设想/提问----可替换喉衬的发动机喷口?

这个设想的起源是想做个发动机,想在喷管里安个短陶瓷管衬一下,然后安不进去。。。


所以我设计了这个结构,把收缩段和扩张段分开,中间螺纹连接,再卡进一个陶瓷管。


示意图:

RocketE.png

至于所谓的陶瓷管,是偶然在tb上看到的,长成这个样子。。。


(图片来自淘宝)


主要考虑的是这几个问题:

    1:可靠性如何?扩张段会不会喷飞?螺纹会不会漏气?

         如果会,能否通过改变设计和工艺解决?

    2:此设计到底能否让整个喷管多次使用?

         如果能,考虑到加工成本的增加,其他部分的磨损会不会导致得不偿失?


纯属胡思乱想,欢迎打脸拍砖。。。

如有雷同,纯属巧合。。。

来自 科创茶话
2
2019-9-7 23:33:20
1楼

LZ的想法不错,这个设想完全可行,但是有以下改进空间:

  1. 陶瓷作为喷喉材料,抗热震性能不佳,容易被烧裂而中道崩殂。建议用石墨,还有更多的加工余地。(但是石墨导热性太好,可能需要背壁绝热层,导致加工困难,自行取舍)

  2. 如果想复用,收敛段最好加绝热层,要不然可能会烧蚀。

  3. 喷喉上游应该长一些,一直到直径达到喉径两倍左右的位置;下游到1.5倍左右的位置,这样才能最大限度减少复用零件的损耗。

  4. 既然是螺纹连接,那螺丝孔是干啥的……另外螺纹连接的密封性能一般不错,如果担心漏气的话可以在适当的位置加上硅橡胶或氟橡胶的密封环(消耗品)。

  5. 材料其实不必局限于酚醛树脂,就复用而言,金属会更好(因为在保护得当时损耗几乎为零)。当然不同材料也是各有长短,应该视需求自行取舍。

[修改于 2 个月前 - 2019-09-07 23:33:53]

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2楼

当然,以上的改进都多多少少会增大加工难度,应该还有优化空间。容我再思考思考。

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2019-09-08 00:03:57
3楼
引用 浪里黑条 发表于 2 楼的内容:
当然,以上的改进都多多少少会增大加工难度,应该还有优化空间。容我再思考思考。

想法不错@Syscus-AC,建议先做非金属机打打基础


@浪里黑条用卡卡簧固定会不会好一点


ps :我先把我******[暂不透露]金属机试车了再试试看吧

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4楼

这种陶瓷,扛硝糖应该没问题,但是扛AP基燃料很可能会嗝屁。另外这种陶瓷管次品率很高很高,一大包里面不知能不能找出1/3能用。找到能用的,公差也不小。可以考虑一下其他耐烧的材料,比如石墨,就很能扛,很可能扩张段烧坏了但是石墨衬喉完好无损。

如果主体用酚醛的话,喷管寿命是不会超过3次的。


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5楼

用这种陶瓷还真有可能因为温度问题裂掉嗝屁。收敛段预计烧蚀严重,扩张段应该还好。还有,加热后螺纹可能难以取出。

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2019-11-10 08:26:44
2019-11-10 08:26:44
Syscus-AC(作者)
6楼

最近我将这个方案作了一些改进:

1〉将喷管整体材质由酚醛树脂换成304不锈钢,并且喉衬改为石墨

2〉改变两截喷管的连接方式,降低加工成本

3〉根据SRM模拟数据调节了喷管尺寸(计算效率99.3%)

(还学了Solidworks...)

捕获1.PNG

图中没有标上螺丝孔和螺纹,实际上两个不锈钢件是螺丝拧在一起的, 收敛段和壳体间靠螺纹连接


试验计划:

1〉试车,拍摄视频并测出推力

2〉将石墨喷喉换成树脂喷喉,试验以前ABCdalao提出的“自适应烧蚀喷管”,拍摄视频并测出推力

3〉由推力计算其余数据,验证结果与SRM/论坛工具是否符合

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2019-11-11 16:42:22
2019-11-11 16:42:22
7楼
引用 Syscus-AC 发表于 6 楼的内容:
最近我将这个方案作了一些改进:1〉将喷管整体材质由酚醛树脂换成304不锈钢,并且喉衬改为石墨2〉改变.....

鉴于抛物线喷管的加工难度和制图难度并没有比圆锥喷管高多少(甚至随便画一条差不多的曲线可能都比直喷高不少,另外圆锥喷管99.3%的效率有点不对劲吧),可以考虑换抛物线并平滑过渡以进一步提高喷管效率。

此外,304不锈钢的性价比实在坑爹,甚至比45#钢以及H11、H13模具钢都差不少,也没有什么特别突出的性能(除了不锈,但是其他任何一个不锈钢都有同样的性能,而304几乎是常用不锈钢里最贵的一个),可以考虑一下其他材料。

[修改于 10 天前 - 2019-11-11 16:47:09]

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Syscus-AC(作者)
8楼
引用 浪里黑条 发表于 7 楼的内容:
鉴于抛物线喷管的加工难度和制图难度并没有比圆锥喷管高多少(甚至随便画一条差不多的曲线可能都比直喷高不.....

额,计算出了点小问题,实际上效率应该是98.64%...

(不过这里收敛段长度与最终设计不同,应该不会影响结果)

最终设计3.JPG

不过关于材料问题我会再考虑的,谢谢建议...




[修改于 10 天前 - 2019-11-11 21:30:55]

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