石蜡基燃料的简介：


由于石蜡能够在较低的温度变成液体，然后液体被吹入燃烧室，因此具有极大的推力，可以使得燃料棒的结构更加简单化，特别是和氧化亚氮配合，推力曲线是一条完美的直线，在设计与优化上较为简单。





这是N2O-paraffin在恒流情况下的燃料流量，是一条完美的直线，用在火箭上面非常好，只不过氧化亚氮的价格昂贵，而且安全性不好，也就限制了发展。


我之前在测试再生冷却式液氧石蜡发动机时，石蜡表现出了极高的推移速率，在4s内全部燃烧完毕，也就造成了氧燃比严重偏小。而HDPE在相同药柱外形的情况下，氧燃比就算大了两倍也要超过一分半钟才能烧完。（通过火焰可以发现氧燃比严重偏低，而喷管出口出现了严重的欠膨胀，也就说明了流量没有达到设计要求，无法产生足够的喷注压降，燃烧室实际压力比设计值偏高。）


这台发动机设计是使用七孔HDPE，而这次测试用单孔石蜡，为了保证原先的喷管正常使用将药柱的长度进行了缩短，同时加大了燃烧室的容积，可以使燃料完全燃烧。如果使用原先的长度，单孔可以产生1000N+的大推力。
  
  




石蜡基燃料的危险性：
在很早之前有人测试过AP-paraffin（石蜡）固体燃料，在点火后出现了爆轰现象。

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由于石蜡的燃速极高，如果使用再生冷却会使火箭结构复杂，而且工作时间非常短再生冷却的优势也不能发挥出来。于是我在后面的测试中是直接将液氧喷注进入发动机，但是却出现了爆轰。

使用在喷管处点火，并不是在发动机后部点火，原因是发动机及药柱太小了，点火器在插进去的过程中很容易坏掉，而且发动机拆装很麻烦。
这种点火方式在液氧据甲基丙烯酸甲酯的测试中非常成功，而且很安全。


在视频中可以发现，这种方式最大的问题就是点火到全部点着需要较长的时间。
点击此处查看视频

PMMA原帖地址




后来我直接把这种方式用于石蜡燃料的测试，结果出现了爆轰现象。（开机的流量也不是很大）
由于相机没电了，没有留下任何视频资料
发动机喷管和喷注器被完全炸飞，由于之前壳体的设计耐压足够，并没有明显损伤，壳体被炸飞到前面的草丛中，成功捡回来了。




被炸毁的试车台固定螺杆





用于阀门控制的同轴电缆被炸毁



炸毁的推力传感器（貌似是刀兄准备送给浓浓的。。。。。。。。）


在试车台后面用于固定传感器的木板





角钢焊接的试车台被完全炸毁











还算幸运，壳体并没有严重损伤


壳体在飞出去时被固定螺杆划伤的痕迹



液氧储罐的隔热层也有损伤



通过与之前成功的测试相对比分析出爆炸原因有以下几种可能性：
1.碳素钢的后部和喷管在低温下脆化发生爆炸。


2.液相爆轰：可以分成以下两种可能性
               1.点火方式不对造成后部液氧的累积，发生爆炸
               2.没有足够的汽化室让液氧汽化

3.流量过大，发生汽化造成压力过高





[hr]为了得出准确的爆炸原因，准备做第二次测试。为了保证安全（说白了就是没钱拿去炸了），这次测试没有安装喷管，而是将燃料棒直接固定在发动机壳体内部 ，测试压力0.3MPa，点火依旧采用前部点火。
为了保证人的安全，发动机被砖块挡住并且压在下面。
这次点火依旧出现了爆轰。燃料棒被射出，强大的后坐力使试车台出现了损坏。




















由于这次没有安装喷管，损失不是很严重。

爆炸时的现场



在现场捡回的部分PVC隔热层碎片






由于金属试车台被损毁，这次使用的是最开始的木质试车台。（经过测试40kg完全没问题）





强大的力量让黄铜的三通和不锈钢管道损坏





液氧储罐的液氧加注口的管道被摔断



还算幸运，发动机的螺丝和下面的堵头没有损坏。





通过第二次测试排除了以下爆炸原因。
1.流量过大导致
2.碳素钢低温脆化




现在原因确定为以下两点：
1.没有再生冷却那样的提前汽化，导致注入时全部都是液态。
2.点火头在前面延时太长了，造成液氧的堆积，从而出现爆轰。
至于哪种是最主要的原因，我将会再做一次对比实验得出结论。





总结：
石蜡燃料的优点：推移速率极快，可以产生非常大的推力，可以大大降低药柱设计制造的成本。而且价格低廉


石蜡燃料的缺点：由于燃烧过程并不是像其他燃料一样是汽化后燃烧，而是液化后成液体进入燃烧室，后燃室需要更大的容积，会加大发动机重量。由于是液体状态也容易出现液相爆轰，相比其他固体燃料更危险。在燃料的归类上也应该介于固体与液体之间。



总结：
石蜡燃料的优点：有着极快的推移速率，可以产生极大的推力，在药柱的设计与制造上很简单，而且利用率很高，使用成本也很低。
石蜡燃料的缺点：和其他的固体燃料相比，石蜡并不是汽化后再燃烧，而是液化后直接进入燃烧室，需要较大的燃烧室容积，造成发动机重量较大。而且也容易出现液相爆轰，危险性较大。
在燃料的分类上，石蜡应该在固体和液体燃料之间，因为石蜡极易融化从而形成很厚的液面。




之后我们要多多关照使用石蜡燃料的人，就和这个妹子一样，都是用自己的生命来诠释自己的爱好与事业。