折腾作业去了,明天接着更
先发出贴去,把这坑挖下。发动机首次试车已经完成,未达到预期,优化中
镇楼图
设计目标:外径20mm,比冲50秒,工作压力两兆帕
燃料柱参数计算:
借用@A.C 同志的图
可见2Mpa时,喷燃比约为480
取药柱外径16mm,喷吼直径4mm,算得药柱长度120mm
喷管计算取压力1Mpa,参数如下图。由于塑料发动机加工困难,就不做收敛段了。一般发动机,算出来的参数,到我手里至少得折半
加工不用多说,由于是我一个人完成的,所以就不上图了。将管子算好长度,管剪剪断,缩口。用纸浆塑造一个锥形,堵在管口。把堵漏王倒进去,等待固化。管口由于不需要大的耐压,所以干脆用了一个红酒塞子(我家长喜欢喝红酒),钻孔。在管子的另一头钻孔。
组装时先把药柱和点火头塞进去,倒上点火药(粉混硝糖),塞上一点卫生纸或铝箔,塞上土,把红酒塞子顶上,钉子固定。
夹到土法推力测试架上,点火试车。
首试数据不甚理想,首先是因为略有漏气,然后又因为扩张段不够光滑,所以导致比冲大幅下降(峰值推力300g,持续时间4秒,装药20g,相当于比冲30秒)
[修改于 6年4个月前 - 2018/08/16 18:49:51]
大家估计都久等了,说说最近的情况,好消息坏消息都有。
首次试车的数据已经整理出来了,见下图。比冲17秒,连设计值的五分之一都不到。从图中可以看到推力曲线不很平滑。(纵轴是g,横轴是5为1秒)
第二次试车是昨天晚上进行的,出了几点小问题。
首先,点或延迟过大。使用少量硝糖药粉点火,点火头发火后,经过数秒才出现推力。
然后,燃速慢,推力不足。最大推力在90g上下,工作时间长5,6秒
还有可能出现了不稳定燃烧
最后,燃烧到最后时,突然喷出四五个火球,向上飞出十余米,后来熄灭。我们以为是爆喷口,经过观察发现喷口没爆,直径在5mm左右,未见显著烧蚀,判断应该是飞走的药渣。
综合分析,比冲不足+推力不足的原因为
1、混药不匀,还有少量大块KN。
2、配比不对,手一抖环氧加多了,且固化剂占比到了将近1/3(这也导致药柱强度下降,前面说的喷火估计与此有关)
3、点火药受潮,用的是放了两三个月的粉混硝糖。
其中1点导致燃烧不稳定,且燃速过慢;第二点导致燃速过慢,燃气分子量发生变化;燃速慢,内压低,燃烧又不完全,温度低,燃气分子量又高:这一系列因素导致了喷管的过膨胀。第三点又使得发动机难以进入正常工作状态。
下一步的行动:重新制备足够两次试车与发射的药柱,重新配置点火药,修补喷管,减小膨胀比。预计8-26可以完成两次试车,8-28或28发射。
最后是一点抱怨。这两天的白天一直在参加NOIP集训,晚上又要做英语网上作业,锻炼身体,没时间弄,所以这个贴可能要凉。尽量能在开学前收工,开学后就转搞AN推进剂了。
下一次报道预计将在发射之后报道,内容有第二次试车推力曲线,第三、第四次试车推力曲线,发射轨迹,回收情况,以及相关的图片,敬请期待
引用mayablue001发表于11楼的内容如果没有收敛段的发动机,能叫发动机么?没有收敛段,燃气就不能加速到当地音速。直接用扩张段,气流是减速...
收敛段对角度的要求不大,堵漏王材质稍微一烧蚀就能冲出一个来。很多塑料固机都用类似的设计(光做扩张段)
最乐观的估计是今天晚上能再进行一次试车,明天早上发射。箭体已经完工,所有东西都是现成,就看回家还有没有时间了
实在对不起,辜负了大家的期望,失败了。自此以后,我的RNX何去何从还有待研究。
稍微说一下,最近三次地面测试均以几乎相同的失败方式告终。8-22那一次,药柱不合格,燃速过慢。又加上喷吼受到严重烧蚀,导致工作拖泥带水,推力不足。8-26的试车,由于使用吸管作为模具,直径偏小;莫名其妙的原因导致药柱配比不对,燃速慢且易受到冲蚀,导致推力损失较大,压力不足,工作拖泥倒水,推力不足。第三次就是十几分钟前进行的,堵头漏气导致压力不足,后果同上。
楼下是几张相当惨烈的照片。
上图为垫在发动机与台秤之间的石棉网
上图为烧毁堵头后的发动机
发动机喷管侧,可见未燃烧的药
单独拿出一楼来,说话上图之前,满一碗烈酒:
上敬星辰大海;
下敬地球母亲;
中间祭奠那壮烈牺牲的石棉网与身负重伤的台秤。
默哀三秒钟!
再分享两点成功之处
首先,是自制球磨机。一只矿泉水瓶,一堆鹅卵石。把药品装进去,晃几十分钟,既锻炼臂力,又能获得完美的药品粉碎效果。如图。
还有一点是发现了一种堵漏王拉喷的制作方式。用铁板锉的尖头部分,戳进堵漏王当中,慢慢旋转。通过控制锉的形状和施力的力度,可以钻出不同形态的圆锥拉喷。具体不解释了,大家一看便知。
最后是三点惨烈的教训。
1、KN要磨碎,有条件的重结晶混合,磨得越碎越好。用自制球磨机也是个办法。
2、至于可重复拆开使用的,只有两种方案证实可行,如下图。其余的不是漏气就是爆堵头
最后一点,混合环氧树脂时,注意比例。E51:T31取17:5就可以。另外使用机械天平可能卡壳,推荐使用电子秤。混合环氧树脂时,尽量戴橡胶手套或丁腈手套。戴PE手套你会弄上一手环氧。一旦弄在皮肤上了,使用大量洗手液(不是那种自己变成泡沫的)迅速搓洗,再用凉水冲一波。
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