春江-II型 KNSB 50cm箭体 全项目
JackZzy 2019-9-26原创 喷气推进
中文摘要
2015年小学五年级作为民科入坑,2016年立项春江I型(就是个装粉压KNSU的窜天猴),中间因为光謇弃坑就鸽了几年,最近重拾兴趣,准备从基础开始重新设计一个50cm长的火箭。

(两代旗舰镇楼)


项目组成员:

    Jack, Giro, 光謇


本项目将同时为 Giro的 https://www.kechuang.org/t/84665 雷达 提供实验检测机会


子项目:

    1. 婷-5 KNSB发动机 (总冲-i级) 

    2. 50cm箭体

    3. 头锥

    4. 载荷

    5. 回收

    6. 航电系统

    7. 部件连接方式


一、婷-5 KNSB发动机


6061铝合金-壳体-2mm厚


304钢-堵头

304钢-喷管固定件


304钢-喷管

发动机数据:

燃烧室长:200mm

燃烧室直径(发动机壳内径):36mm

KNSB药柱外径:36mm

KNSB药柱内径(燃烧柱直径):3mm

喷喉直径:7mm

喷管出口面积比喷喉面积:4.00



模拟数据:



二、箭体





三、头锥





四、载荷





五、回收





六、航电


  1. MPU6050陀螺仪(加速度)

  2. BMP180气压

  3. EEPROM储存器

  4. Arduino ATMEGA328P

  5. 433兆赫FSK无线电

  6. 4x纽扣电池

  7. 图传暂未确定


板子Giro已经画好了

开源:https://lceda.cn/GiroPetrenko/jacks_flightctrl



七、连接




整体设计:

飞行模拟:


垂直运动vs时间


稳定性



[修改于 23 天前 - 2019-09-26 20:54:09]

来自 喷气推进
2019-9-26 13:22:41
JackZzy(作者)
1楼

持续更新中

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2楼

加油,方便加微信或者QQ交流吗?

-1  学术分    1211   2019-09-26   违规:邀约私下交流乙类特种科技爱好活动。https://www.kechuang.org/t/58875
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JackZzy(作者)
3楼

航电添加完毕

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4楼

有算过喷管堵头上的螺丝,一个承受多大的剪力么。浩大的工程往往毁于地基。

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JackZzy(作者)
5楼
引用 虎哥 发表于 4 楼的内容:
有算过喷管堵头上的螺丝,一个承受多大的剪力么。浩大的工程往往毁于地基。

做了下research,m4的是114kgf,换算一下是1118N,一共有4个螺栓,总冲也就415N,应该没问题的啦


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6楼

会坑的,剪力只是提示而已,实际受力很复杂。

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7楼
引用 JackZzy 发表于 5 楼的内容:
做了下research,m4的是114kgf,换算一下是1118N,一共有4个螺栓,总冲也就415N.....

不是这么算的。量纲都不对,物理尽早重修。


堵头受力=堵头正投影面积*燃烧室压强

燃烧室压强可以从发动机推力估算出来,简单估算可以按推力=推力系数*喉部面积*燃烧室压强。

对于直喷管推力系数=1.05,拉瓦尔喷管大于1.05。就按1估算可以了,算出来只大不小。

准确的燃烧室压力需要用传感器测量。


使用薄壁铝管有以下风险:

  1. 假铝材,耐压比理论值低很多;

  2. 隔热性能差,壳体温度高,铝材迅速软化。


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8楼
引用 JackZzy 发表于 5 楼的内容:
做了下research,m4的是114kgf,换算一下是1118N,一共有4个螺栓,总冲也就415N.....

不是这么算的,一般先嗝屁的不是螺丝,而是管子上的螺丝孔,因为管材强度远低于螺丝强度,螺丝个数需要按照管材的螺丝孔受力计算。

你这个发动机,每端使用10个m5螺丝可能比较合适(经验估测,仅供参考)

另外。。。你的描述有些让人迷惑,我看了几遍还是没搞懂你的发动机内径是多少,外径是多少,燃料柱直径是多少。。。还有,总冲和螺丝受力完全没有关联。。。不知为什么要用总冲估算螺丝数量

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JackZzy(作者)
9楼
引用 虎哥 发表于 6 楼的内容:
会坑的,剪力只是提示而已,实际受力很复杂。

现在也仅仅是简略的模拟,其他也只能试车时才能观察到了

所以最好还是要有前辈们的经验来指出之后可能遇到的问题和现在设计中不合理的部分

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10楼

支持,帮顶!

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JackZzy(作者)
11楼
引用 warmonkey 发表于 7 楼的内容:
不是这么算的。量纲都不对,物理尽早重修。堵头受力=堵头正投影面积*燃烧室压强燃烧室压强可以从发动机推.....

首先我现在MYP5,物理才刚开始讲到projectile motion,所以不存在重修这一说

关于计算方法:非常感谢指出正确的计算方法,我马上重新计算,可以麻烦告诉我有什么途径可以学习这方面的知识吗?(学校讲的太慢了。。。)

关于铝管:请问用pcb管作为内衬可以解决这个问题吗,或者有什么较好的解决方案?

谢谢提供经验

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JackZzy(作者)
12楼
引用 Winter 发表于 8 楼的内容:
不是这么算的,一般先嗝屁的不是螺丝,而是管子上的螺丝孔,因为管材强度远低于螺丝强度,螺丝个数需要按照.....

关于管子与螺丝孔设计:因为我真的没学到如何计算,而且搜索引擎上也没有有价值信息,所以请问管子上螺丝孔受力可以通过什么方法计算?

关于发动机描述:我重新改了一下,不知道是否可以理解?

谢谢建议,计算出来会尝试重新设计一下发动机连接结构

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13楼

这个天线看起来不像能工作在433M的样子

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14楼
引用 radio 发表于 13 楼的内容:
这个天线看起来不像能工作在433M的样子

这根天线的作用就只是占坑,没有实际用途

[修改于 23 天前 - 2019-09-26 18:35:08]

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JackZzy(作者)
15楼

燃烧室压强=9.15Mpa,堵头面积=156mm2

所以堵头受力=2342.4N,请问如何计算螺丝孔是否会崩?

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16楼

有限元仿真

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2019-9-27 10:25:16
17楼
引用 以太科技LYB 发表于 2 楼的内容:
加油,方便加微信或者QQ交流吗?

额,我加个好友而已。

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JackZzy(作者)
18楼

不知为何部分用户无法使用open rocket官网进行下载,我在此转载open rocket现版本(version15.03)

版权为OpenRocket 开发团队所有,此文件仅帮助传播。

官网链接http://openrocket.info

Java文件:

OpenRocket-15.03 (1).jar.zip


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JackZzy(作者)
19楼
引用 信仰は儚き人間の為に 发表于 16 楼的内容:
有限元仿真

谢谢提供途径,肝完summative之后我会尝试用有限元仿真软件进行模拟,不知道Solidworks是否有这个插件?

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20楼

有的

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2019-10-3 10:33:01
2019-10-3 10:33:01
21楼
引用 JackZzy 发表于 15 楼的内容:
燃烧室压强=9.15Mpa,堵头面积=156mm2所以堵头受力=2342.4N,请问如何计算螺丝孔是.....

目前从数据看,估计是不会崩的。

要保证设计靠谱,办法无外乎两个:

1 水压测试,可以用手动液压泵,跟千斤顶操作差不多;

2 有限元仿真,solidworks或者ansys都可以。

实物测试是最放心的。

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2019-10-5 22:52:58
2019-10-5 22:52:58
22楼

问一下楼主,OpenRocket是怎么导入发动机数据的?

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