【廣局神作】RNX-75規格發動機試車
廣局KCSA-301研究所,目前已經進入了最後的衝刺階段,爭取每週一帖的進度……

今日下午五時許,KCSA-301的四名成員前往“沙地”測試廠進行75規格RNX發動機試車,成果喜人~~

該臺發動機,從設計到製造花費了一個多月的時間,其中從結構設計,到各類零件的加工都下足了功夫,焓熵表示“大家辛苦了~”

好,不說其他的了,現在就來對此次活動的歷程進行介紹……

首先這次的發動機設計工作主要由我負責,總結之前的發動機事故和不足,我覺得在發動機的燃氣密封上應該狠下功夫

因此,這次在設計的時候,特意在主要轉接處進行了矽橡膠多層密封的設計
(白色為PVC隔熱殼體,紅色為金屬連接處的梯形絲牙,黃色則是矽橡膠密封圈及密封墊 )
1.jpg


為此,我們還特意使用CNC對星孔藥柱端面的矽橡膠密封片進行了開模製造,以下為粗模
2012-05-31 11.42.05.jpg


之後進行220目油石打磨
2012-05-31 11.45.36.jpg


400目粗打磨
  
2012-05-31 14.55.46.jpg


由於,矽膠片的表面精細程度要求不需要太高,因此就沒有進行鏡面處理,直接用數顯銑床進行插銷位鑽孔
  
2012-05-31 14.04.24.jpg


最後,在200℃高壓硫化床進行高溫硫化操作,成型脫模
2012-06-02 15.12.36.jpg


最終的產品,相當和諧~~
2012-06-02 10.55.59.jpg


此帖未完,下面更有精彩內容~
+1  学术分    拔刀斋   2012-06-03   感觉像航天飞机助推器……而且做的更认真
+1  科创币    jrcsh   2012-06-03   又进一步了
+1  科创币    gongluzhu   2012-06-03   和谐之作啊
+49  科创币    delete   2012-06-03   
+10  科创币    mnsmns   2012-06-03   
+50  科创币    673207259   2012-06-03   又出神品啊,焓熵v5
+200  科创币    qharryq   2012-06-03   尼玛啊,2500+的总冲,75的发动机太暴力了啊! 工艺得大赞!非常认真仔细,快赶上军工了。
+200  科创币    ehco   2012-06-03   
+49  科创币    火箭爱好者   2012-06-03   亮了
+50  科创币    20!Dopaminor   2012-06-03   
+50  科创币    旗舰   2012-06-03   
+50  科创币    乖雪狼   2012-06-03   对于那么粗壮的机机,我都不知道说什么好,除了膜拜还是膜拜!
+50  科创币    ca-139   2012-06-06   这膜真和谐。。。
+1  科创币    冥灵   2012-06-12   
来自 喷气推进
 
2012-6-3 00:29:43
焓熵`(作者)
1楼
精彩繼續……

之前製作出來的RNX藥柱,這次用的是E57和GCC137為粘合體系,少量HTPB進行力學改性,配以車床和CNC做出的星孔藥柱
2012-05-05 19.23.24.jpg


4根備用,每根規格都是200長度
  
2012-05-18 21.14.18.jpg


嘎嘎~   今天中午,備齊所有裝備
2012-06-02 11.24.05.jpg


發動機數據如下:

殼體材質:40Cr
噴口堵頭材質:45#
噴吼材質:熱解石墨(可千萬別小看這東西強度,簡直要命)
有效燃燒室長度 600mm(不包含密封件厚度,單純燃料長度總和)
發動機內徑:73.5mm
發動機外徑:86 mm
設計耐壓:98.1MPa (初次測試,就高些了,以後等數據出來就可以慢慢車薄)

數據採集設備:

KCSA-301 V1.1版高速數據採集卡(由Warmonkey設計製造)
KCSA-301 T-20125 中型固機試車平臺(由焓熵`設計製造)
中航L6G 750kg行程應變片  200Hz採集頻率 (多謝大老虎支持)
PTB503  32MPa  1000Hz 採集頻率

開始組裝~~

焓熵說了“藥柱啥的,大朗頭伺候”
  
IMG_8961.JPG


嗯嗯,好的很~沒有偏心
IMG_8964.JPG
  

來一張RNX菊花圖~~ 話說挺不錯的
2012-06-02 14.44.26.jpg



這東西實在太重了,還是上卡盤解決問題
IMG_8968.JPG


不行! 還是要水管扳手……
  
IMG_8970.JPG



測測重量…………  我勒個去,嚇死人~~14.9kg
1.jpg


出發~  咱們去“沙地”測試廠……   可憐的我,只能人貨混運\了
  
DSCF8874.JPG


好大一包銀藥啊~~
2012-06-02 16.48.02.jpg


會會牌,冷卻系統
  
2012-06-02 16.57.48.jpg


最後的全景唉~~
  
2012-06-02 17.09.23.jpg


測試後的噴口,感覺還過得去
IMG_8975.JPG
  

測試裝置全圖
IMG_8976.JPG


噴口擴展段特性,有不少碳沉積物
IMG_8979.JPG


Warmonkey倒出推壓力曲線
RNX_75_curve.png


最終結論:

此台75規格RNX發動機,工作時間越6s
總沖2554.0436N*s
比沖由於藥柱質量暫不確定,以後補上,粗略估計的值有些低,只有90.6708s
峰值推力>100kg
點火壓力:2MPa

發動機工作時間較長,噴燃比略低,並且有部分時間處於尾焰無推力狀態,失壓工作

改進辦法:
1.提高設計噴燃比
2.縮小噴口喉部直徑

設計噴燃比曲線
2.jpg


後續還有噴口灼噬報導,現在開閘放水~~

視頻來咯~~
点击此处查看视频
IMG_8950.JPG

IMG_8961.JPG

+1  科创币    delete   2012-06-03   很好,明天去参观参观
+200  科创币    kevin   2012-06-12   很好狠强大!!!!
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2楼
很好,明天去参观参观
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3楼
RNX_75_curve.png
+1  学术分    ehco   2012-06-03   默默无闻工作者
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4楼
看视频,发动机工作快结束的时候尾焰是斜着喷的呀,真的上天的时候会不会造成火箭偏航?
另外发动机压力也不高呀,如果再跑高点,比如10MPa,推力会不会更狠?[s:274]
还有看推理&压力图,为什么推力会滞后于压力呢,感觉这比较奇怪
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5楼
回 4楼(10班陈大葱22号) 的帖子
祝贺75RNX发动机试车成功,石墨喷管试验成功。

在压力偏低,燃气过度膨胀的时候有可能(不一定)出现不对称的流体分离,气体只沿喷管一边流动。推力方向会偏,会造成偏航。
银药燃烧过快还来不及点燃内孔就喷出去了,导致点火有些慢,推力上升也慢。解决点火问题之后估计推力曲线会好很多。
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6楼
回 5楼(拔刀斋) 的帖子
记得浓浓说过,TB上面的6m/s的快引点RNX无压力,不知可否推广
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7楼
回 6楼(乖wall) 的帖子
期待图片和视频
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焓熵`(作者)
8楼
繼續繼續~~  不能閑著…………

晚上回到KCSA-301之後,俺和猴子同學進行了發動機屍檢工作~

噴口打開,發現沉積物很多
2012-06-02 17.57.08.jpg


石墨啊石墨~你還健在啊啊啊…………  這個情況很好,打消了老虎的顧慮
我不得不說,石墨這個東西太難拆下來了,最後只能全部敲碎,才能一小塊一小塊的翹下來
2012-06-02 19.13.38.jpg


噴口收斂段與石墨轉角處,石墨的弧面被沖刷成平面了
2012-06-02 19.25.42.jpg


菊花無處不在~
2012-06-02 21.04.20.jpg


用砂紙清洗完之後,發現收斂段的金屬被沖刷了不少,出現了星孔形狀的凹陷
  
2012-06-02 21.19.46.jpg


堵頭處,密封圈完好,表面略有沉積物
1.jpg


  
2.jpg


殼體內部完好,靠近堵頭處有沉積物
3.jpg


內部略有微量沉積物
4.jpg


清洗噴口收斂段的時候發現了很嚇人的一幕,由於沖刷嚴重,在噴吼處,金屬沉積到了石墨上,
形成了薄薄的一層金屬層,這層沉積物一直延續到擴展段轉角處
5.jpg


慘不忍睹的隔熱層…………歸其原因,是因為發動機內壁無法加工,只有73.5mm內徑,所以車去了不少PVC,導致最後的隔熱層厚度只有1mm
1.jpg


結語:此次發動機測試總體來說相當成功,但細節設計上仍有需要改進的地方

首先,從燃燒而言,此次發動機的工作壓力較RNX常用的工作壓力略低,這是由於設計時,噴燃比曲線設計留下的。
另外,在設計過程中沒有中和材料原料規格的因素,因此出現了隔熱層過薄的情況,在以後的大規格發動機中,將採用環氧樹脂複合材料進行刷塗隔熱
除此之外,在材質的選擇上,45#已經難以勝任噴口這一零件,在以後的製造中,均將換成40Cr材質製造噴口,並進行熱處理
在噴口收斂段和擴展段上,此次在收斂段採取了拋光處理,但由於時間因素,此項環節仍然沒有做到最好,還是略有車加工時留下的細微刀紋,在以後的製造中,均採用200目,400目,800目,1200目,最後使用拋光砂紙進行全面打磨,以消除刀紋對氣流的影響

最後來一張會會的邪惡點火器~
  
6.jpg
+1  科创币    坚定的潜水党   2012-06-03   已搬运至AB两站,有去这两个ACG站的童鞋可以去顶一下
+49  科创币    冥灵   2012-06-12   以后一定会做的更好~
+10  科创币    kight11   2012-12-13   建议考据在喷管处安装膜片,这样没达到工作压强前气体不会泄露,加速点燃过程,降低燃气浪费。
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9楼
贵州局发来贺电,除了压力曲线和喉口冲刷外,都很成功啊!大赞,国内业余界最大号的发动机了~
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焓熵`(作者)
10楼
回 9楼(ehco) 的帖子
應該還不是吧……

不知道老漢那顆打衛星的RNX是什麼樣的規格?

唉,應該好好學習一下老漢的指導方針“RNX噴燃比一定要上800啊~”

設計的時候只考慮到了星孔噴燃比逐漸增加,但是沒有考慮到燃燒室空間也增加

所以擬合一下噴燃比曲線和發動機工作曲線應該就可以很好的得出一個比較令人滿意的設計了
+1  科创币    猎鹰   2012-06-04   我记得老汉有一个20KG的
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11楼
設計的時候只考慮到了星孔噴燃比逐漸增加,但是沒有考慮到燃燒室空間也增加


亮了
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12楼
回 10楼(焓熵`) 的帖子
严重烧蚀的那一节隔热层在发动机里是什么位置?
点火缓燃时容易因为药柱各部分开始燃烧的时间不同,最先点火的位置最先燃尽而烧穿隔热层。

刚开始做非金属RNX发动机的时候频繁出现烧穿,后来用粒状BP做点火药包,点火充分就没问题了。
粉末点火药燃速太快,瞬间产生的压力高、热量作用于药柱的时间短,容易爆炸而且点火效果差。
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13楼
刀版说的对,大的火箭也是用粒状药,就不知BP燃温够不(有两千多度,应该是够了),不然还可以用高氯酸盐做的黑药,还可以加少量铝粉,碳火星的点火能力还是不错的。不要烧得太快,让药粒分散到药柱内孔表面燃烧,均匀受热。还有就是把药包放到靠近堵头一端。
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14楼
Re:回 9楼(ehco) 的帖子
引用第10楼焓熵`于2012-06-03 10:08发表的 回 9楼(ehco) 的帖子 :
應該還不是吧……

不知道老漢那顆打衛星的RNX是什麼樣的規格?

唉,應該好好學習一下老漢的指導方針“RNX噴燃比一定要上800啊~”
.......

燃烧室容积与药柱燃烧面积有何关系?
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焓熵`(作者)
15楼
糾正一下之前發帖的錯誤

此次發動機的星孔噴燃比設計只有450~620
曲線如下:
1.jpg



改進後的設計曲線:
2.jpg
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16楼
恭喜,提升余地很大。
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17楼
回 15楼(焓熵`) 的帖子
前面max kn 570的图是错的?
+1  科创币    焓熵`   2012-06-03   是的
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18楼
对于那么粗壮的机机,我都不知道说什么好,除了膜拜还是膜拜!
+1  科创币    猎鹰   2012-11-11   刚刚我才膜拜了你做活塞运动的液机。
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2012-06-04 18:34:46
19楼
财主的机机果然神器    膜拜
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2012-06-05 19:42:34
2012-6-5 19:42:34
20楼
求视频地址
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2012-06-10 00:25:01
2012-6-10 00:25:01
21楼
视频没法放额……
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2012-06-12 08:29:26
2012-6-12 08:29:26
22楼
以后一定会做的更好~
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23楼
为什么关于这本书------《固体火箭设计与制造》的帖子都看不了?我想看看买一本啊[s:226]
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2012-06-18 16:41:44
2012-6-18 16:41:44
24楼
发动机壳体使用钛合金应该可以减少一点死重
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25楼
回 10楼(焓熵`) 的帖子
貌似喷燃比100出马赫环,为何没看到
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2012-06-22 12:55:04
2012-6-22 12:55:04
26楼
发动机做的很好,加油啊!
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2012-06-25 20:13:19
2012-6-25 20:13:19
27楼
音乐好好听~~什么名?LZ一个点火头就有50公斤推力,膜拜 雷 噶然
+1  科创币    wenrui   2013-02-12   音乐是Fort Minor的Believe me
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2012-07-19 18:42:43
2012-7-19 18:42:43
28楼
做得不错啊,就是不知道能飞多远
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2012-10-09 12:36:01
2012-10-9 12:36:01
29楼
你们可以出售发动机赚点经费!!![s:316]
+1  科创币    猎鹰   2012-10-09   有人买嘛?
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2013-01-12 17:42:37
2013-1-12 17:42:37
30楼
祝贺75RNX发动机试车成功,石墨喷管试验成功
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2013-07-17 21:54:46
2013-7-17 21:54:46
31楼
从尾烟可以看出来推力一般      况且才这么点时间能飞多远 ??
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2013-07-18 00:03:03
32楼
回 31楼(侬文成) 的帖子
神州飞船 房子那么大的 火箭工作也才几分钟 姐姐满足了
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33楼
回 楼主(焓熵`) 的帖子
【小白疑问】银药是啥百度不到TAT,祝贺发动机试车成功,另:视频真心好像V2发动机试车= =
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2013-10-14 00:06:29
2013-10-14 00:06:29
34楼
大力支持小焓焓!!!
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2013-10-17 00:31:50
2013-10-17 00:31:50
35楼
啧啧…这做工,定是费了一番心血!想必楼主肯定废寝忘食过!
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