RNX火箭发动机的设计,制造,试车与发射

先发出贴去,把这坑挖下。发动机首次试车已经完成,未达到预期,优化中

镇楼图

 

设计目标:外径20mm,比冲50秒,工作压力两兆帕

燃料柱参数计算:

借用@A.C 同志的图

 

可见2Mpa时,喷燃比约为480

取药柱外径16mm,喷吼直径4mm,算得药柱长度120mm

喷管计算取压力1Mpa,参数如下图。由于塑料发动机加工困难,就不做收敛段了。一般发动机,算出来的参数,到我手里至少得折半
 

 加工不用多说,由于是我一个人完成的,所以就不上图了。将管子算好长度,管剪剪断,缩口。用纸浆塑造一个锥形,堵在管口。把堵漏王倒进去,等待固化。管口由于不需要大的耐压,所以干脆用了一个红酒塞子(我家长喜欢喝红酒),钻孔。在管子的另一头钻孔。

 

组装时先把药柱和点火头塞进去,倒上点火药(粉混硝糖),塞上一点卫生纸或铝箔,塞上土,把红酒塞子顶上,钉子固定。

 

夹到土法推力测试架上,点火试车。

 

 首试数据不甚理想,首先是因为略有漏气,然后又因为扩张段不够光滑,所以导致比冲大幅下降(峰值推力300g,持续时间4秒,装药20g,相当于比冲30秒)
还有一个重要的原因是估计是固化剂加多了,压力不够,工作拖泥带水,压力不够,过膨胀。

[修改于 1 年前 - 2018-08-16 18:49:51]

来自 喷气推进
 
2018-8-16 18:50:13
154454496(作者)
1楼

折腾作业去了,明天接着更

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2楼

rnx适合大直径火箭发动机。你这小直径,不适合rnx

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154454496(作者)
3楼
引用:烟直 发表于2 楼的内容:
rnx适合大直径火箭发动机。你这小直径,不适合rnx

不想搞硝糖,不会玩APCP,不敢折腾KPER,除了RNX你叫我搞啥

 

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2018-8-17 10:45:52
4楼

bp……

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5楼

正反馈杯肯定被你们拿走了,核电

我这个咸鱼就只能等时机成熟再弄了...(这段时间有点忙)

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2018-8-19 15:52:47
2018-8-19 15:52:47
6楼

RNX其实还不错啊,比较温和,用了不少会从没有炸过机。

(之前那个rnx参数的帖子个人觉得用起来挺方便的,虽然有剽窃他人成果之嫌。。。)

我的好几个发动机都在为重量和堵头可靠度发愁。。。用红酒塞子真的大丈夫?

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154454496(作者)
7楼
引用:A.C 发表于6 楼的内容:
RNX其实还不错啊,比较温和,用了不少会从没有炸过机。(之前那个rnx参数的帖子个人觉得用起来挺方便.....

改天一起喝个茶?

一次性的话,哥俩好好了,堵漏王也行

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2018-8-20 22:05:41
2018-8-20 22:05:41
8楼

@154454496还有BP

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2018-8-23 12:43:34
2018-8-23 12:43:34
154454496(作者)
9楼

大家估计都久等了,说说最近的情况,好消息坏消息都有。

首次试车的数据已经整理出来了,见下图。比冲17秒,连设计值的五分之一都不到。从图中可以看到推力曲线不很平滑。(纵轴是g,横轴是5为1秒)

 

第二次试车是昨天晚上进行的,出了几点小问题。

首先,点或延迟过大。使用少量硝糖药粉点火,点火头发火后,经过数秒才出现推力。

然后,燃速慢,推力不足。最大推力在90g上下,工作时间长5,6秒

还有可能出现了不稳定燃烧

最后,燃烧到最后时,突然喷出四五个火球,向上飞出十余米,后来熄灭。我们以为是爆喷口,经过观察发现喷口没爆,直径在5mm左右,未见显著烧蚀,判断应该是飞走的药渣。


综合分析,比冲不足+推力不足的原因为

1、混药不匀,还有少量大块KN。

2、配比不对,手一抖环氧加多了,且固化剂占比到了将近1/3(这也导致药柱强度下降,前面说的喷火估计与此有关)

3、点火药受潮,用的是放了两三个月的粉混硝糖。

其中1点导致燃烧不稳定,且燃速过慢;第二点导致燃速过慢,燃气分子量发生变化;燃速慢,内压低,燃烧又不完全,温度低,燃气分子量又高:这一系列因素导致了喷管的过膨胀。第三点又使得发动机难以进入正常工作状态。

下一步的行动:重新制备足够两次试车与发射的药柱,重新配置点火药,修补喷管,减小膨胀比。预计8-26可以完成两次试车,8-28或28发射。

最后是一点抱怨。这两天的白天一直在参加NOIP集训,晚上又要做英语网上作业,锻炼身体,没时间弄,所以这个贴可能要凉。尽量能在开学前收工,开学后就转搞AN推进剂了。

下一次报道预计将在发射之后报道,内容有第二次试车推力曲线,第三、第四次试车推力曲线,发射轨迹,回收情况,以及相关的图片,敬请期待

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2018-8-28 20:00:57
2018-8-28 20:00:57
154454496(作者)
10楼

凉大半了,希望渺茫,估计没戏了

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2018-8-29 07:46:00
11楼

如果没有收敛段的发动机,能叫发动机么?没有收敛段,燃气就不能加速到当地音速。直接用扩张段,气流是减速的。所以,你做的不是火箭,是烟花。

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154454496(作者)
12楼
引用:mayablue001 发表于11 楼的内容:
如果没有收敛段的发动机,能叫发动机么?没有收敛段,燃气就不能加速到当地音速。直接用扩张段,气流是减速.....

收敛段对角度的要求不大,堵漏王材质稍微一烧蚀就能冲出一个来。很多塑料固机都用类似的设计(光做扩张段)

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154454496(作者)
13楼

最乐观的估计是今天晚上能再进行一次试车,明天早上发射。箭体已经完工,所有东西都是现成,就看回家还有没有时间了

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154454496(作者)
14楼

实在对不起,辜负了大家的期望,失败了。自此以后,我的RNX何去何从还有待研究。

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154454496(作者)
15楼

稍微说一下,最近三次地面测试均以几乎相同的失败方式告终。8-22那一次,药柱不合格,燃速过慢。又加上喷吼受到严重烧蚀,导致工作拖泥带水,推力不足。8-26的试车,由于使用吸管作为模具,直径偏小;莫名其妙的原因导致药柱配比不对,燃速慢且易受到冲蚀,导致推力损失较大,压力不足,工作拖泥倒水,推力不足。第三次就是十几分钟前进行的,堵头漏气导致压力不足,后果同上。

楼下是几张相当惨烈的照片。

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154454496(作者)
16楼

 上图为垫在发动机与台秤之间的石棉网

 上图为烧毁堵头后的发动机

 


 依然是惨不忍睹的发动机

 

发动机喷管侧,可见未燃烧的药

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154454496(作者)
17楼

单独拿出一楼来,说话上图之前,满一碗烈酒:

上敬星辰大海;

下敬地球母亲;

中间祭奠那壮烈牺牲的石棉网与身负重伤的台秤。

默哀三秒钟!

 

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154454496(作者)
18楼

再分享两点成功之处

首先,是自制球磨机。一只矿泉水瓶,一堆鹅卵石。把药品装进去,晃几十分钟,既锻炼臂力,又能获得完美的药品粉碎效果。如图。

 还有一点是发现了一种堵漏王拉喷的制作方式。用铁板锉的尖头部分,戳进堵漏王当中,慢慢旋转。通过控制锉的形状和施力的力度,可以钻出不同形态的圆锥拉喷。具体不解释了,大家一看便知。

 

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154454496(作者)
19楼

最后是三点惨烈的教训。

1、KN要磨碎,有条件的重结晶混合,磨得越碎越好。用自制球磨机也是个办法。

2、至于可重复拆开使用的,只有两种方案证实可行,如下图。其余的不是漏气就是爆堵头

 

 最后一点,混合环氧树脂时,注意比例。E51:T31取17:5就可以。另外使用机械天平可能卡壳,推荐使用电子秤。混合环氧树脂时,尽量戴橡胶手套或丁腈手套。戴PE手套你会弄上一手环氧。一旦弄在皮肤上了,使用大量洗手液(不是那种自己变成泡沫的)迅速搓洗,再用凉水冲一波。
 

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154454496(作者)
20楼

我的下一步方案还遥遥无期,直到做出进展才会发帖。

The End

154454496

写于2018年8月16日18时至29日21时34分

感谢阅读

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2018-9-6 18:01:31
2018-9-6 18:01:31
21楼

可怜的我现在高三2333

假期看看能不能见见面

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