次因纵向螺栓固定孔加工出现偏差，导致喷管被整个炸出。
第三次完美试车。
第四次因燃料的气泡问题，导致的整体爆炸。
明显，这样仅有的少数试车是远远不够的，更可惜的是第三次没有采集的LHmini的推力数据，之后的试验和改进肯定是必要的，不过现在也只能就此打住...

当然，欢迎提出帖子里的错误，以便讨论，改正。