航天技术喷气推进
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50mmJ级火箭发动机的测试与数据采集
qharryq 2012-12-18 20:12:03
嗯,月考逼近,时间不多,废话少说。
上周末抽空到野外进行了一次50mmJ级发动机的试车,并采集了相应的数据,总体上来说比较成功。

所用的拉风牌发动机参数如下——
发动机内径:50mm
燃烧室长度:220mm
设计耐压:25MPa
喷喉直径:9mm
拉喷扩张比:10

所用的KNDX(65/35)药柱参数如下——
外径:46mm
内孔直径:10mm
单段药柱长度:55mm(共四段)
燃料总质量:610 g
隔热层:50mm规格PVC

用NAKKA大神所制作的SRM内弹道模拟软件模拟结果如下——

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                           (推力-时间 图像)

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                     (压力-时间 图像)


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如上图所示,模拟结果——
总冲:774.8 N·s
比冲:125.7 s
平均推力:40.5 kg
工作时间:1.925s

发动机静静的竖立在测量数据用的100kg级别台秤上——
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发动机近照。喷喉处用橡胶粘接氢氧化铝包覆,利用氢氧化铝高温分解特性为工作中发动机的喷喉有效降温——
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一号摄像机(视频建议调为高清):
点击此处查看视频

发动机开始产生推力(0.04s)——
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发动机达到最大推力(0.16s),推力已经超过了100kg台秤的量程,此时显示的推力约为125kg,实际推力大于此值。可以确定有马赫环,可以烟雾太浓看不到额[s:278] 。——
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工作后的发动机内部,隔热层完好——
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试车后的喷管,粘附多残余物——
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试车后的橡胶-氢氧化铝(25:75)降温层,靠近喷喉处有明显分解痕迹——
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试车总结以及分析:

视频分析记录下44个推力-时间数据点,用excel作图得到发动机试车数据————
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实际测量相比用SRM模拟的数据,
实际峰值推力(>125kg)       远大于        模拟峰值推力(58kg)
实际工作时间(1.76s)            短于           模拟工作时间(1.925s)
实际发动机总冲(>700N·s)   小于           模拟总冲(774N·s)
实际平均推力(>39kg)          略小于       模拟推力(40.9kg)
实际比冲(>117.2s)             小于            模拟比冲(125.7s)

实际发动机工作效果与模拟结果产生差异的原因有以下几点:
1、实际发动机工作状况测量不准确,由于工作推力超出台秤量程,测量值偏低。
2、根据以往SRM作者使用此模拟软件经验,发动机实际工作效果普遍比模拟结果要好。
3、药柱制作过程中未能排净其中气泡,导致发动机工作时喷燃比骤然增大,导致工作时间变短,峰值压强、推力猛增(发动机有爆炸危险)。
4、点火为深内孔点火,但由于没有使用点火药包而是将点火药从喷口处灌装,整个药柱内孔壁粘附点火药,点火时整个内孔同时点燃,导致发动机在比预计更短的时间内达到更高的压力、推力(工作0.12s后即达到了80kg推力),并缩短了工作时间。

总之,此次发动机工作效果良好,达到预期目标,与SRM模拟软件吻合程度较高。为了使制作的发动机工作效果与SRM模拟软件模拟效果更接近,提以下几点建议:
1、正确使用模拟软件
2、用标准配方以及方法制作药柱,并尽可能的排净药柱内气泡。
3、点火使用含适量点火药的点火药包。

由usercim大神汉化的SRM内弹道模拟软件地址——
http://bbs.kechuang.org/read-kc-tid-22923.html

国外NAKKA大神制作的原版SRM内弹道模拟软件下载地址——
http://www.nakka-rocketry.net/soft/SRM.zip

PS-
最后秀一下灰常凶残的拍摄器材
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+20  科创币    delete   2012-12-18   惊现Q版主,有金属机的有钱淫。
+50  科创币    delete   2012-12-18   好久不见了
+50  科创币    673207259   2012-12-19   妈呀!爽死了!QQ果然收购到鸡鸡了!还转行开始做火箭了!可喜可贺啊未来又多了以为火箭神
+1  科创币    kight11   2012-12-19   出环了?
+50  科创币    xj198398xujing   2012-12-19   在此工况下膨胀比刚好 如果换成RAP必定能看见环了
+48  科创币    猎鹰   2012-12-19   
+50  科创币    wuym   2012-12-19   发动机好眼熟
+50  科创币    极度深寒   2012-12-20   long time no see
+4  科创币    delete   2012-12-21   楼主啊。。伟峰的6662A可支撑不起这台机器。还是换个曼富图之类的好架子吧。到时候倒了哭。
+25  科创币    lv   2012-12-22   好久不见Q版。。。能给个视频地址吗?
+41  科创币    delete   2012-12-23   
+10  科创币    第七骑士团   2013-01-02   硝糖看不到环,不过没事,喷嘴的长度也正好,很吊。
2012-12-18 20:30:42
1楼
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[s:220]你的摄影器材吓到我了 。
2楼
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LZ的声音萌啊!萌啊!好萌啊!设备吓到我了。
3楼
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[s:274]羡慕嫉妒恨楼主的摄影器材。
4楼
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楼主能否介绍下那个灰常凶残的拍摄器材的性能参数?怎么搞到的呢?价格多少?
5楼
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发动机好眼熟
+1  科创币    qharryq   2012-12-21   哈哈,浓哥也玩过这台发动机怎么会不熟呢?
2012-12-21 10:26:51
6楼
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羡慕摄像机啊,我一直拿手机拍的,那叫一个差啊
qharryq(作者)
7楼
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额,偶错了,不该发最后一张图片的,重点全被忽略了。。。
摄像机是找学校借的,可以拍1080P的50帧高清视频、20被光学变焦的索尼低端专业机。听说是学校5万搞来专门用来给老师拍授课视频评职称用的,这段时间摄像机闲着没用我就搞来了。。。
8楼
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楼主啊。。伟峰的6662A可支撑不起这台机器。还是换个曼富图之类的好架子吧。到时候倒了哭。
伟峰的承重数据水分大。。。
+1  科创币    qharryq   2012-12-24   学校用了这么就木有问题,我RP不会这么差的。。。
2013-1-2 00:25:19
9楼
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虽不明,但觉厉啊
看完先顶,再看视频
10楼
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燃料打洞的时候应该用星星形状,这样发动机可以一直保持在最高效率。不然产气量低于气体可以在喷嘴内部膨胀的话,多余的喷嘴长度反而不好。不过已经很厉害。
11楼
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表示只能拿着3D相机拍的路过转2D后像素渣爆了[s:275]
2013-6-9 01:03:04
12楼
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你看如果能用的话,快递给你。设备舱内径最少85MM才行。
187671
  187672


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+1  科创币    猎鹰   2013-06-09   庞大的设备啊!

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