最佳固液火箭发动机燃料棒内孔设计方案(原创)
通常许多人会认为适合固液混合火箭发动机的燃料棒因该是横面燃烧,其实不然,圆形内孔的燃烧反而是最合适的。如果你不相信我可以给你两分钟时间看一下推导就能改变你的看法。
首先不得不提的是固液火箭发动机固体部分的推移速率的公式。
固液火箭计算器.jpg
从这个公式中会发现,当氧化剂流量不变时,固体燃料间的燃烧面积会随着燃料的燃烧而变大,也就会造成燃料的推移速率降低,使得离开最佳氧燃比。


通过这个公式可以推导出当燃烧内孔为圆形时的燃料流量公式。
    
(当时在推导时忘记了乘以密度。。。。。。额,蛋疼啊。。。。。。。。。。。不过密度为常量对整个方程的变化不会有影响。)
推导过程.jpg

此公式的推导完成,下面使用excel软件绘制出燃料流量的函数图象。

当n为0.5时,图象为一条直线,此时为最佳数据。
0.5.jpg

这是n为0.55时的图象。
0.55.jpg

这是n为0.58时的图象(也就是PE燃料的图象)
0.581.jpg

这是n为0.68时的图象(也就是HTPB燃料的图象)
0.68.jpg


大部分的燃料的n值在0.4-0.7之间,因此使用圆形内孔可以满足要求。

在开机的瞬间,燃料的推移速率会非常大,也就是说时间会很短,短时间的氧燃比不合适对总的效率影响又不大,在设计时可以采用后面的燃料流量进行计算。(本来画出流量与时间的函数最直观,但是图象画起来比较麻烦)

其中还有一个大的问题就是固液火箭的推移速率很慢,通常在0.3mm/s-2mm/s,很难满足大推力发动机的要求,如果使用单孔就很难完成(除非添加大量金属粉末或者氧化剂,但是在业余条件下实现较为困难)
为此使用多孔药柱将是合适的选择。多孔药柱的设计将会在几天后发布。




老规矩:

u11072216113149004.jpg
+1  学术分    拔刀斋   2012-10-05   祝贺解决固液火箭发动机内弹道计算问题,突破技术难题
+100  科创币    qg2010   2012-09-12   高质量发帖
+200  科创币    ehco   2012-09-12   .。
+50  科创币    delete   2012-12-02   目前论坛上感觉理论方面研究的不多,鼓励!另外两个小姑娘很可爱。
来自:航空航天 / 喷气推进
8
 
lincel
9年10个月前
1楼
小女孩儿还没有成年就不要拿出来控了吧[s:274] 。 请教,字母上加一点或者两点是什么意思? (先评论下,技术类评论交给楼下吧),
+1
科创币
猎鹰
2012-09-12
歪楼了
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bg8npk
9年10个月前
2楼
sandy mandy双胞胎,弯弯的[s:178]
+1
科创币
猎鹰
2012-09-12
歪楼了
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拔刀斋
9年9个月前
3楼
燃料退移速率受气流影响,直径越大燃速越慢,起到补偿燃面变化的作用,赞
看来BH2#用的星孔等面燃烧药柱不是最合理的方案、丹麦HEAT-1X用过的多孔“蜂窝煤”药柱效率更高。
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不满19的娃
9年9个月前
4楼
回 2楼(bg8npk) 的帖子
飞机场[s:272]
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凤凰院hark
9年7个月前
5楼
福利好!!!
内容也很详细呢。。。
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绘梦工坊
9年7个月前
6楼
回 2楼(bg8npk) 的帖子
单眼皮。。。
话说这个是推出来的吗?
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badboy-fly
9年7个月前
7楼
L歪歪了看来规矩要改改才行了[s:275]
+1
科创币
猎鹰
2012-12-01
发虎哥的照片怎么样?
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