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总体、发动机、控制等。注意:火箭燃料除外。

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尊敬的科创论坛管理员及坛友们:         如各位所见,最近一段时间我和 @Jam.exe 一直努力于TC4钛合金(以下简称TC4)和碳纤维复合材料(以下简称CF)固体火箭发动机的相关设计和制作。在此首先感谢科创论坛及众坛友对我们的理解、支持和帮助。         我们计划于2月23日前(不包括2月23日)制作并试车一枚发动机(无推力和室压测量,仅进行结构验证),如今期限将至,而TC4管成本过高、设计和加工过于复杂,虽然已知其屈服强度,但无法于短时间之内做出有效成果。而CF虽然无任何屈服强度线索、无任何水压试验结果,我们也在目前条件下无法进行水压试验,但它的其他性能均远远优于常规材料,成本较低,设计和加工相对稍简单,有希望于短时间之内做出一点成果。         由于上述原因,我想出了暂不进行CF管水压试验,而是按TC4的屈服强度(据 @浪里黑条 提供的线索,优良原料且加工得当CF的屈服强度不小于2580MPa,即使手工制作的碳纤维管屈服材料也不小于TC4的屈服强度860MPa,不知是否真实)粗略计算CF管的壁厚,并将其应用于发动机的设计和制作中的方案。        

目前大型固体火箭发动机以复合推进剂为主,主要是高氯酸铵-端羟聚丁二烯这类。这种推进剂的发火温度较高,导热率较高,点火难度比双基推进剂高。 爱好者的火箭,在点火的初起阶段很容易发生不稳定燃烧。国内暂时只有KCSA仔细的为爱好者的火箭测量过点火过程的燃烧室压强,并且捕捉到几种不良点火的压强变化曲线。其他爱好者火箭虽然没有测量过燃烧室压强,但从拍摄的视频、测得的推力曲线等来观察,与已经测得的不良现象是一致的。 我们先来看一下一个典型的不良点火。 (附件:280200) 图中,左侧的小峰是点火药发火带来的压力和推力峰。点火药发火时,顺便点燃了药柱表面的毛刺和浮尘(药柱内孔是CNC加工的),使压力峰加大,但并未引起发动机整个内表面的燃烧,而是仅仅点燃了点火药附近的很小一部分表面。经过很长时间,燃烧面积才再次扩大,表现出类似从零开始升压到工作压强的曲线。 如果左侧的小峰带来的推力稍稍大一点,就会把火箭弹出发射架,然后发动机熄火,火箭坠落,随后又再次产生推力。一旦发生这种情况,必然造成严重事故——在九江,火箭因为此问题而水平飞行,以百米/秒级别的高速低空飞过公路。而YT-4火箭也存在上述问题,幸好由于火箭重,点火峰只让火箭振了一下,没有推出发射架。而其后的自升压速度缓慢,导致出架速度低,因而发生偏航。 对于上图这种可以零起自升压的火箭发动机(RNX燃料及大面喉比),其实用一个规模小得多的

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