前后涡流双喷注固液混合火箭发动机
极度深寒 2020-1-1原创 喷气推进
Abstract
Hybrid rocket applications are generally limited to missions in which the driving requirement is impulse over thrust. When a thrust profile is required, the appeal of hybrid engines diminishes, as for most hybrids, the oxidizer to fuel ratio changes over time, and the Isp cannot be optimized. Adding a secondary point of oxidizer injection after the fuel grain allows simultaneous control of thrust and Isp. Successful implementation of aft oxidizer injection, therefore, opens up hybrid rockets as a more versatile technology solution to space missions.

好久好久没在论坛发帖了,去年研究生毕业了很感激论坛的伙伴们我初高中时的帮助。 现在已经不能称自己为业余了,就把成果给大家分享下希望对各位有帮助。 这个项目基本等于我们研究生的毕业项目6人团队10周学习理论和设计 6周制造 3周测试 总共 19周完成的。据我们所查的文献这应该是世界首台前后涡流双喷注气态氧石蜡火箭发动机。简单的背景介绍: 单喷注固液混合火箭发动机不能同时保持恒定o/f ratio和调节推力。 只有前后双喷注才能达成既保持恒定o/f 又调节推力。  这次的喷注是swirl injection我们猜想这样可以提升 c* efficiency(无关喷嘴的发动机效率)。 由于时间限制我们的目标是达成恒定推力和恒定o/f

实验结果是我们的确成功了,但是由于传感器校准的问题我们不能确定效率有没提升。 整篇报告都是英文的视频也在油管,根据指导我们的nasa ames 的教授的说法这是目前为止stanford aero&astro 这节课的最高水准。我们总共做了6次测试 只有最后两次是前后涡流双喷注恒定推力恒定o/f。这就是为什么下面这些图的构型都不一样的原因 图二和图三是最终构型 有进行精确的氧化剂流量控制。


attachment icon hybrid_fore_aft_report_public.pdf 7.15MB PDF 421次下载 预览

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视频链接 : 

https://youtu.be/Y1RTPONcUHM
来自:火箭技术 / 喷气推进
 
18
2020-01-01 08:51:12
1楼

看了你好久,终于发帖了。

恭喜试车成功,新年快乐🙂

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2020-01-01 10:01:30
极度深寒(作者)
2楼
引用ERIC20041219发表于1楼的内容
看了你好久,终于发帖了。恭喜试车成功,新年快乐🙂

新年快乐!这是18年6月的测试,也都好久之前了。毕业后没从事航天业也没啥业余时光搞大项目这个估计就是很长一段时间以来的最终项目。 希望对大家有帮助,这里面是一整套的固液混合火箭发动机设计。

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3楼
引用极度深寒发表于2楼的内容
新年快乐!这是18年6月的测试,也都好久之前了。毕业后没从事航天业也没啥业余时光搞大项目这个估计就是...

有事没事常回来看看。推力曲线什么的可以放一下吗?

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极度深寒(作者)
4楼
引用ERIC20041219发表于3楼的内容
有事没事常回来看看。推力曲线什么的可以放一下吗?

教授说推力从来都是测不准的 (或者要测准很难)一般都是用燃烧室压力来推算推力的。 我们这个推力设计的非常小因为是做研究用的。我们只有燃烧室压力曲线, chamber pressure plot 报告里有。 恒定推力基本上等同于恒定燃烧室压力

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5楼
引用极度深寒发表于4楼的内容
教授说推力从来都是测不准的 (或者要测准很难)一般都是用燃烧室压力来推算推力的。 我们这个推力设计的...

为什么推力会测不准,如果限定为海平面推力,测量它就是一个传感器的事情啊,当然会因为惯性而有一些“滤波”作用,导致峰值略有偏差,但是对于考核发动机的实际性能依然是非常有用的。还希望作者解惑。

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极度深寒(作者)
6楼
引用虎哥发表于5楼的内容
为什么推力会测不准,如果限定为海平面推力,测量它就是一个传感器的事情啊,当然会因为惯性而有一些“滤波...

主要是测试台的结构要精确设计 确保传感器安装的位置能实际反映出真实推力。如果只是随意安置传感器的话是可以得到推力值但是那个值不能代表精确的真实推力。 测试时的震动什么的都会对测量的准确度有影响,要精度高的推力值的话一般还是需要用燃烧室压力去推算。 如果只是需要一个推力的大致区间的话是可以直接测量。

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2020-01-01 16:40:11
7楼

明白了,个人认为误差来源和不确定度都是可以分析的,在这个体系中应该是没有尚未掌握的过程,只要不犯低级错误且传感器的响应足够快,达到百分之一到千分之一的精度,问题不大。当然燃烧室压强必然对于发动机的内弹道设计更有价值,在设计发动机或者研究燃烧过程的总目地下,的确是没有太大必要测推力。

[修改于 9 个月前 - 2020-01-01 16:42:18]

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2020-05-23 05:51:19
极度深寒(作者)
8楼

在b站补了个国内可以看的视频 https://www.bilibili.com/video/BV1Xz4y1R745

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2020-05-25 23:05:15
9楼
引用虎哥发表于5楼的内容
为什么推力会测不准,如果限定为海平面推力,测量它就是一个传感器的事情啊,当然会因为惯性而有一些“滤波...

管路应力难以补偿,除非把储箱架在滑轨上。

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2020-05-26 02:50:43
10楼
引用拔刀斋发表于9楼的内容
管路应力难以补偿,除非把储箱架在滑轨上。

高压硬管确实比较麻烦,学习了。

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