探讨发射小卫星的可行性及路线图问题
大家畅所欲言,看看要三年、五年还是十年。
提出技术难点,逐项攻克。
+25  科创币    凌霄   2012-11-16   
来自:航天航空 / 喷气推进
 
2011-4-23 23:50:53
1楼
先算一下至少要什么规模的火箭,要多少燃料。
然后我觉得飞出大气层以后的姿态控制和制导很难,因为没有气动稳定。
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2011-4-23 23:57:52
ehco(作者)
2楼
高总冲的发动机是首要解决的问题
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2011-04-24 03:30:54
3楼
从性价比、可重复、可操作上来说~~~这个还真的是用电磁炮打出去有优势
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4楼
第一步用气球带至10Km的高空,
第二步电磁加速到1Km/s,
第三步火箭点火,加速到第一宇宙速度。
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1
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5楼
可以尝试多级固体火箭
不一定非要用到高能燃料 或者是液体燃料
液体燃料火箭技术在我们论坛尚未成熟
就算是在地面正常工作都不一定能保证高成功率 何况是高空 但是可以作为将来的研究方向

另有文献书籍给出 高空中火箭气体喷出的速度会和地面相差到20%之多
所以可以试试用AP系燃料 甚至可能是一些改性的KN系列燃料
做成多级形式
通过到不同高度分级 分级使用不同配比的燃料 来达到适应不同高度 使之保持一定平稳工作性能

分级火箭能解决单个发动机总冲不够的问题
+200  科创币    科创论坛   2011-04-27   提出方案。
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6楼
至于姿态控制 不一定要用到摆动喷管
个人感觉 喷管后加上导流片 可以解决改变燃气气流方向的问题
真正工作时间不过几十秒 对于小偏角的导流片来说 能量也不会有什么损失
控制导流片的转动 也会比气动翼的物理模型简单
相对于实现姿态控制 可能是一个方法
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7楼
如果要在地面发射,可以在空气稀薄的喜山发射。多级火箭,第一级可采取有氧喷气发动机,后面照旧。 这样每次去都带上氧气瓶驱车过去喜山基地试验。
+400  科创币    科创论坛   2011-04-27   积极提出方案。注意关于业余火箭用语的规定。
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8楼
我的设想是:
第一步,完成单级火箭模型发射。使用发动机,箭体可安全回收,使用合适的能材并解决易爆、存储、易购买等问题。
第二步,完成火箭模型精确制导。分别采取固定地点、船上发射,精度分别不超过1厘米、1分米。用ARM单片机主控,要做个多次使用的靶。预计时间不超过1年
第三步,设计研发真实火箭发动机,测试其推力及工作时间。(可在室内完成)。预计时间1~2年
第四步,可以试下机载发射
第五步,多级实验,分离时间掌握需准确。

以上几步可并行处理。
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9楼
选址可以包一架高空飞机,到纬度低的地方释放火箭

燃料方面个人建议还是以目前较为成熟可靠的固态燃料为主

方向控制上,携带少量液态燃料可以作为姿态控制之用,因为不长时间工作,对发动机的要求也不高,大气层外依然使用液态燃料甚至压缩气体,即可完成姿态控制

操作系统用 NetBSD 高效稳定,通讯用wifi,可以直接利用现成的标准和设备,简单可靠
+200  科创币    科创论坛   2011-04-27   鼓励提案,但不太现实。
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10楼
姿态控制的话,一级火箭学老毛子的,格栅翼。二级火箭燃气舵或者是引射偏流。3级火箭直接上H2O2吧。关键在于每一级选取合适的总冲。一般而言,亚轨道飞行需要20马赫以上,所以导流锥是个很大的难题啊。
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11楼
AP系具有足够的能量,但是工艺上,RAP含能应该不会够,需要加铝粉。我记得航天飞机助推器的配方是AP,铝粉,聚氨酯。
姿态控制的话,高精度陀螺仪和加速度计可以加上CPU做成惯导。现在的CPU比起50年前强大和何止100倍,对比运算足够,仅仅满足CPU与伺服机构运作的话,普通锂电够了。
+400  科创币    科创论坛   2011-04-27   积极发表意见。
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12楼
关键技术还是在级间分离和第二级第三级,需要含能非常高的燃料,成熟的分离方式。
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13楼
如果串联式分离很难得话,并联式会好办点。
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14楼
参考Sugar Shot to space的路线图
http://sugarshot.org/
燃料可以由KN系换成AP系,非要用糖类射出大气层只能算是装B

航电、飞控应该尽早开始搞,毕竟这东西搞起来比大型发动机便宜。除了矢量控制比较难可以慢慢搞,用燃气舵(V2用过)或者喷管二次液体注入(SITVC,在早期的固体导弹和日本的固体运载火箭上用过)方式。

另外不要混淆出大气层(达到100km以上)和达到第一宇宙速度入轨。探空火箭的射高可以达到500km但仍然不能达到第一宇宙速度入轨。世界私营航天业当中达到出大气层的公司和组织数量至少有两位数,但成功入轨的只有买退役洲际导弹的Orbital Science公司和完全向国家队看齐的SpaceX公司。

入轨的投资规模很大,如果不能商业化赚回成本,即使技术上可行,经济上也不可行。
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15楼
现有的各类火箭,从地面到太空这一部分基本可以分为3个阶段

第一阶段:探空飞行
初级阶段,几十公斤以下的仪器载荷,大气层内飞行(高度0~100km)或亚轨道飞行(高度100km以上)。

这一阶段包括各类探空火箭和战术火箭弹、对空导弹。北航一号达到了30km的高度、加拿大的Black Brant系列达到了200~1500km的高度。这些火箭大部分都是无控的固体火箭,也可以有控制系统(导弹)。戈达德、业余时代的冯布劳恩在这个阶段试验了液体发动机、北航二号则是固液混合发动机。

这个阶段的投资规模勉强可以靠个人小组织的财力(北航大约用了几十万RMB)。


第二阶段:亚轨道载重飞行
中级阶段,几百公斤以上的载荷亚轨道飞行(高度100km以上)。

这是很重要的一个阶段,第一级火箭必须具备足够的运载能力,才能装载足以入轨的上面级火箭。这个阶段的技术跨度也很大,包括了所有的近程、中程弹道导弹和部分的远程导弹,以及最近兴起的亚轨道载人旅游:Rutan的太空船一号、丹麦个人自制的HEAT-1载人探空火箭(未完成)。

这一阶段的技术方案比较多样化,一般有控制系统(HEAT-1没有)。导弹一般使用固体发动机(适合机动发射)或液体发动机(批量成本低)。私人航天则一般使用较为简单和安全可靠的固液混合发动机。投资规模至少需要小企业或组织的财力,有向商业化发展的趋势,但不需要立即考虑商业盈利。

第三阶段:轨道飞行
高级阶段,达到第一宇宙速度入轨(即使载荷很小)。

这一阶段包括运载火箭和部分具备入轨能力的洲际导弹。除了洛马之类美国国企之外,私营公司只有两家:Orbital Science(买退役洲际导弹、给NASA和国防部发射小卫星)和SpaceX。

这一阶段必须有控制系统。推进方式如果使用固体或固液混合发动机,即使用技术水平很高的三级固体洲际导弹改装也需要增加一级火箭做成4级。因此最经济的方案还是液体发动机,尤其是液氧煤油。

这一阶段的投资规模非常大,私营公司没有国家养活必须借助风险投资公司的融资=从一开始就考虑商业盈利。SpaceX具备Paypal(相当于支付宝)的初始资产,仍然借助了风险投资。由此带来另一个问题:市场需求和竞争。目前商业发射市场的需求主要是通讯卫星,重量大、轨道高、数量少,还有一部分分给各国的运载火箭。最后剩余的全部市场份额只够SpaceX达到盈利所需的生产规模。
+400  科创币    科创论坛   2011-04-24   纲领性建议。
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16楼
飞控计算机要能抗辐射,故要使用FPGA+宇航级RAM。
操作系统必须选用已经通过可靠性检验的,常见的有uc/os-ii,vxworks,RTEMS
wifi不稳定而且不适合高速移动的物体
火箭第一级比冲可以比较低,对整体重量影响不大。第二第三级则必须使用AP甚至液氧煤油。
姿态控制不是很难,用燃气舵即可。
在轨调整姿态用无水肼非常方便。
燃料尽量考虑安全无毒的品种,试验的时候难免要泄漏不少,例如主发动机的拆装,燃料加注,试验过程排出的烟气等等。这对没有专门的试验场地和防护设备的爱好者来说很麻烦。
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17楼
低轨仍处于地球磁场的保护范围内,个人认为不必过多考虑辐射问题,可适当注意紫外线的防护,对电子设备而言真空环境下的散热问题应着重考虑
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18楼
阿门...一步步的来吧,
先大气层内不可控(多数爱好者已经达到);
再大气层内可控(版内近期未见业余爱好者报道);
大气层外不可控(同样也未见版内有业余爱好者计算、设计出来);
大气层外可控(只能使用微波或者更短频率,并需考虑追踪之类);
入轨;
星系探测。
依照楼主的设定,应该是希望能达到 大气层外不可控---请专家们提供设计方案。
+200  科创币    科创论坛   2011-04-27   你的建议也太原则性了。
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19楼
只要能解决能连续工作8分钟的壳体和喷管材料,
其他就不是问题了。
+100  科创币    科创论坛   2011-04-27   提出一个方面的关键性问题。
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20楼
业余爱好者不等于商业航天,目标定在飞出100km大气层边缘比较合适。
入轨即使对于美国的商业航天公司来说也是百里挑一的事。

既然在大气层内飞行,抗辐射和在轨姿态调整这些太空飞行的内容都可以先省掉。
另外箭载飞控计算机执行的任务很单一,不用操作系统即可。

燃料比冲不能太低,低比冲的燃料用量会大得一塌糊涂,因此AP比较合适。
不过AP推进剂的组分和燃烧产物的毒性都大,而第一级用量多,最好开发改性KN糖类。

除了提高燃料比冲之外,减轻结构质量更重要。
目前KC还没有超音速火箭的原因不是KN比冲低,而是推进剂质量只占总质量10%左右。

另外还要找个单位挂靠,像北航的探空一样租借发射场,否则安全和法律问题都不可行。
在偏僻农村发射的人工降雨火箭已经有若干次砸到房子的事了。

引用第16楼warmonkey于2011-04-24 17:35发表的  :
飞控计算机要能抗辐射,故要使用FPGA+宇航级RAM。
操作系统必须选用已经通过可靠性检验的,常见的有uc/os-ii,vxworks,RTEMS
wifi不稳定而且不适合高速移动的物体
火箭第一级比冲可以比较低,对整体重量影响不大。第二第三级则必须使用AP甚至液氧煤油。
姿态控制不是很难,用燃气舵即可。
在轨调整姿态用无水肼非常方便。
燃料尽量考虑安全无毒的品种,试验的时候难免要泄漏不少,例如主发动机的拆装,燃料加注,试验过程排出的烟气等等。这对没有专门的试验场地和防护设备的爱好者来说很麻烦。
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21楼
回 20楼(拔刀斋) 的帖子
说到底,河蟹闹不住啊
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22楼
不用操作系统,找个待业青年。制作纯硬件的控制电路。电路需要高人设计,保证各元件参数余量大,误差容许量大,自稳定结构巧妙。而且能简洁。  
全部采用分立元件,少用IC,多用中功率的三极管。 元件全用缠绕压接,然后镀上厚厚的抗氧化金属。  为了保障基本的可靠性,所有元件不要用CHINA的。

找个景德镇师傅,捏个多层的金属瓷器复合发动机,烧掉一层还有一层。里面还有数个散热气道,尽量稳定住最外层的复合结构。 火药挑选中庸性质的,以利于稳定性。

谁家方便,就把澡盆改造成一个水洞,检测设计流线型外壳。  制作好蜡质外壳后。 谁有门路就送到数控车床,车出金属版本的。  数控车床上有学习功能。 用手扶着探头在蜡磨上走一遍后。他会记忆下形状,自动算出走刀方案。
  
   到时候大家化装成牧民的样子,化装成普通老百姓模样。 赶着牛车,开着拖拉机把火箭拉到内蒙古大沙漠。 这里杀人都没人管。 然后四散到几公里外,点火发射!  同时安排一人在乌鲁木齐,另一人在黑龙江佳木斯。各发射一个大功率信号。根据这两个信号,火箭上的天线积分后可进行高效的水平定位。
火箭可以不用分级,当飞出大气层时,火箭内部大炮击出小卫星,卫星以几倍于火箭的速度飞出。
花开两朵各表一枝
地面站持续用多普勒效应估算火箭高度。 与火箭上反馈回的大气的参数核对过后。就可以给卫星定位了。 给卫星定位的是乌鲁木齐,黑龙江,海南,美国等各地爱好者的信号接收点。  到了预定位置,遥控卫星进入轨道,调整姿态。

  卫星发射成功后,整天插播广告。“卖票,卖票了啊,有座!现在有座。 您老到到宇宙那个地方? 我们包都发射。”
+100  科创币    科创论坛   2011-04-25   你多才多艺哦,想给你个文学奖,结果找了半天又没写几篇完整的。
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23楼
我的出发点是  针对题目  丢垃圾出太空  而不是哪些~~~多精贵的东西
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2011-04-25 08:45:14
24楼
引用第23楼jrcsh于2011-04-24 23:44发表的  :
我的出发点是  针对题目  丢垃圾出太空  而不是哪些~~~多精贵的东西    

无论丢的东西多小,一级一级加速上去就精贵了
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25楼
现在最大的问题在于没有发射场发射(也许能租,但是租不起)。

现有的RAP发动机稍微减重一下完全可以达到人工降雨火箭的高度,但如果像人工降雨火箭一样乱打,迟早也会像人工降雨火箭一样砸进房子里。
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26楼
如果单是想把载荷发射到100KM的话EHCO你自己应该可以弄了 呵呵
两级RAP或是7013  常规燃料 燃气或是燃气延时分离(不含AL  因为加了AL对喷管冲刷烧蚀加剧)8CM以上发动机 浅内孔 半端面燃烧(现在的RAP在稍微改变配方的条件下 药径28内孔10的药柱已经能燃烧1。6~2秒 所以半端面燃烧工作30秒甚至1分钟应该不很难)
小喷燃比(限制在120~150以下减轻发动机重量)
采用合金烧结喷管(普通的切削用钨钴合金即可 只是加工可能比较困难需要激光切割等)辐射散热
无控 依靠气动外型保持姿态(因为业余条件下的小航天系统不可能把推进剂对总质量的比例做的很大,所以安装飞控电子设备对于这样的小火箭将是非常头疼的)应该能把燃料用尽的发动机壳这个“垃圾”送到100KM了  呵呵
[s:182]
+400  科创币    科创论坛   2011-04-27   提供思路。
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27楼
http://news.xhby.net/system/2008/06/12/010274808.shtml

  2006年11月1日中国第一枚完全由本科学生独立设计完成的探空火箭“北航一号”发射成功后,昨天“北航一号B”探空火箭又承载着大学生新的梦想飞向蓝天。“北航一号B”全长2.50米,箭体直径0.18米,发射质量90公斤,发射高度1万米,有效载荷质量10公斤。
  此次飞行试验的目的是验证火箭的分离回收系统,将测量仪器发射到1万米左右高空测量大气平流层参数,并进行有效的回收。6分钟后,酒泉卫星发射中心的工作人员分别在距离发射点6.5公里和2.3公里处找到了火箭分离后的发动机残骸以及有效载荷部分,相关数据成功采集,飞行试验获得圆满成功。

474_18ac130370452413fa137a0214f7b.jpg
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28楼
引用第26楼xj198398xujing于2011-04-25 09:33发表的  :
如果单是想把载荷发射到100KM的话EHCO你自己应该可以弄了 呵呵
两级RAP或是7013  常规燃料 燃气或是燃气延时分离(不含AL  因为加了AL对喷管冲刷烧蚀加剧)8CM以上发动机 浅内孔 半端面燃烧(现在的RAP在稍微改变配方的条件下 药径28内孔10的药柱已经能燃烧1。6~2秒 所以半端面燃烧工作30秒甚至1分钟应该不很难)
小喷燃比(限制在120~150以下减轻发动机重量)
采用合金烧结喷管(普通的切削用钨钴合金即可 只是加工可能比较困难需要激光切割等)辐射散热
无控 依靠气动外型保持姿态(因为业余条件下的小航天系统不可能把推进剂对总质量的比例做的很大,所以安装飞控电子设备对于这样的小火箭将是非常头疼的)应该能把燃料用尽的发动机壳这个“垃圾”送到100KM了  呵呵
.......

算一下直径8cm的第一级飞出30km稠密大气层需要多少燃料

设采用恒定动压的速度曲线,起飞爆发加速到1马赫,然后高空持续爬升逐渐加速,保持动压基本不变。
如果是通常的固体火箭特性,短时间燃烧然后惯性飞行,由于在低空稠密大气中速度大,需要更高的总冲。

飞行器的头激波是斜激波,波阻比正激波小一些,假设实际波阻加上摩阻后接近于正激波的波阻。
正激波关系 k=1.4
P/P0=(1+(k-1)/2*M^2)^(k/(k-1))=(1+0.2M^2)^3.5
大气压与高度关系
P/P0=exp(-h/7924),h=ln(P0/P)*7924
为保持动压恒定应有hn=ln(Pn/P1)*7924
M=1    P1=1.89P0
M=2    P2=7.82P0=4.14P1,h2=11.3km
M=3    P3=36.7P0=19.4P1,h3=23.5km
M=3.5 P4=76.3P0=40.3P1,h4=29.3km
平均速度需要积分,粗略取中间值M=2,约680m/s,需要44.2秒

阻力按P1=1.89P0=2kgf/cm2,迎风面直径8cm,面积50cm^2,阻力100kgf
箭体按北航一号缩比,直径减小长度不变(细长的构型较为有利),约17.7kg
另外还有缓慢加速所需的推力,最终持续爬升段总共需要的推力>120kgf。

44.2s*120kgf=5304s*kgf,为持续爬升段所需的总冲

别说比冲为200的RAP,即使用比冲为300的液氧煤油也要17.6kg,仅仅第一级的燃料质量就达到了箭体的总质量。
如果用冲压发动机,燃料总质量10kg,5kg用于助推、5kg用于持续飞行,则比冲需达到1000s以上。

火箭越大受空气阻力影响的比例越小,实际能达到100公里的探空火箭要大到几百公斤。

“东方—1号”二级高空火箭,代号:505。又称:505探空火箭。
http://baike.baidu.com/view/2739085.htm
+1000  科创币    科创论坛   2011-04-27   鼓励结合理论依据提出意见。
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ehco(作者)
29楼
还有很长的路要走啊,希望KC能有牵头人,
分工协作,而又要有所纲领
各尽其能,聚众人之智慧。
一起让咱们的业余火箭事业更上一层楼。

先自报家门,电路设计和机械设计俺可以出一点力,AP基的药柱目前也差不多成熟了,愿意提供。
+1  科创币    jrcsh   2011-04-26   重点是免HX牌照阿
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30楼
个人认为RAP性能欠佳,必须进行改性。
我的PAP燃料力学性质有缺陷,目前无法攻克。
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2011-04-26 09:04:50
31楼
电路方面的设计我想试试,在众大神面前班门弄斧了。
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32楼
引用第29楼ehco于2011-04-25 23:14发表的  :
还有很长的路要走啊,希望KC能有牵头人,
分工协作,而又要有所纲领
各尽其能,聚众人之智慧。
一起让咱们的业余火箭事业更上一层楼。

先自报家门,电路设计和机械设计俺可以出一点力,AP基的药柱目前也差不多成熟了,愿意提供。


先估算一下达到100km需要做多大的火箭,装多少药
然后按照标准的流程把主要部件(包括推进剂真空浇注等工具)的设计、分析做一遍。
最后核算一下项目开销需要多少钱,包括找发射场发射的费用,可能高于其他所有开支。

不知道北航一号、二号在酒泉发射场发射一次要多少钱……
或者军方有没有其他小一点的发射场承接对外服务。
这些单位理论上不对外,但如果有项目合作关系未必完全不行。
上海一家做脉冲喷气发动机的小公司有多年前的产品在无人机上火箭助推起飞的照片。

实验方面,现有的实验规模已经达到法律和安全的极限,暂时不宜扩大规模。
+200  科创币    ehco   2011-04-26   能不能避开官方发射场啊,费用暂且不说,这样感觉自找麻烦。
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ehco(作者)
33楼
抛开费用和法规等,单纯从技术上总结一下以上几位的发言,有几个难点需要攻克。

难点1:高比冲燃料设计
包括高能燃料的配方,燃料柱的制作工艺。要有较高的效率,燃料比冲起码达到200以上。
军用燃料例如改性DB,业余条件很难保证安全。AP燃料在很多应用上取代了DB。基本上可确定采用AP燃料。
目前,焓熵版主已经基本上联系到能提供球形抗结块AP的货源。
而AP燃料中,以HTPB(端羟基聚丁二烯)AP复合燃料的比冲最高(大于260),但受业余条件限制,HTPB基本上无法买到。
聚硫橡胶AP复合燃料,液态生橡胶也不容易获取,硫化也是个麻烦事。
PVC-AP复合燃料的机械特性先天不足,而且PVC中含大量Cl原子,影响比冲。
RAP燃料,原料廉价易购,便于浇铸加工,国外测试实际比冲超过230,与国内早期资料207有较大出入。应该有应用前景。
但RAP的燃速过快,燃烧温度过高,也是业余条件要解决的问题。

难点2:高总冲发动机设计
微型业余火箭的发动机总冲很小,工作时间也短,因此不必过分考虑喷喉的烧蚀以及壳体强度的变化。
但是探空火箭第一级发动机的工作时间动辄几十秒到几分钟,而AP系高能燃料的燃烧温度都超过3000K,喷喉在这里不得不作为重要考虑的问题。
发动机壳体,为减小无效载荷,应该选择比强度较高而又有一定的高温耐受性的材料,按性能排列可以是碳-玻纤复合玻璃钢,玻璃钢,钛,7075-T6铝合金,现在坛友qix001正在打造玻璃钢发动机制作设备,期待获得良好的效果。
隔热层,从多次试验RAP来看,PVC管作为隔热层使用有良好的阻燃和隔热性质,可以考虑使用。

难点3:姿态控制
个人觉得这是难点中的难点,重点中的重点。矢量控制系统应该有耐高温,高灵敏度,高重复精度,2维运动。
刀兄说到除了矢量控制比较难可以慢慢搞,用燃气舵(V2用过)或者喷管二次液体注入(SITVC,在早期的固体导弹和日本的固体运载火箭上用过)方式。柔性喷管估计短时间内业余条件无法做到。希望大家积极思考,提出建议。

难点4:多级发动机
每级的总冲,时间等计算
级间分离,爆炸螺栓或什么方式,这个我不在行,高手补充

难点5:航电系统
制导系统,个人感觉惯性制导和GPS制导比较靠谱,电视制导的难度太大。处理器速度现在已经不成问题了,ARM,FPGA应该足以摆平,关键是算法。
通信系统,个人认为箭载无线通信系统并无多大意义

难点6:回收
何种回收方式?如何保证落点?
+1000  科创币    科创论坛   2011-04-27   不错的归纳。
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34楼
喷管有一种碳碳复合材料的工艺,
先用碳纤维制作成为骨架,然后真空浸渍沥青,放入模具里面,真空下高温碳化,然后高温高压石墨化。
当然各种关键都需要实验。。。
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35楼
引用第33楼ehco于2011-04-26 11:36发表的  :
抛开费用和法规等,单纯从技术上总结一下以上几位的发言,有几个难点需要攻克。

难点1:高比冲燃料设计
包括高能燃料的配方,燃料柱的制作工艺。要有较高的效率,燃料比冲起码达到200以上。
军用燃料例如改性DB,业余条件很难保证安全。AP燃料在很多应用上取代了DB。基本上可确定采用AP燃料。
.......


主要问题就是费用和法规

几十km高空发射不可能瞒过雷达(50年代发射探空火箭已经用了雷达观测),所以必须找正规发射场。至于场地费谁买单另说,北航一号的场地费不是北航买单。还有若干跟军方做无人机、小涡喷生意的民营公司,测试也是军方自己搞,公司不仅不花钱还赚钱。

为了解决费用和法规问题,很可能要考虑商业化,比国外业余爱好者更早的步入商业化。

如果设计出比中天的性价比更高的人工降雨火箭(不需要做出全尺寸样机),然后搞专利技术合作,也许就会有戏。
以前曾经有农民搞出安全炸药配方然后技术合作成功上了CCTV的案例。

说实话,合法买卖成吨的爆炸物真不算什么大事,一个小鞭炮厂的规模而已,不要自己把自己当贼。

KC已经黑了够久了,现在CCTV都上了,应该到了洗白的时候了。
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36楼
引用第33楼ehco于2011-04-26 11:36发表的  :
难点1:高比冲燃料设计
难点2:高总冲发动机设计
难点3:姿态控制
难点4:多级发动机
难点5:航电系统
难点6:回收

1:试试丙烯酸类树脂或者学学 导弹迷 以前试制成功性能优异(未公布配方)的膏体推进剂。
2:现有探空火箭的燃烧时间没有几十秒到几分钟,只有几秒到十几秒,其余时间滑行。这样会在空气阻力上消耗较多能量,但是发动机好做。
3:实在不行就不做,用尾翼+慢自旋稳定,大部分探空火箭都不做。
4:每级的总冲,时间等计算最好这几天就算出来,东西可以先做单级的然后再做二级(50年代北航这样搞)。
5:制导系统同姿态控制。小火箭的通信93已经做过;如果做高空火箭则涉及传输距离与功率、频段管制的问题。
6:回收系统的可靠性极其重要,曾有多次人工降雨火箭降落伞失效砸房子的事故。建议在发动机之前做(因为没有理论瓶颈和法律风险)。
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37楼
回 36楼(拔刀斋) 的帖子
1,最好是热固性或者是缩合性组分,导热性要低,密度要高。
2,采用2级火箭并联式,主火箭是端面或者半孔,助推器用十字孔。分离的话,用连接处的压力传感器检测助推器工作是否完毕。
3,可以考虑在头部设置4个微型H2O2推力器。电磁阀控制。或者干脆主火箭搞H2O2-N2H4液体。不过这个很有难度,意淫为主。
4,讨厌数学啊啊
5,3轴陀螺仪+3轴加速度计,2-4片单片机足够提供处理速度和分辨率。
6,考虑往大海发射算了。。。
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38楼
1~5参考历史上、现有的探空火箭和气象火箭
台湾探空火箭用天弓导弹改装,却拆掉了控制系统
http://tieba.baidu.com/f?kz=1009810696
6,往大海或者湖泊发射较为安全,但回收困难一些,甚至不能回收只能靠遥测。
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2011-04-27 16:02:33
39楼
慢燃RAP可以通过改变配方实现现在的RAP已经可以做到在正常发动机燃烧状态下燃烧速度下降到3MM/秒到4MM/秒(原始配方燃烧速度接近10MM/秒)也就是说30CM的燃料柱在半断面燃烧的情况下至少可以持续1分钟以上,添加少量AL的比冲也能接近260 做为探空发动机燃料完全没有问题
另外在初始阶段完全没有必要爆发到M1以上  因为在接近地表的空气密度下要突破音障并且在超音速条件下加速飞行需要消耗巨大的动力 这对于小的航天系统非常不利 包括航天飞机在内的大型航天器也都是避开0-15KM这段大气稠密区之后在加速突破音障的
我门可以考虑使用慢燃发动机在头1分钟里以亚音速飞行待一级发动机工作完毕抛弃减轻重量之后二级点燃在加速到M1以上
航电设备(包括测量和姿态控制)在这个阶段不能考虑安装 因为在这样简陋的条件下要增加1G的载荷可能需要10KG的火箭质量增加  如果需要的话顶多只能安装一个超小形无线发射机发射连续信号 在地面通过三角测量读取弹道信息
至于姿态控制可以考虑采用慢自旋 无控 方式这样所需要的额外质量最少(近期我计划尝试加工一个并联双或三喷管发动机 如果成功到时候可以通过偏转喷管角度实现自旋省略尾翼减少气动阻力)
+50  科创币    ehco   2011-04-27   厂长能透露如何降速吗? 还有您的数据是常压还是高压下的。
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40楼
至于回收 在100KM的条件下就算是经过了精密的计算在没有其他的设备的协助下回收的可能性几乎为0  所以没有必要考虑什么回收问题 发射这个火箭的目的仅仅是为了得到他的弹道数据并且验证实现100KM飞行的可能
当然 上面说的只是初级阶段的设想
在得到上面的数据之后经过改进也不排除在可控条件下把测量仪器送到100KM甚至更高的可能
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41楼
蛤蟆众里猎狐高手很多,所以只要无线电通讯可以保持,回收应该不是问题
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42楼
燃烧数据是高压下的  常压的没有意义啊 是分析发动机视频的出的结果 (因为燃速测量装置还没有修所以没法得到更精确的数据) 所以只能估计是在3到4之间
降速是通过添加惰性燃料和负催化剂实现的 比如加1%的碳酸钙燃烧速度就会大幅度降低
不过现在还没有弄清楚负催化剂的添加量与燃烧速度降低幅度之间的关系
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43楼
不用无线电通讯,用GPS+GPRS,落地后发送定位数据,见ipod气球航拍30Km
引用第41楼我说要有光于2011-04-27 16:17发表的  :
蛤蟆众里猎狐高手很多,所以只要无线电通讯可以保持,回收应该不是问题
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44楼
引用第39楼xj198398xujing于2011-04-27 16:02发表的  :
另外在初始阶段完全没有必要爆发到M1以上  因为在接近地表的空气密度下要突破音障并且在超音速条件下加速飞行需要消耗巨大的动力 这对于小的航天系统非常不利 包括航天飞机在内的大型航天器也都是避开0-15KM这段大气稠密区之后在加速突破音障的
我门可以考虑使用慢燃发动机在头1分钟里以亚音速飞行待一级发动机工作完毕抛弃减轻重量之后二级点燃在加速到M1以上


慢燃到这种程度有点过分了
喷管越小对烧蚀越敏感,厘米级喷管承受高能燃料烧蚀1分钟对材料的要求比大型火箭还高。
为什么不把火箭做大呢?大并不一定贵。如果说HX的问题,能飞到30km高度的东西都很HX。

做个慢燃的人工降雨火箭然后创业开厂卖,没准倒是能赚到启动经费和许可证。
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45楼
分工合作才是硬道理,楼主电路设计绝对高手中的高手,星空厂长,拔刀斋老大,虎爷等等等等老大各有所长。一个人十年搞不好的东西一个默契的团队也许只需要半年。俺,俺,俺技术方面没的聊,场地么?呵呵,如果实在没有合适的地方的话,,,,,,,,,,,,,,,也许会省去很多麻烦
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46楼
让虎哥搞个证开厂雇几个人做烟花爆竹卖
引用第45楼qix001于2011-04-27 18:58发表的  :
分工合作才是硬道理,楼主电路设计绝对高手中的高手,星空厂长,拔刀斋老大,虎爷等等等等老大各有所长。一个人十年搞不好的东西一个默契的团队也许只需要半年。俺,俺,俺技术方面没的聊,场地么?呵呵,如果实在没有合适的地方的话,,,,,,,,,,,,,,,也许会省去很多麻烦

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47楼
回 44楼(拔刀斋) 的帖子
记得近地音速是340,在高空比如20KM的当地条件下音速是多少?
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48楼
记得以前有一种蒸发散热喷管,泡沫钨骨架里面浸泡铜,蒸发铜散热,当然我们可以考虑相似的原理。
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49楼
回 11楼(jetliao) 的帖子
关于铝粉的问题我提出点建议 所有含铝粉的都不很现实 (至少在没有足够资金支持的情况下) 现在的铝粉工业生产的都没有干法制造的……除非定制… 具体原因比较复杂不做解释  除非自己有足够大的真空干燥机 那样也无法回避清洗铝粉后氧化或于水反映的问题   成本上我估计达到所要求的纯铝、600~800木、冲捣、干法、这大概按照吨计算也需要大概25万人民币1吨  保存条件更是困难 只能现用先制造  还有燃料 现在AP燃料来源无法解决  结晶状的工业99.5%的AP现在也需要30~40一公斤 这还容易受潮 ,颗粒的个人感觉不适合  还需要粉碎

在说一下关于材料的问题……话说这又回到了钱的问题上  只要能找到足够的资金来源其实都解决了   重点就是资金 [s:240]
反以我个人的浅见我认为想上天就要借鉴伊拉克那门被拆借的大炮  

2级火箭我认为就足以   具体数据需要会同一下懂物理 的 懂什么的很多人汇总一下 ……

我就是提出个想法  只是想法  物理知识欠加  
只是觉得先把火箭装“弹杯”然后在火箭点火的+0.00XXX秒起爆发射药  我觉得以现有的技术以及资金 加速到1500M/S脱离炮口这种速度还是可以实现的  然后以这初速 能节约很多燃料吧?
距离传说中的7900米/S可能就不远了 不过这东西是如何确定轨道高度的 ?如何在发射过程中改变姿态?  不懂……继续围观………………[s:256]
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50楼
莫非LS考虑了增程火箭?
重新看了看标题,集体研发一枚高技术火箭,目的只是想为了发射太空垃圾?
如果不先确定指导思想的话,很可能会迷茫,毕竟还是大投入大工程~
继续围观各位的观点~
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