液体火箭发动机
首先很感谢一位四川的朋友帮我加工了这个发动机,图纸自己设计的,但是加工的过程中尺寸给放大了。哈哈哈,虽然有些遗憾,但是依然感到很兴奋。还有一些配件需要完善,完善好准备试车。燃料考虑用液氧及煤油、丁烷!现在把图纸发给大家看看!100842

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+100  科创币    焓熵`   2010-12-15   化工的主来膜拜您啦~
+500  科创币    lilith   2010-12-15   奖励给液体火箭先行者!
+500  科创币    xj198398xujing   2010-12-17   原创内容
来自 喷气推进
 
2010-12-14 22:11:46
1楼
灌上药当固体发动机更好 做好降落伞回收装置
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2楼
那个喷嘴...........................2秒钟就化了..............
再者液体发动机木有燃烧室的?还是这个就是...............
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3楼
液体发动机没有燃烧室说得太对了  燃烧就在喷嘴里面进行[s:92]
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4楼
没看到跟液体有关的部件。。。
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5楼
这个~机加工很精美,楼主可以谈一下设计的参数给大家参考!
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2010-12-15 00:13:53
6楼
引用第5楼lilith于2010-12-14 23:05发表的  :
这个~机加工很精美,楼主可以谈一下设计的参数给大家参考!

前半句是褒义还是贬义.....................
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7楼
引用第3楼1984bbs于2010-12-14 22:27发表的  :
液体发动机没有燃烧室说得太对了  燃烧就在喷嘴里面进行[s:92]

我的意思是说他本来应该是有的......................
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8楼
回 6楼(花落一天) 的帖子
人家当然是褒义了,大家都对金属发动机感兴趣,所以需要数据。
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乖雪狼(作者)
9楼
有燃烧室的!数据其实我以前就发过,图纸不在我单位电脑上等晚上有空在发上来给大家参考。
至于有网友说喷嘴会烧化,我想这个也不是用泥做的,应该不会轻易就化了。不过还是很谢谢各位的关心!
还有说灌药做固体发动机,这个我到没想过,我不懂化学配药,这个机器也是我自己胡想出来的。有些数据不一定可行,关键是不做出来可能准确数据更无法得到。
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乖雪狼(作者)
10楼
燃烧室图片(不是很清晰)100879

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乖雪狼(作者)
11楼
图纸来了,(我曾经在论坛内发过,终于找到了!哈哈哈哈)是用CAD画的,我不是机械专业的只是业余爱好,参数有不详或不对的地方请各位谅解!这个发动机加工的尺寸给放大了,我现在也很为难,好多参数已不在我想象之内了。所以余下的配件不好找。
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乖雪狼(作者)
12楼
其实我还有一套更为精密的图纸,发动机有冷却系统的,但是由于自己不懂机械加工有些参数估计是不太对的,再者考虑到加工困难所以把图纸简化了就成了现在这个发动机的图纸,想着这个搞成了才做另外一套的。希望大家多提些意见。谢谢!
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13楼
燃烧室有点大,赶上固体火箭了,直径和长度都减半差不多
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14楼
[s:261][s:261][s:261]楼主的图纸和做工都相当精美啊!!这个是事实!!!  可是我在想楼主的液体燃料放在哪?任何引燃? 没有独立的燃烧室,楼主是用什么方法做到的呢?。。 我觉得在这个更像是个液体发动机的独立燃烧室,至于液体燃料的储备应该另有隐情。问问楼主这样一个东东要多少钱啊?。能从你这买到吗?我好想要一个做纪念品哦~~~   再次赞扬做工和图纸!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
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15楼
固体火箭还不错。液体就噢噢噢噢
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乖雪狼(作者)
16楼
剖面图纸,大家看看有什么建议!100900

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乖雪狼(作者)
17楼
论坛内我发不到信息,不知道怎么回事。我的QQ3967824
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18楼
恩 LZ的燃料雾化器打算用什么结构?
并没有看到为雾化器预留的安装位
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19楼
回 6楼(花落一天) 的帖子
机加工确实不错的啦!绝对的褒奖咯!
只是结构的话可以大家讨论下,毕竟大家都没有做液体发动机的经验。
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20楼
其实吧,液体发动机个人觉得还是燃料的问题,氧化剂及燃料泵都不好弄。有兴趣的话慢慢探索吧!
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2010-12-16 08:04:36
21楼
带控制么。。。。。。
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乖雪狼(作者)
22楼
雾化器就是那个正方体部分,我看过好多资料其中一些好像也没有雾化器这个结构,如果你们下载了我的图纸就有个剖面图可以看到的。我的设想是氧化剂流入圆管和套管内小圆孔流出的燃料对撞产生雾化。这是我个人设想。
其实最关键的我感觉是怎么保持液氧和燃料的恒压问题,就像楼上的朋友所讲的高压泵系统是很复杂的,所以我设想是用高压气瓶,能达到30MPA的瓶子,但是问题在于随着气体、燃料流出,压力和流量应该是慢慢减小的,怎么才能保持恒压是个问题。我现在在研究气狗的恒压装置,看能不能用上。!哈哈哈哈
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23楼
煤油+浓双氧水+氧化物催化剂,都不用点火,一喷即反应
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24楼
现在看了最可能用得上的液体燃料体系就是:无水肼——发烟硝酸   重点是这两个东西都可以没得到,而且据我所知偏二甲肼也有的买,就是贵,80元
/100mL
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乖雪狼(作者)
25楼
控制部分我设想是遥控!哈哈哈哈[s:120]自动控制电子部分我是没办法搞出来的了。
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乖雪狼(作者)
26楼
回 23楼(cjc105808553) 的帖子
QQ:3967824
偏二甲肼有毒哦!惠州也很难买到!过氧化氢的威力好像很不错,不过也有毒性!
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乖雪狼(作者)
27楼
回 24楼(焓熵`) 的帖子
我的QQ:3967824
刚才发错了!
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乖雪狼(作者)
28楼
国外牛人做的液体火箭!很牛啊!100927

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2010-12-17 10:42:52
29楼
液氧在这样‘微型’的发动机中应用是很困难的 建议使用常压为液体的氧化剂
并且使用能自燃的组合  这样就能省略点火系统
可选的有 过氧化氢(略有爆性)  红烟硝酸(如果LZ的发动机材料不是不锈钢那慎用) 四硝基甲烷(成本比较高)
高压钢瓶没必要恒压 只要压力大过燃烧室压力就可以
压力挤出系统的关键是恒流阀  如果没有恒流阀 而是单靠喷口来限制流量那样回引起强烈的震动燃烧最终导致系统崩溃  
因为 燃烧室压力不可能一直保持恒定 燃烧期间肯定会有比较小的压力波动出现 假设这时出现一个小的压力上升 这个波动会通过没有恒流阀的喷口对流量进行反馈 导致流量减少 燃烧室压力下降 压力下降又对喷口负反馈 造成流量增加 燃烧室压力加大 如此反复形成燃烧震动最终会使发动机报销
另外 液体的燃烧室长径比是要经过声场计算的 不是任意一个圆桶都能作为燃烧室来应用 要是形成了声共振那发动机也是要在瞬间解体的
呵呵 虽然给LZ浇了点冷水  不过还是要鼓励LZ的实践
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30楼
浓硝酸+乙二胺(可自燃)对于业余发动机能量足够了
恒流阀如果专业一点用汽蚀文氏管,如果不很要求效率也可以靠喷注器压降近似恒流,燃烧室压强取储箱压强的一半以下。
为了避免声共振,燃烧室容积尽量小,直径一般与喷注器直径相等,大型火箭发动机有更复杂的消振设计
引用第29楼xj198398xujing于2010-12-17 10:42发表的  :
液氧在这样‘微型’的发动机中应用是很困难的 建议使用常压为液体的氧化剂
并且使用能自燃的组合  这样就能省略点火系统
可选的有 过氧化氢(略有爆性)  红烟硝酸(如果LZ的发动机材料不是不锈钢那慎用) 四硝基甲烷(成本比较高)
高压钢瓶没必要恒压 只要压力大过燃烧室压力就可以
压力挤出系统的关键是恒流阀  如果没有恒流阀 而是单靠喷口来限制流量那样回引起强烈的震动燃烧最终导致系统崩溃  
.......
+500  科创币    虎哥   2010-12-19   有价值的建议。
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31楼
哎、  推进一个燃料体系吧。 
无水肼—高浓度过氧化氢
无水肼没有什么特别的,浓度尽量高就行了。重点在过氧化氢!高浓度过氧化氢很不稳定,但如果添加例如磷酸之类的添加剂,并用阳离子交换树脂处理过,除去微量的金属杂质的话,其实高浓度过氧化氢在65°C以下,是可以接受其稳定性的。至于点火装置,单纯的无水肼和高浓度过氧化氢混合后是不会立即反应的,有一定的钝化期。然而若在混合时用少量硫酸钴或者铜盐催化的话,可以大大缩短钝化期,尤其是硫酸钴和硝普酸钠可以将钝化期缩小近零!我的意思就是在肼中加入催化剂,在过氧化氢中加入安定剂,或者直接在燃烧室内壁涂上含有钴盐的涂料形成催化涂层,这样一来,便可以实现储存安全,点燃方便的目的。
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32楼
机构怎么这么复杂,用了涡轮泵吗?
引用第28楼roboter于2010-12-16 16:04发表的  :
国外牛人做的液体火箭!很牛啊!
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2010-12-18 08:56:36
33楼
微型发动机也可以用液氧,戈达德的第一个液体火箭发动机用液氧+汽油

世界各国火箭燃料的发展过程
美国:液氧,Atlas洲际导弹也用液氧+煤油,后来发展了液氢、红烟硝酸+偏二甲肼、固体火箭
德国:冯布劳恩跟着戈达德用液氧,德军武器化之后用一部分过氧化氢(V2的涡轮泵、Me163的主发动机)
苏联:固体火箭、固体冲压、硝酸+煤油,后来发展了红烟硝酸+偏二甲肼,引进V2后开始用液氧
中国:开始引进苏联版V2用液氧,后来从DF3导弹之后改成红烟硝酸+偏二甲肼,长五又用液氧+煤油
业余/私人公司:固体火箭、液氧、过氧化氢(Armadillo用过一小段时间)、N2O笑气
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34楼
lz还不如改成固体发动机那 毕竟没人搞过
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乖雪狼(作者)
35楼
谢谢各位网友的支持!液机我是不会放弃的,我想鬼佬能搞出来的东西我们也一样能搞出来,现在很可惜的就是我对液机的专业知识懂得甚少啊!加上工作较忙所以,试车的时间会往后推了!唉![s:261]
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2010-12-19 07:16:13
36楼
液氧来源丰富,是个好东西。不过要注意它必须低温储存,属于低温推进剂,因此处理起来相当困难。燃料箱要做绝热处理,并且要有恒压阀门,以排除蒸汽,但是在火箭工作时,恒压阀门必须关闭。火箭点火以后,由于液氧的消耗,燃料箱温度会进一步下降,导致压力降低,依靠自身压力无法喷入燃烧室;二元组分的压力不相等且不恒大于燃烧室压力,必引起回火和震荡工作。因此,需要泵系统,或者考虑适当的加热系统。氧气遇多种油料会引起自燃,因此也能省去点火机构。
但是低温推进剂毕竟相当麻烦,即使像东风这样的大火箭也只是很有限的采用低温推进剂。如果是业余实验,建议从常温推进剂入手。
楼主的燃烧室容积可能大了一点,但是有利于充分燃烧,并减低对燃料泵的要求。具体要计算来定。
就我看来,燃料泵是必不可少的,在现有条件下无可替代。因为不仅存在一个恒压的问题,重要的在于控制流量,二元组分要以恒定的比例喷入燃烧室。仅靠恒压难以实现恒流,随着燃烧室压力下降,燃料喷射增加,压力又上升,然后燃料喷射减少甚至回火,如果没爆炸的话就会周而复始的震荡。燃烧室的压强往往达到数兆帕以上,对于燃烧室当然是容易做到这个耐压,但是对于燃料储槽就很难了。靠单向阀,必然导致“脉冲”的燃烧,看来也不可取。
最后,建议楼主做一两个固体发动机,积累一些关于发动机的设计经验。另外可以去玩几天氧焊,会大有收获的。
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37楼
挤压式燃料供应的发动机很多,近几年成立的私人火箭公司中只有XCOR用泵
燃烧室压强不要做那么高,毕竟液体燃料燃烧产气量大,比冲也不低
引用第36楼虎哥于2010-12-19 07:16发表的  :
就我看来,燃料泵是必不可少的,在现有条件下无可替代。因为不仅存在一个恒压的问题,重要的在于控制流量,二元组分要以恒定的比例喷入燃烧室。仅靠恒压难以实现恒流,随着燃烧室压力下降,燃料喷射增加,压力又上升,然后燃料喷射减少甚至回火,如果没爆炸的话就会周而复始的震荡。燃烧室的压强往往达到数兆帕以上,对于燃烧室当然是容易做到这个耐压,但是对于燃料储槽就很难了。靠单向阀,必然导致“脉冲”的燃烧,看来也不可取。
最后,建议楼主做一两个固体发动机,积累一些关于发动机的设计经验。另外可以去玩几天氧焊,会大有收获的。
+100  科创币    虎哥   2010-12-19   谢谢指正。
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38楼
好的,看来我孤陋寡闻了。希望就挤压燃料的具体技术专门开帖做一些介绍。
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2010-12-20 00:06:12
39楼
XCOR和SpaceX是用泵的
虽然泵很复杂,但是储箱可以减轻重量,大家伙必须这么设计。

V-2等早期蛋蛋都是用H2O2送入放有浸泡了高锰酸钙的碎瓷片的反应釜分解,蒸汽驱动直吹式涡轮机,涡轮机带动燃料泵和氧化剂泵。
液氧是最佳选择,可以随用随制,而且无毒安全。在业余条件下使用硝酸很容易溅出来伤人。
关于储箱,即使是有泵的,也要加压,以改善泵的工况。一般有几个大气压都够了。atlas IV是4个大气压。
特别小心的是飞出大气层以后储箱压力降低,导致再入的时候被压扁。

泵可以不用,直接用挤压循环,阿波罗飞船服务舱发动机就是挤压循环的。先学会走再去跑嘛
气瓶可以用到30MPa。弄一个调压阀就可以控制流量了。输出压力>=燃烧室压力+保持流量需要的压力差
输送管路需要注意的问题:
气瓶(防震,惰性气体,气动高温加热)
气阀(可靠性,响应速度)
气管(耐高温,耐低温)
储箱(强度,耐腐蚀,耐低温,耐压,振动,吸取液体产生漩涡,液体在阻力下是否可能前倾或者晃动,气泡,气体溶解在液体中)
管路(共振)
流量传感器(与气阀联动调节流量)
喷注器(双撞流或者3撞流均可,开小孔令液体相撞雾化)
燃烧室(可能有金属蜂窝结构消除燃烧震荡,侧面需要加入燃料管形成冷却液膜)
(外面要缠铜管帮助冷却?真家伙的燃烧室内侧全是毛细管的管壁)
喷嘴(需要转动?实现矢量推力?或者只是安装一个燃气舵?冷却液膜是否能到达?膨胀比多少,如果膨胀比太大会导致震荡)
点火器(塞一团火棉)
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乖雪狼(作者)
40楼
我看了好几个鬼佬做的火箭都是没有燃料泵的,他们另外有一个压力罐将燃料和氧化剂挤压除去的。看图片七就知道,下面那个是液氧罐,我还看到过因漏液燃烧后的图片(应该是意外事故)。上面那个橘红色的罐子和中间的圆球就是加压罐,中间还有一个罐子就是燃料罐。顶上部分是控制系统。图7和图9的发动机外形是一样的,材质感觉应该是铜,发动机里面结构是否一样就不得而知。看他的结构是有冷却管壁的。感觉他这个发动机前半部分应该是铸的吧,车床应该做不出来吧!
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41楼
我SB了……忘了大家伙SpaceX

其他几家玩亚轨飞行的无泵,涡轮泵很难做小因此不适合小火箭。XCOR用活塞泵和用于维持输出连续的储压装置解决了这个问题让小火箭也用上了泵,并且获得了专利。

喷注器现在流行用针式喷注器pintle injector,同轴喷射的液膜相撞雾化,燃烧稳定可靠而且自带一部分液膜冷却燃烧室壁的效果。最先用在登月舱下降发动机上,后来用在SpaceX的主发动机上。

引用第39楼warmonkey于2010-12-20 00:06发表的  :
XCOR和SpaceX是用泵的
虽然泵很复杂,但是储箱可以减轻重量,大家伙必须这么设计。

V-2等早期蛋蛋都是用H2O2送入放有浸泡了高锰酸钙的碎瓷片的反应釜分解,蒸汽驱动直吹式涡轮机,涡轮机带动燃料泵和氧化剂泵。
液氧是最佳选择,可以随用随制,而且无毒安全。在业余条件下使用硝酸很容易溅出来伤人。
.......
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2010-12-22 13:14:31
2010-12-22 13:14:31
42楼
有种“硬启动”现象必须注意:
如果燃烧室喷入燃料后,点火延迟了哪怕仅仅几毫秒时间,点燃后的大量蒸汽都会导致发动机爆炸。
所以点火器可能要放置在喷注器中间,并且安装控制电路保证正确点火
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43楼
V2和土星五号的发动机采用烟火棒点火、先点火后喷注燃料的方式
另外,燃烧室容积越大越容易炸,这个发动机容积比正常值大了5~10倍
引用第42楼warmonkey于2010-12-22 13:14发表的  :
有种“硬启动”现象必须注意:
如果燃烧室喷入燃料后,点火延迟了哪怕仅仅几毫秒时间,点燃后的大量蒸汽都会导致发动机爆炸。
所以点火器可能要放置在喷注器中间,并且安装控制电路保证正确点火
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2010-12-29 19:50:58
2010-12-29 19:50:58
44楼
我们可以用电弧点火器,霓虹灯变压器×1即可
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2010-12-30 14:08:27
45楼
不要用电点火,麻烦还不可靠,焰火棒只要几毛钱一根
引用第44楼warmonkey于2010-12-29 19:50发表的  :
我们可以用电弧点火器,霓虹灯变压器×1即可
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46楼
电点火不能保证恰好在液体燃料和液体氧化剂相遇的接触面上放电,点火不可靠
实用的液体火箭发动机如果主燃料不能自燃,都要使用点火燃料,烧热燃烧室以后再让主燃料混合燃烧。点火燃料要能可靠点燃大流量的低温燃料而不被浇灭,一般用自燃的高能液体燃料(硼烷类)或者铝和氧化剂组成的烟火药
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2011-1-4 20:26:09
2011-1-4 20:26:09
47楼
引用第23楼cjc105808553于2010-12-16 11:33发表的  :
煤油+浓双氧水+氧化物催化剂,都不用点火,一喷即反应


乙醇和过氧化氢。
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2011-1-25 18:18:01
2011-1-25 18:18:01
48楼
燃烧室的结构可以参考一下涡喷的燃烧室····
经过改造我也设计过用来调弹道用的发动机,很小。
可惜没有条件做
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49楼
[s:261]做得还不错,[s:233]不过燃料用什么?[s:252]怎么控制燃料的进入?
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