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【PSEI.】CHQ-2探空火箭项目总结及事故分析
氦三nyj2024/08/21原创 喷气推进 IP:北京
中文摘要
总结了CHQ-2火箭研发历程,事故分析
关键词
knsbKNSB火箭发射筒

2024年4月份,我开始设计及筹备CHQ-2火箭项目,目的是提升本人能力水平,提升火箭质量。

4月初开始设计新一款发动机XF-2,此款发动机可重复使用,制造成本降低。

一些参数:

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此款发动机设计装药200g,36mm直径PVC燃烧室+40mm直径铝合金管套管,喷口堵头为光固化,分别用4颗M4内六角螺丝固定。

五月份进行了第一次试车

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 很遗憾没拿到推力数据,但发动机工况较稳定。

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看图片密封圈槽设计过深,试车后拆机也可以看出来积碳已经没过密封圈。鉴于试车侥幸没漏气,XF-2发动机就此定型,这也为CHQ-2火箭发射埋下伏笔。



五月中旬开始火箭的设计,先用sw画了火箭,再用or进行飞行仿真 7965ec56ae62418ec5334141fc2973e.jpg

最初设计没有外挂的摄像头舱,由于摄像头需要发射前启动,PC管又无法开舱门,只能安装在箭体外侧,所以最后加上了此设计

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我选择了参数相似的发动机,前端配重给了200g,不知道为什么仿真结果有一千多米。稳定性为4.5,明显过低。



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根据装配问题进行一些微调不过多赘述,火箭及发射筒总装图见上面。

箭体为PC管(透明便于装配)

开伞系统、尾翼等其他部件为3D打印PLA

图中“姿态控制模块”应为余空的姿态传感器魔模块,此处笔误。本人对电子一窍不通,所以只能花高价购买余空的模块。

对于发射筒,我想尝试一下多元的发射方式,此发射筒与火箭用四个适配环固定,出筒后弹开。


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据本次使用感受来看,优点在便于运输便于发射,即火箭直接固定于筒中,缺点在于不方便检修操作,全包裹的发射筒比较限制外部对火箭进行操作。我认为发射筒在一定条件下有更为优秀的效果(例如火箭外形较复杂等)



2024.8.17发射当天全部视角


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火箭飞行较不稳定,从前面设计时可看出配重较轻,导致重心较低,又因为外挂摄像头舱造成一定程度的涡流,导致压心不稳 ,这个问题下次应当修正。

前面提到发动机密封圈设计不当,在本次发射中就出现了严重事故。

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堵头有部分漏气,铝合金管和堵头连接处严重破损(我至今不知道铝管怎么被烧穿的)

更严重的,四个M4螺丝从侧壁伸入箭体固定发动机,但是未固定住。。。


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发动机冲进了箭体里(虽然奇迹般几乎没影响飞行)


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这件事直接影响了降落伞,将伞绳烧断,最终开伞系统虽正常运行,但无法回收火箭。


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根据此次事故,我大概总结了以下需要改进的方面:

  1. 发动机密封圈提升为两个,并增大密封余量;

  2. 火箭重心压心严格计算,严格控制;

  3. 开发可靠的传力支架固定发动机;

  4. 降落伞绳替换为凯夫拉绳,并冗余设计;

  5. 添加气压计模块,自研姿态开伞控制模块。



本次任务在诸多方面提升了个人能力,也为以后的火箭开发提供了诸多技术支持。

来自:航空航天 / 喷气推进特殊话题:事故报告动手实践:实验报导
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~~空空如也
虎哥
4个月0天前 IP:四川
936279

这个也可以不算是事故吧?

没看明白(更可能是作者没写明白),是发动机尾部漏气,燃气烧坏伞绳,导致火箭高速坠落,坠落碰撞导致发动机冲进载荷段吗?

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暮羽要摸鱼
4个月0天前 IP:广东
936298
引用橘猫君发表于5楼的内容
然后我觉得侧面开伞更安全,不过铝管被烧穿有点罕见😕

侧面开槽对箭体强度影响特别大,我记得是有人开槽飞行中断裂的😆

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橘猫君
4个月0天前 IP:河北
936297
引用暮羽要摸鱼发表于2楼的内容
应该是发动机漏气破坏了箭体与发动机的连接件,然后发动机飞到伞舱熔断了或点燃了点火头并破坏了伞绳与箭体...

然后我觉得侧面开伞更安全,不过铝管被烧穿有点罕见😕


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虎哥
4个月0天前 IP:四川
936279

这个也可以不算是事故吧?

没看明白(更可能是作者没写明白),是发动机尾部漏气,燃气烧坏伞绳,导致火箭高速坠落,坠落碰撞导致发动机冲进载荷段吗?

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暮羽要摸鱼
4个月0天前 IP:广东
936286
引用虎哥发表于1楼的内容
这个也可以不算是事故吧?没看明白(更可能是作者没写明白),是发动机尾部漏气,燃气烧坏伞绳,导致火箭高...

应该是发动机漏气破坏了箭体与发动机的连接件,然后发动机飞到伞舱熔断了或点燃了点火头并破坏了伞绳与箭体的连接放生降落伞,然后就没有然后了吧😂

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氦三nyj作者
4个月0天前 IP:北京
936295
引用虎哥发表于1楼的内容
这个也可以不算是事故吧?没看明白(更可能是作者没写明白),是发动机尾部漏气,燃气烧坏伞绳,导致火箭高...

对于这个问题,我在事后拆解的过程中没有找到证据来证明发动机究竟什么时候脱离固定,但总之这次固定方式存在很大隐患需要改进。此外,降落伞绳悬在箭体外侧,被烧断这件事很蹊跷,但肯定是高温燃气所致。

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氦三nyj作者
4个月0天前 IP:北京
936296
引用暮羽要摸鱼发表于2楼的内容
应该是发动机漏气破坏了箭体与发动机的连接件,然后发动机飞到伞舱熔断了或点燃了点火头并破坏了伞绳与箭体...

个人认为这种情况最有可能

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橘猫君
4个月0天前 IP:河北
936297
引用暮羽要摸鱼发表于2楼的内容
应该是发动机漏气破坏了箭体与发动机的连接件,然后发动机飞到伞舱熔断了或点燃了点火头并破坏了伞绳与箭体...

然后我觉得侧面开伞更安全,不过铝管被烧穿有点罕见😕


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暮羽要摸鱼
4个月0天前 IP:广东
936298
引用橘猫君发表于5楼的内容
然后我觉得侧面开伞更安全,不过铝管被烧穿有点罕见😕

侧面开槽对箭体强度影响特别大,我记得是有人开槽飞行中断裂的😆

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就是氧化铁喽
2个月12天前 IP:河北
938181

or仿出来的飞行高度1000多米是因为你的发动机总冲和他的总冲不对标,但是可以直接把内弹道计算出来的推力曲线直接导进or里,实在不行再去里面去选发动机,选取发动机一定要选择总冲推力相近的,不要只看推力。 sticker

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潜龙腾渊
12天3时前 IP:安徽
940239

燃烧稳定吗?火焰忽大忽小,而且好多火星,是氧化铁所致吗


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