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t34082
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一个关于不利用舵面的火箭姿态控制的设想
2011/06/07
IP:浙江
今天在看https://www.kechuang.org/t/33894,发现虎哥提出了几点舵面进行火箭姿态控制的缺陷
然后我便想到了类似矢量推力这样的技术——很明显,我们坛子里实现这个技术很困难
最后我想出了一个类似PAC-3用的动能拦截弹头使用侧向推力技术的方案(但我不需要加装那么多的固体发动机,只需要4个航模用电动涵道发动机,总重约200g,但个人以为该方案的缺陷为需要12cm以上直径的火箭才能采用该方案)
因为本人不会3D建模,所以这些图各位KCers凑活一下吧
如图,为该姿态控制舱段的俯视图
2.png
四个矩形即四个涵道发动机

1.png
这张图为姿态控制舱段的外观,红色部分为进气到得整流罩,绿色为涵道发动机的喷气出口,整流罩内部可以放置控制使用的单片机或者涵道发动机所用电池以充分利用空间

首先整个火箭需要采用类似布拉莫斯的机头进气来为姿态控制舱段的四个发动机提供气流
试想,当火箭高速飞行时,涵道发动机会高速空转,因为是对称布置,所以对火箭姿态无影响
当火箭需要进行姿态修正时,可由单片机发出指令,接通其中一个方向上或两个方向上的涵道发动机电路

但接通涵道发动机有两种方案,需要各位进行讨论,哪一方案想过更好
方案一:电机的转动方向顺应空转时的方向,加快此发动机的喷出气流速度
方案二:电机的转动方向与电机空转时方向相反,减慢发动机的喷出气流速度
两者疑似都可以使火箭两侧产生的推力不同,但不知哪一方案更具有优势

PS:网上查到每个涵道发动机最大可产生70N的推力
+1
科创币
jrcsh
2011/06/07
61
+800
科创币
科创网
2011/06/07
系统、详细的提出新观点。
-5000
科创币
科创网
2011/06/07
兑换学术分
+1
学术分
科创网
2011/06/07
兑为学术分
15
zhaokenb作者
15年7个月前IP:未同步
298888
3楼
回 1楼(litianyue) 的帖子
对于第一个问题,自制阀门的想法我也想过,只是这个启动虽然快,但最要命的是当姿态修正完毕后,因为火箭高速飞行,阀门难以关闭或难以开启,会导致火箭失控,而风扇之所以会漏风所以才采用风扇,这样更便于控制,否则材料强度将无法保证,所谓“以柔克刚”[s:245]
而第二个问题,因为原先电动机处于空转状态,已经处于很大转速的状态下,所以加速或者减速所需时间都很小,我反而觉得方案二改变速度的反应时间可能会更快一下
关于直径的问题,LS忽略了一个问题,方案中是四个电机处在一个高度的平面上,中间还有一块区域用来进气,所以所需直径≈单个电机厚度*2+单个电机直径,按LS提供的数据,所需直径也在9到12cm左右

至于气动性这个问题并没有考虑过,希望有物理方面的高手来做一个解答
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zhaokenb作者
15年7个月前IP:未同步
298907
7楼
回 5楼(ltl) 的帖子
气瓶有些太重了,而且有占地方,其实我倒是想过用氢氧化钠和铝粉来产生氢气以产生推力,这样质量也小,只是如何停止产气是一个问题

回6L,其实火箭在飞行的时候,电机虽然没有通电,但已经产生推力的(进气道进来的气流通过了电机),只是4个电机的力合力为零,若电机反转,会使其中一侧的推力突然减小,因为电机一通电,线圈产生磁场,会迅速降低电机转速从而大幅降低通过气流量,使推力减小
最近要会考了,这些东西最近没有时间看了
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zhaokenb作者
15年7个月前IP:未同步
298909
9楼
回 8楼(hefanghua) 的帖子
电池容量并不需要很高的,因为电机总的工作时间也不会超过20s的
矢量喷管这个技术难度很大的,连美军和苏联人都是花了不少时间和资金才研制出来的,我们业余条件很困难的。
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我也是有底线的