春江-II型 KNSB 50cm箭体全项目

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春江-II型 KNSB 50cm箭体全项目

JackZzy

2019/09/26

喷气推进

原创

IP:江苏

摘要：2015年小学五年级作为民科入坑，2016年立项春江I型（就是个装粉压KNSU的窜天猴），中间因为光謇弃坑就鸽了几年，最近重拾兴趣，准备从基础开始重新设计一个50cm长的火箭。

（两代旗舰镇楼）

项目组成员：

Jack, Giro, 光謇

本项目将同时为 Giro的 https://www.kechuang.org/t/84665 雷达提供实验检测机会

子项目：

1. 婷-5 KNSB发动机（总冲-i级）

2. 50cm箭体

3. 头锥

4. 载荷

5. 回收

6. 航电系统

7. 部件连接方式

一、婷-5 KNSB发动机

6061铝合金-壳体-2mm厚

304钢-堵头

304钢-喷管固定件

304钢-喷管

发动机数据：

燃烧室长：200mm

燃烧室直径（发动机壳内径）：36mm

KNSB药柱外径：36mm

KNSB药柱内径（燃烧柱直径）：3mm

喷喉直径：7mm

喷管出口面积比喷喉面积：4.00

模拟数据：

二、箭体

三、头锥

四、载荷

五、回收

六、航电

MPU6050陀螺仪（加速度）
BMP180气压
EEPROM储存器
Arduino ATMEGA328P
433兆赫FSK无线电
4x纽扣电池
图传暂未确定

板子Giro已经画好了

开源：XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

七、连接

整体设计：

飞行模拟：

垂直运动vs时间

稳定性

[ 修改于7年2个月前 - 2019/09/26 20:54:09 ]

来自：

航空航天/喷气推进

全部只看作者

JackZzy

作者

7年2个月前IP:江苏

864171

1楼

持续更新中

引用

以太LYB

7年2个月前IP:湖南

864173

2楼

加油，方便加微信或者QQ交流吗？

引用

JackZzy

作者

7年2个月前IP:江苏

864177

3楼

航电添加完毕

引用

虎哥

7年2个月前IP:四川

864186

4楼

有算过喷管堵头上的螺丝，一个承受多大的剪力么。浩大的工程往往毁于地基。

引用

JackZzy

作者

7年2个月前IP:江苏

864187

5楼

引用虎哥发表于4楼的内容

有算过喷管堵头上的螺丝，一个承受多大的剪力么。浩大的工程往往毁于地基。

做了下research，m4的是114kgf，换算一下是1118N，一共有4个螺栓，总冲也就415N，应该没问题的啦

引用

虎哥

7年2个月前IP:四川

864188

6楼

会坑的，剪力只是提示而已，实际受力很复杂。

引用

warmonkey

7年2个月前IP:河北

864193

7楼

引用JackZzy发表于5楼的内容

[图片]做了下research，m4的是114kgf，换算一下是1118N，一共有4个螺栓，总冲也就415N，应该没问题的啦

不是这么算的。量纲都不对，物理尽早重修。

堵头受力=堵头正投影面积*燃烧室压强

燃烧室压强可以从发动机推力估算出来，简单估算可以按推力=推力系数*喉部面积*燃烧室压强。

对于直喷管推力系数=1.05，拉瓦尔喷管大于1.05。就按1估算可以了，算出来只大不小。

准确的燃烧室压力需要用传感器测量。

使用薄壁铝管有以下风险：

假铝材，耐压比理论值低很多；
隔热性能差，壳体温度高，铝材迅速软化。

引用

Winter

7年2个月前IP:广东

864195

8楼

引用JackZzy发表于5楼的内容

[图片]做了下research，m4的是114kgf，换算一下是1118N，一共有4个螺栓，总冲也就415N，应该没问题的啦

不是这么算的，一般先嗝屁的不是螺丝，而是管子上的螺丝孔，因为管材强度远低于螺丝强度，螺丝个数需要按照管材的螺丝孔受力计算。

你这个发动机，每端使用10个m5螺丝可能比较合适（经验估测，仅供参考）

另外。。。你的描述有些让人迷惑，我看了几遍还是没搞懂你的发动机内径是多少，外径是多少，燃料柱直径是多少。。。还有，总冲和螺丝受力完全没有关联。。。不知为什么要用总冲估算螺丝数量

引用

JackZzy

作者

7年2个月前IP:江苏

864196

9楼

引用虎哥发表于6楼的内容

会坑的，剪力只是提示而已，实际受力很复杂。

现在也仅仅是简略的模拟，其他也只能试车时才能观察到了

所以最好还是要有前辈们的经验来指出之后可能遇到的问题和现在设计中不合理的部分

引用

Dimitri_Ivanovich 一表人才

7年2个月前IP:江苏

864197

10楼

支持，帮顶！

引用

JackZzy

作者

7年2个月前IP:江苏

864198

11楼

引用warmonkey发表于7楼的内容

不是这么算的。量纲都不对，物理尽早重修。堵头受力=堵头正投影面积*燃烧室压强燃烧室压强可以从发动机推力估算出来，简单估算可以按推力=推力系数*喉部面积*燃烧室压强。对于直喷管推力系数=1.05，拉瓦尔...

首先我现在MYP5，物理才刚开始讲到projectile motion，所以不存在重修这一说

关于计算方法：非常感谢指出正确的计算方法，我马上重新计算，可以麻烦告诉我有什么途径可以学习这方面的知识吗？（学校讲的太慢了。。。）

关于铝管：请问用pcb管作为内衬可以解决这个问题吗，或者有什么较好的解决方案？

谢谢提供经验

引用

JackZzy

作者

7年2个月前IP:江苏

864199

12楼

引用Winter发表于8楼的内容

不是这么算的，一般先嗝屁的不是螺丝，而是管子上的螺丝孔，因为管材强度远低于螺丝强度，螺丝个数需要按照管材的螺丝孔受力计算。你这个发动机，每端使用10个m5螺丝可能比较合适（经验估测，仅供参考）另外。。...

关于管子与螺丝孔设计：因为我真的没学到如何计算，而且搜索引擎上也没有有价值信息，所以请问管子上螺丝孔受力可以通过什么方法计算？

关于发动机描述：我重新改了一下，不知道是否可以理解？

谢谢建议，计算出来会尝试重新设计一下发动机连接结构

引用

zx-16533

7年2个月前IP:广东

864200

13楼

这个天线看起来不像能工作在433M的样子

引用

GiroPetrenko 百炼成钢

7年2个月前修改于 7年2个月前IP:江苏

864202

14楼

引用zx-16533发表于13楼的内容

这个天线看起来不像能工作在433M的样子

这根天线的作用就只是占坑，没有实际用途

引用

JackZzy

作者

7年2个月前IP:江苏

864209

15楼

燃烧室压强=9.15Mpa，堵头面积=156mm²

所以堵头受力=2342.4N，请问如何计算螺丝孔是否会崩？

引用

信仰は儚き人間の為に十步芳草

7年2个月前IP:广东

864214

16楼

有限元仿真

引用

以太LYB

7年2个月前IP:湖南

864244

17楼

引用以太LYB发表于2楼的内容

加油，方便加微信或者QQ交流吗？

额，我加个好友而已。

引用

JackZzy

作者

7年2个月前IP:江苏

864250

18楼

不知为何部分用户无法使用open rocket官网进行下载，我在此转载open rocket现版本（version15.03）

版权为OpenRocket 开发团队所有，此文件仅帮助传播。

官网链接XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX

Java文件：

OpenRocket-15.03 (1).jar.zip 20.47MB ZIP 459次下载

引用

JackZzy

作者

7年2个月前IP:江苏

864251

19楼

引用信仰は儚き人間の為に发表于16楼的内容

有限元仿真

谢谢提供途径，肝完summative之后我会尝试用有限元仿真软件进行模拟，不知道Solidworks是否有这个插件？

引用

信仰は儚き人間の為に十步芳草

7年2个月前IP:广东

864254

20楼

有的

引用

warmonkey

7年2个月前IP:广东

864482

21楼

引用JackZzy发表于15楼的内容

燃烧室压强=9.15Mpa，堵头面积=156mm2所以堵头受力=2342.4N，请问如何计算螺丝孔是否会崩？😣

目前从数据看，估计是不会崩的。

要保证设计靠谱，办法无外乎两个：

1 水压测试，可以用手动液压泵，跟千斤顶操作差不多；

2 有限元仿真，solidworks或者ansys都可以。

实物测试是最放心的。

引用

以太LYB

7年2个月前IP:湖南

864608

22楼

问一下楼主，OpenRocket是怎么导入发动机数据的？

引用

拉格朗日L2点

4年3个月前IP:广东

906236

23楼

不好意思挖坟了......就是楼主的发动机内径为啥和药柱外径是一样的？难道没有隔热层？还有为什么药柱中孔只有3mm？

引用

全部只看作者