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详细记录一次对于制作KNSB-PPR管发动机的初次探索
2026/01/02
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IP:北京

新人发帖,如有不当之处请批评指正。(视频上传出了问题,为了您的耳朵,请静音播放)

理论:

使用12寸/40*5.5mmPPR管,耐压2MPa,某宝购买。

发动机设计数据如图下图所示:

image.png

软件模拟的工作时间为0.83s,总冲31.7N/s,最大室压0.84MPa。

推力曲线与室压曲线下如图所示:

image.png

image.png

使用熔铸法熬制KNSB并浇筑到摸具。摸具由3D打印制做,使用Polymaker的HT-PLA材料,无负荷耐高温150度,并且支持普通PLA的打印参数,是模具材料的良好选择。同时,此材料在KNSB的灼烧下能碳化吸热,同时保持形状;起到隔热与支持燃料的作用,因此模具的外壁不与燃料分离,而是直接被发动机的PPR管套住充当隔热层。

模具的设计与建模的示意图如下:

image.png


image.png

模具边缘均做了倒角处理,孔位直径均增加了零点几毫米,用来更好的装配。模具使用方法见实操部分。

火箭使用深孔点火,点火头直接埋在牙科石膏中,以下为发动机结构示意图,在左侧浇筑的牙克石高完全干燥后,用钻头钻出喷口,两片PLA-HT的隔板与PPR的缝隙用热熔胶密封,隔绝石膏浇筑中的水汽,防止内部药柱受潮。

IMG_20260102_144340_edit_579713134329671.jpg

点火系统使用ESP32单片机控制继电器的通断来打火,单片机接通电源后蜂鸣器会响5秒,之后开启鸣叫与不鸣叫的循环,间隔会越来越短,直到间隔为0,点火。程序如下:


#define d 2
#define f 4
void setup() {
pinMode(d,OUTPUT);
pinMode(f,OUTPUT);
}

void loop() {
digitalWrite(f,1);
delay(5000);
digitalWrite(f,0);
for(int t=2000;t>100;t=t-100){
  delay(t);
  digitalWrite(f,1);
  delay(t);
  digitalWrite(f,0);
}
digitalWrite(f,1);
delay(1000);
digitalWrite(d,1);
delay(500);
digitalWrite(f,0);
digitalWrite(d,0);
while(1){}
}

实操:

1.通过某些妙妙渠道获得的KN内部不确定是否有杂质,遂进行重结晶提纯。重结晶的过程没有记录,但展示一下工具:

注:这是在提纯之后拍摄的,提纯之前不会出现装有滤纸-KN-山梨醇-氧化铁混合溶液的烧杯;在室外拍摄,铁盘子的灼烧痕迹也是在室外产生的。

DJI_20251005215634_0092_D.jpg


2.KN的研磨与干燥

DJI_20251005215642_0093_D.jpg


3.量取SB

DJI_20251005222254_0097_D.jpg


4.量取KN

DJI_20251005222300_0098_D.jpg


5.先加入SB,控制温度在140度以内持续加热,直到SB中水分完全逃逸变为透明。

DJI_20251005222814_0099_D.jpg

DJI_20251005222834_0100_D.jpg

DJI_20251005230610_0102_D.jpg

6.关键步骤,缓缓加入KN,持续搅拌。温度最好保持在100-120度,此温度下KNSB温度高到具有流动性而且温度低到不会变黄。最后熬制出来的KNSB比较白,十分好看。

DJI_20251005231052_0103_D.jpg

持续搅拌。。。

DJI_20251005231621_0104_D.jpg

(这次温度没控制好,时间比较长,变黄了。比前几个月熬的黄但估计没啥影响)


7.给模具要脱模的部分抹食用油(圆柱部分不抹)

DJI_20251005231813_0105_D.jpg

8.浇筑KNSB燃料

DJI_20251005232803_0106_D.jpg

9.持续旋转中间棒子

DJI_20251005233111_0108_D.mp4 点击下载

最终药柱成品也是比较赏心悦目:

DJI_20251005235611_0109_D.mp4 点击下载

image.png

开放燃烧:十分的猛,无残留。(第二段视频的黑色渣子是点火药的残留)

火焰前端为黄色,但不知道为啥火焰末端为紫色,推测可能是一些杂质的焰色反应或KNSB完全燃烧本来就具有的颜色。

1212121212.mp4 点击下载

堵头制作

DJI_20251005215647_0094_D.jpg

喷口浇筑

image.png

潦草的喷口(钻歪了)

image.png





带扩大喷管的发动机试车:正常运行。由于手残没有视频记录。

—————————————————————以上为4天假期所做的内容———————————————————————

在假期之后,由于学习原因,制作出的发动机迟迟不能试车,被储存在装有变色硅胶的真空袋中。制作完的前两个月我还勤换着,可在过去的第3、4月,我直接忘了这件事,在再打开密封袋的时候,变色硅胶全变粉色了😭,KNSB虽然还能燃烧,但燃速变得十分缓慢,而且开始出现黑色残留。但不论如何,发动机至少还能点燃,遂准备试车。


发动机(烟雾弹)试车:烧了整整15秒。

rocket.mp4 点击下载

改进措施:

1.制作之后及时燃放,如必须长时间保存要定时换干燥剂

2.减小中间棒状模具的直径,更方便浇筑,防止KNSB燃料黏在中间形成空腔。

3.改进喷口制作工艺,固定PPR管钻孔增加喷口精度或直接使用模具浇筑喷口。

+1
科创币
FalconHSH
2026/01/02
加油
10个月1天前IP:广东
948379
1楼

好漂亮的药柱!!

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1
10个月1天前IP:北京
948384
2楼
引用黑土发表于1楼的内容
好漂亮的药柱!!

谢谢!


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10个月1天前IP:中国
948389
3楼

药柱可以用保鲜膜包紧实保存,我这里是南方,前两周用这个方法保存了6天,还未见有吸湿


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1
9个月27天前IP:中国
948467
4楼

挺厉害的,加油!

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9个月26天前IP:安徽
948483
5楼

紫色火焰不就是硝酸钾里钾的焰色吗?跟杂质有啥关系。一开始呈黄色是因为钾的焰色被钠的给掩盖了

这一点化学常识应该还是得有的 不能说化学一窍不通就玩火箭 不然容易不禄

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3
9个月24天前IP:北京
948514
6楼
引用潜龙腾渊发表于5楼的内容
紫色火焰不就是硝酸钾里钾的焰色吗?跟杂质有啥关系。一开始呈黄色是因为钾的焰色被钠的给掩盖了这一点化学常识应该还是得有的 不能说化学一窍不通就玩火箭 不然容易不禄

谢谢指正!

我当时搞这玩意主要是对其的物理计算和电路制作感兴趣,燃料部分直接参照着教程做,连必修一都没学明白的我确实忽略了化学知识的重要性。

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9个月18天前IP:甘肃
948587
7楼

真空袋不密封还是湿度高?为什么要一直换硅胶呢

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评论(2)
8个月14天前IP:广东
948985
8楼

关于燃料火焰颜色成紫色,我也遇到过这个情况,同样是暗光环境拍摄。我猜测,可能是在暗光环境录像,手机自动调节了滤镜?滤掉了钠的黄光?剩下钾的紫光

mmexport1739101553735.mp4 点击下载

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我也是有底线的