文号854339
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（定期更新）新发动机设计进展报告
LS2019/02/07纯技术 IP:广西

在LS-1代RNX发动机试车受挫后（见此贴XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/83580），我开始和一些朋友研发新一代的LS-2型RNX发动机，在此报告一下进度。

（喷管采用预制碳-环氧喷管，特别感谢拔刀斋版主提供制作教程！）

进度将持续更新。

更新1：喷管及喷燃比

喷管如下图所示：

Screenshot_2019-02-07-17-13-48-686_com.android.browser.png

 

 接近理想效率
更改1：因为是圆孔药柱，所以压强会逐步上升，我把喷管出口直径由10mm缩小至9.1mm。

Screenshot_2019-02-09-16-26-19-192_com.android.browser.png

Screenshot_2019-02-09-16-26-09-478_com.android.browser.png

Screenshot_2019-02-09-16-26-03-438_com.android.browser.png

Screenshot_2019-02-09-16-25-55-824_com.android.browser.png

 

Screenshot_2019-02-09-16-25-46-565_com.android.browser.png

 

Screenshot_2019-02-09-16-25-36-346_com.android.browser.png

 

 

 

 

 

 更改2：因考虑到加工误差，喷管出口直径由9.1mm改成9mm。

目前暂定药柱内孔为8mm直径圆孔，内孔＋端面燃烧。最小喷燃比为140，最大喷燃比为351。

更新2：发动机参数更新

长度160mm，药柱长度110mm（装93克rnx燃料），喷管长26mm，堵头长24mm，密封方法暂时保密。

更新3：喷管材料

原定采用碳_环氧喷管，随后拔刀斋版主澄清了这种材料其实不耐用，于是我把喷管整体材料换成了石墨，由石膏固定。


[修改于 5年10个月前 - 2019/02/12 21:20:26]

来自：航空航天 / 喷气推进
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~~空空如也
GCCgccMZ
5年10个月前 修改于 5年10个月前 IP:河南
854342
1楼

燃气温度、分子量和比热比的数据是在哪里找到的啊，我就找不到KNSB的之几个数据，，，

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GCCgccMZ
5年10个月前 IP:河南
854343
2楼

然后感觉扩张段角度好小哇

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山氰水溴
5年10个月前 IP:广东
854345
3楼

喷喉可以加长几毫米，并圆滑过渡，这样可以减少烧蚀

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LS作者
5年10个月前 IP:广西
854346
4楼
引用GCCgccMZ发表于1楼的内容
燃气温度、分子量和比热比的数据是在哪里找到的啊，我就找不到KNSB的之几个数据，，，

我是请浪里黑条帮我模拟的，就是平时的配方，knsb的数据可以参考usersim的帖子

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LS作者
5年10个月前 修改于 5年10个月前 IP:广西
854347
5楼
引用GCCgccMZ发表于2楼的内容
然后感觉扩张段角度好小哇

扩张半角手量7.5°

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GCCgccMZ
5年10个月前 IP:河南
854348
6楼
引用LS发表于5楼的内容
扩张半角手量7.5°

好叭，反正发动机小的话也不会增加多少重量，，，我一般最小15°/啪脸笑 ，，也真羡慕你有比较全的数据

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浪里黑条
5年10个月前 IP:北京
854358
7楼
引用LS发表于5楼的内容
扩张半角手量7.5°

你的7.5°是扩张半角吧？

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LS作者
5年10个月前 IP:广东
854369
8楼
引用浪里黑条发表于7楼的内容
你的7.5°是扩张半角吧？

@浪里黑条 是扩张半角，已改正

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LS作者
5年10个月前 IP:广东
854371
9楼

求助：是否要用上两段式药柱？

我的药柱长度为110mm，求助是否要做成分段式药柱？有必要吗？

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GCCgccMZ
5年10个月前 IP:河南
854378
10楼
引用LS发表于9楼的内容
求助：是否要用上两段式药柱？我的药柱长度为110mm，求助是否要做成分段式药柱？有必要吗？

分段不是数据就不一样了？然后，，，只有11厘米的话要我的话我不会弄成两端，，，

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LS作者
5年10个月前 IP:广东
854394
11楼

(正在考虑是否公布设计图（还未改正喷口数据）)

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拔刀斋
5年10个月前 IP:河南
854396
12楼

当年那个碳粉混环氧的喷管完全实验失败了，远逊于堵漏王嵌螺母。

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LS作者
5年10个月前 IP:广东
854398
13楼
引用拔刀斋发表于12楼的内容
当年那个碳粉混环氧的喷管完全实验失败了，远逊于堵漏王嵌螺母。

emmm是这样啊。。。。。。我现在也找不到适合的喷管材料，目前想试试灌封胶

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浪里黑条
5年10个月前 IP:北京
854417
14楼

注意一件事情:药柱中孔不要小于喷喉，否则会产生比较大的点火压强峰。。。

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LS作者
5年10个月前 IP:广东
854422
15楼


@浪里黑条 明白，我的药柱中孔直径是8mm，5mm初始喷燃比不够

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浪里黑条
5年10个月前 IP:北京
854423
16楼
引用LS发表于15楼的内容
@浪里黑条 明白，我的药柱中孔直径是8mm，5mm初始喷燃比不够

但是你的喷喉是9.1mm啊……

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LS作者
5年10个月前 IP:广东
854424
17楼


@浪里黑条 看清楚😂😂😂喷喉5mm，喷管出口直径9.1mm

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浪里黑条
5年10个月前 IP:北京
854429
18楼
引用LS发表于17楼的内容
@浪里黑条 看清楚😂😂😂喷喉5mm，喷管出口直径9.1mm

不好意思看错了😂

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LS作者
5年10个月前 IP:广东
854503
19楼

进度报告：发动机壳体加工中，整个壳体成本为24RMB，略贵，还是因为石墨喷管加工拉高了价格。

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LS作者
5年10个月前 IP:广东
854528
20楼

进度报告：价格单已经出来，（包含燃料模具费）

Screenshot_2019-02-13-11-35-53-243_com.tencent.mobileqq.png

 （有点红是因为我用了红屏护眼APP）

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暮光之羽
5年10个月前 IP:山西
854573
21楼

楼主注意内弹道计算燃气温度单位是K哦

QQ截图20130714190027.jpg

 

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LS作者
5年10个月前 IP:广东
854575
22楼
引用暮光之羽发表于21楼的内容
楼主注意内弹道计算燃气温度单位是K哦 

@暮光之羽 没问题，燃气数据找浪里黑条模拟的，燃烧温度1679.7k

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Winter
5年9个月前 IP:广东
854909
23楼

351喷燃比还是低了些,容易导致不稳定燃烧,比如喘燃

另外,工作压强太低的话,rnx本来就不高的比冲就要更低了

 

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浪里黑条
5年9个月前 修改于 5年9个月前 IP:北京
854910
24楼
引用Winter发表于23楼的内容
351喷燃比还是低了些,容易导致不稳定燃烧,比如喘燃另外,工作压强太低的话,rnx本来就不高的比冲就...

RNX可以在零压强下稳定燃烧，没有喘燃的问题。主要问题还是比冲。

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LS作者
5年9个月前 IP:广东
854917
25楼
引用Winter发表于23楼的内容
351喷燃比还是低了些,容易导致不稳定燃烧,比如喘燃另外,工作压强太低的话,rnx本来就不高的比冲就...

这个。。。。。。目前机子只做了5台，本身只是第一版，如果确实出现问题就再改进吧。不知381的喷燃比是否可以承受

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LS作者
5年9个月前 修改于 5年9个月前 IP:广东
854960
26楼

进度报告3：石墨喷管和药柱模具已经加工完成！

80CF81DBDD017AA1ABD67B0D3BFB0F88.jpg

B8305370BC3A9EEC7CA25B1E6CED2C0A.jpg

在此给2766前辈点个赞！在我的1代和二代发动机中，都是他提供加工技术支持，没有他就没有我的一二代发动机😆

 

 

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浪里黑条
5年9个月前 IP:内蒙古
854961
27楼
引用LS发表于26楼的内容
进度报告3：石墨喷管和药柱模具已经加工完成！在此给2766前辈点个赞！在我的1代和二代发动机中，都是...

整个喷管都是石墨的？不建议这样做，石墨虽然耐冲刷，但是其本身的强度几乎可以忽略不计，只有一般金属材料的几十分之一……

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LS作者
5年9个月前 IP:广东
854965
28楼

用的是高强度石墨棒，而且有石膏固定住，还有开凹槽，所以是不怕的，见结构图

QQ截图20190224131623.png

 

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浪里黑条
5年9个月前 IP:内蒙古
854969
29楼
引用LS发表于28楼的内容
用的是高强度石墨棒，而且有石膏固定住，还有开凹槽，所以是不怕的，见结构图 

石墨一般是配合金属喷管当喉衬使用，其抗拉强度、剪切强度等指标甚至还不如PPR，而且还比较脆。石膏更是不堪一击，尤其是接触高温时会迅速失去强度甚至自己变成粉末。如果要固定石墨喷管，建议用水泥，比石膏强到不知道哪里去了。

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Winter
5年9个月前 IP:广东
854970
30楼

@浪里黑条

实测石膏固定石墨喷管非常有效

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Winter
5年9个月前 IP:广西
854972
31楼

@浪里黑条

另外石墨作为整个喷管强度方面也完全OK

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浪里黑条
5年9个月前 IP:内蒙古
854973
32楼
引用Winter发表于31楼的内容
@浪里黑条另外石墨作为整个喷管强度方面也完全OK

说实话我觉得整体石墨喷管这个设计，即使不出事故也不够合理，因为石墨本身不是个适合承压、受力的材料，成本也偏高(不过小零件成本不一定高)。在小发动机上可以用用，如果发动机做大了就只能从头开始设计，对以后的帮助不大。

另外，石膏的性能可以说从任何角度讲都不如水泥，如果石膏能用，水泥只会更好，可以给发动机性能的提升留下更多空间，或者提高发动机的可靠性。

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拔刀斋
5年9个月前 IP:江苏
854983
33楼
引用浪里黑条发表于32楼的内容
说实话我觉得整体石墨喷管这个设计，即使不出事故也不够合理，因为石墨本身不是个适合承压、受力的材料，成...

照着Qu8k的石墨喷管做，够大了。

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Winter
5年9个月前 IP:广东
854984
34楼

@浪里黑条

高强度牙科石膏强度和耐冲刷程度远比水泥好，至于大喷管不能不能用在大发动机上这个说法，你可以看看qu8k和论坛里的500N级硝酸-混胺发动机，这些都不小了。成本方面，一根直径35mm，长200mm的高质量石墨棒价格是45元左右，比那些能耐得住高温又耐冲刷的钢材便宜的多。石墨又非常易于车削，加工成本也低

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虎哥
5年9个月前 IP:四川
854986
35楼

石墨能不能用是个工程优选问题，在不同的优化目标模型下可能有不同的结论，最好把目标和考核方式说清楚。

单就强度而言，石墨很软，但也不至于被几个兆帕给压塌。所以在有支撑的情况下是没有问题的。如果是长悬臂梁结构或者薄壁承压，就可能坏掉。然而设计上可以避免出现这样的结构嘛。

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LS作者
5年9个月前 IP:浙江
855002
36楼

发动机结构没问题，石墨喷管的设计也没问题，石墨是很软，但是只要有适当的固定方式，还是可靠的。但是这个结构用2766的话来说，就有安全隐患。所以要采取一定的措施。

看图，喷管与壳体的连接处，需要用密封胶密封，不然会有漏气风险。

QQ截图20190224131623.png

 （图中螺纹等细微结构没标出来）

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LS作者
5年9个月前 IP:浙江
855003
37楼

用刺猬的话来说，顶部点火是一种趋势，因为我的堵头用螺丝和垫片作为加固和承力结构，所以顶部点火是可行的。以后这款发动机成功试车之后，我会考虑顶部点火。

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浪里黑条
5年9个月前 IP:北京
855023
38楼
引用虎哥发表于35楼的内容
石墨能不能用是个工程优选问题，在不同的优化目标模型下可能有不同的结论，最好把目标和考核方式说清楚。单...

受教了

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浪里黑条
5年9个月前 IP:北京
855024
39楼
引用LS发表于37楼的内容
用刺猬的话来说，顶部点火是一种趋势，因为我的堵头用螺丝和垫片作为加固和承力结构，所以顶部点火是可行的...

顶部点火可以认为是最佳点火方式，因为可以最快点燃所有燃面。

点火装置建议参考《固体火箭发动机设计》一书，好好设计电发火管(就是点火头)、点火药等部分。

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LS作者
5年9个月前 IP:浙江
855032
40楼

最新动态:ppr壳体已经到货，近几天开始加工发动机。

现在用的摄像头不怎么好，就发之前的图凑合凑合吧。。。。。。

80CF81DBDD017AA1ABD67B0D3BFB0F88.jpg

 


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LS作者
5年9个月前 IP:浙江
855033
41楼
引用Winter发表于34楼的内容
@浪里黑条高强度牙科石膏强度和耐冲刷程度远比水泥好，至于大喷管不能不能用在大发动机上这个说法，你可以...

qu8k是石墨喷喉，那么大的喷管会被压碎的。

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LS作者
5年9个月前 IP:广东
855065
42楼

1551277441941..jpg

 

1551277457592..jpg

 

1551277482634..jpg

 

1551277525137..jpg

 

加工好的喷管，ppr管壳体，ppr管子还没有钻螺丝孔。

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LS作者
5年9个月前 IP:广东
855756
43楼

模具不小心被弄坏了，药柱没法制作。预计几天后会加工新的模具。


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