喷气推进
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【DSA神作】准备啃液机!争取三年入轨!
chemistry02 2017-11-11 17:19:44
现在开始造液机,三年入轨不是梦。
Rt,自从一周前使用E44的RLNER燃料的失败,我们意识到:在不管制范围内做固机很有难度。因此,我们商量着开始造液机,等我妈和DSA中一位成员同意再正式开始。争取在三年后入轨(近拱点100km以上),放颗小卫星。
液机最大的优点是几乎不涉及管制化学品 ,燃料多样(EtOH、MeOH、MeH、LH2等),LO2性能好,很便宜,也不管制(N2O4、高浓度H2O2、高浓度HNO3都管制,使用N2O对环境有污染,因此以上四种氧化剂不使用)。不足是结构、理论设计与计算、实际制造与测试等方面比固机复杂的多。
这周回去我先看小一部分《液体火箭发动机设计》(北京航空航天大学出版社),看得懂再正式开始。计划用EtOH-LO2作为推进剂。我们会以严肃的科学精神对待此事。
希望各位坛友针对于此提出意见和建议,小弟感激不尽。(@HXKRRRR @江文。 @154454496

[修改于 1 年前 - 2017-11-11 17:48:41]

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2018-7-18 17:53:46
30楼
0
引用:154454496 发表于29 楼的内容:
你们加油,我还在啃RNX。预计今年九月能出比冲75s的RNX机和烧3%水的液机模型

3%水?指的是3%双氧水还是燃料里含有3%水?

2018-7-18 17:58:35
31楼
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[修改于 9 个月前 - 2018-07-18 17:59:15]

32楼
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引用:154454496 发表于31 楼的内容:
前者@浪里黑条

然而……你会发现这不可能……想做合格的单组元液推,双氧水浓度必须大于67%;双组元可以稍微低一点(但也得五六十)。如果低于这个浓度,反应热都不足以把产物完全汽化。

2019-2-1 01:08:25
33楼
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深夜来一记洛阳铲。

1688上有航空煤油售卖,仅从能量特性讲,与航天煤油相差无几。如果LZ暂不考虑再生冷却等要求燃料有高热稳定性的技术,可以考虑在1688上购买。实验伊始做实验性发动机或小机子的时候,LZ可以考虑使用电动机+齿轮泵或柱塞泵驱动,液膜冷却,这些的技术难度相对较低,不过死重较大(齿轮泵可以产生很高的压强,但是流量小;柱塞泵流量可以较大,但是需要强大的电机才能达到高压)。到了后期,可以把泵换成离心泵,甚至不再用电驱动,搞燃气发生器循环的液机。

液氧-煤油的组合,混合比(O/F)为2.65左右时有最高的海平面比冲,理论比冲(10MPa室压)约为315.2s。该条件下的真空比冲(出口压强1KPa)约为387.8s。实际比冲由于种种原因会低于此。

已有的液氧煤油发动机,比较成熟的有毛子的RD-180发动机(分级燃烧循环),室压25.7MPa,海平面比冲约311s,真空比冲(用的还是海平面喷管)338s。还有SpaceX的Merlin-1D,使用的是燃气发生器循环,室压10MPa左右,海平面比冲286s。中国的YF-100设计非常保守,不过能在18MPa的室压下做出300s的海平面比冲也是比较出色的。

最近思虑较多,脑子有些天马行空了,如有不妥之处还请见谅

[修改于 3 个月前 - 2019-02-01 14:14:48]

2019-2-6 23:51:50
34楼
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!!!666啊!带我一个吃瓜观光的吧~

chemistry02(作者)
35楼
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引用:GCCgccMZ 发表于34 楼的内容:
!!!666啊!带我一个吃瓜观光的吧~

你也来逛KC了啊,不错不错

36楼
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引用:chemistry02 发表于35 楼的内容:
你也来逛KC了啊,不错不错

哈对啊~不容易有电脑了,虽然不熟悉论坛,不过毕竟很厉害一个地方,来学习学习

37楼
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引用:浪里黑条 发表于33 楼的内容:
深夜来一记洛阳铲。1688上有航空煤油售卖,仅从能量特性讲,与航天煤油相差无几。如果LZ暂不考虑再生.....

我个人还是倾向于隔膜泵(主要是网上有很便宜的,也容易山寨)。另外我认为液氧酒精会更舒服一些,虽然比冲低点(但总比你们凑合用这么多年的硝糖高吧,刚改液机主要是先摆脱管制束缚、实现精确控制,再想如何提升比冲)

38楼
0
引用:154454496 发表于37 楼的内容:
我个人还是倾向于隔膜泵(主要是网上有很便宜的,也容易山寨)。另外我认为液氧酒精会更舒服一些,虽然比冲.....

我为什么没选隔膜泵?是因为网上买不到压强够大的啊。。。另外,既然有了煤油(甚至还比酒精便宜)为什么还要用酒精呢?

2019-2-10 01:23:24
39楼
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一年过去了,现在进度咋样

40楼
0

可以考虑学习新西兰人搞个电池-电泵液发,可以先来个小规模样机测试一番以熟悉可能遇到的工程学问题,诸如燃烧稳定性、材料耐高低温和流量控制等,不然贸然夸下海口说XX时间入轨,其实是不现实的。

chemistry02(作者)
41楼
0
引用:猎鹰 发表于39 楼的内容:
一年过去了,现在进度咋样

还在固机的摇篮里停滞不前

因为固机相对液机要简单许多,而且现在我的时间非常紧张,所以我们在不管法律法规的情况下只能先搞好固机再去弄液机。不过放心,液机肯定是不会弃坑的(虽然三年入轨不可能)

chemistry02(作者)
42楼
0
引用:bh,王者归来 发表于40 楼的内容:
可以考虑学习新西兰人搞个电池-电泵液发,可以先来个.....

嗯,您说得在理,我们以后正式动手做时会考虑到这个问题的。另外3年入轨本来就是我们之前预计把时间卡到极限才有可能实现的,既然现在已经不可能了,而且家里条件和时间条件也不太好,因此不能求快只能求稳,所以现在我们才会说先把固机弄好再弄液机。

2019-2-11 11:33:40
43楼
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1年多了,进展如何?先来几个老母鸡补补身体吧!!!

chemistry02(作者)
44楼
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引用:bigsky 发表于43 楼的内容:
1年多了,进展如何?先来几个老母鸡补补身体吧!!!.....

1.上文已回答进展情况。

3.咱们有精神食粮就足够了(滑稽)

2019-2-19 23:11:08
45楼
0

1年多了,进展如何?

46楼
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@154454496  3%的双氧水。。。3%的过氧化氢分解的热量请问如何把剩下的近97%的水给汽化,同时自身分解还有水?????如果做火箭推进剂,过氧化氢的浓度最低要求90%资料来自 中国宇航出版社 《单组元液体火箭发动机设计与研究》)@浪里黑条
 

 楼主所选择的这个浓度,跟标准比起来就是跟用白开水冲燃料一样。。。

使用过氧化氢推进剂的发动机,其工作介质不仅仅高温的氧气,同样还有过热的蒸汽。如果楼主不能保证水分的除去,过热蒸汽会瞬间被多余的水冷却导致推力和比冲的降低。过氧化氢浓缩有危险,建议楼主更换燃料,先使用压缩氧气逐步摸索液机的设计工艺和理论的实践!

[修改于 2 个月前 - 2019-02-19 23:26:07]

47楼
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引用:地震带上的人 发表于46 楼的内容:
@ 154454496  3%的双氧水。。。3%的过氧化氢分解的热量请问如何把剩下的近97.....

其实气氧来个降温到-20C左右,再加上10mpa的压力,密度好像能去到100kg/m3

48楼
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引用:地震带上的人 发表于46 楼的内容:
@ 154454496  3%的双氧水。。。3%的过氧化氢分解的热量请问如何把剩下的近97.....

看起来百分之80以下的双氧水机甚至可以被热水火箭打败。。。

49楼
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引用:地震带上的人 发表于46 楼的内容:
@ 154454496  3%的双氧水。。。3%的过氧化氢分解的热量请问如何把剩下的近97.....

90%不至于。过氧化氢首次应用于推进剂的浓度是85%。浓度高于67%的双氧水分解产物可全部汽化,理论上就可以作为推进剂。

50楼
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收到,怕是还是开水机更适合我。还是回家大锅熬火药放窜天猴去吧,咱没那个本事更没那个钱去搞液机。想把液机白菜化,却发现自己就是棵白菜。

51楼
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引用:154454496 发表于50 楼的内容:
收到,怕是还是开水机更适合我。还是回家大锅熬火药放窜天猴去吧,咱没那个本事更没那个钱去搞液机。想把液.....

双组元液机的起步最好的选择是硝酸系列和四氧化二氮系列(尤其是前者)。过氧化氢任何时候都不推荐使用,而液氧在前期技术难度实在太大(主要是低温流体管控太难)。

就单组元液机而言,最好的起步选择是无水肼,虽然毒性略大,但是有合适的防护还是比过氧化氢安全的多的。无水肼单组元推进剂(8MPa)理论真空比冲245s左右,理论海平面比冲200s左右。

[修改于 2 个月前 - 2019-02-21 01:15:44]

52楼
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@浪里黑条 我俄罗斯教材和国内教材都明确指出双氧水需要在90%浓度以上才能做为推进剂使用 
1、俄罗斯的教材叫做 《液体火箭发动机基础理论》和《火箭发动机热力学理论基础》,由最初版本由格鲁什科撰写

其实双氧水这种推进剂尽量要求水分越低越好,水分越低多多益善

[修改于 2 个月前 - 2019-02-21 03:06:09]

53楼
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引用:地震带上的人 发表于52 楼的内容:
@ 浪里黑条 我俄罗斯教材和国内教材都明确指出双氧水需要在90%浓度以上才能做为推进剂使用 .....

根据宇航出版社出版的《液体推进剂》一书,美国军用标准的过氧化氢还有专门的85%和70%浓度稳定级的标准,90%以上只是性能更好。俄罗斯的过氧化氢标准中也有85%的标准(ΠB85)。德国1934年第一次把过氧化氢用作水下推进剂的浓度是60%(这个我之前记错了)。

"现在作为推进剂用的过氧化氢,质量分数都不低于70%"——《液体推进剂》

当然,水分越少越好自然没错。

54楼
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@浪里黑条

pic

 我倒是找到一个资料,双氧水85的一般是用在涡轮泵驱动工质上面,因为分解的温度合适(450-500摄氏度是绝大多数冲击式涡轮的工作温度,高于这个少见,因为温度再高材料就承受不了了),最上段提到了90水是用来驱动航空发动机和单组元推进剂的

55楼
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你们继续奋斗,我放窜天猴去了。不过话说过氧化氢是真不好惹。

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百炼成钢
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