(最终报告)(欢迎拍砖/YY)(多图)AP基燃料塞式喷管火箭发动机试车以及国内业余界第一次塞式喷管火箭发动机试车
陈俊羽
中国中部航天技术科研队(CZSA)
ERIC20041219 2020-1-11原创 喷气推进

这是梦?还是现实?我不知道。生活也许就是天空中的一片云烟,转眼间,便会化为乌有......成就,亦是如此...... 

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特别铭谢:@氢离子@山氰水溴@LS@御坂18650@UICalc@winter@虎哥@kc2766@以太科技LYB@暮光之羽@周某@CZSA@CJY@我的全体粉丝们,以及在背后默默支持我的朋友和亲人。谢谢你们。因为有你们,所以我成长。因为有你们,所以我成为了更好的自己......

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写在前面:

什么是梦?你做过梦吗?你有将梦付诸实践吗?还是让它随风飘逝,让它被吹散在那世俗的世界里。回顾一年的生活,我哭笑不得。有悲有喜,悲喜交错,到头来却是一场空,人生不过如此,世界亦是如此。不求王权富贵,只求~今生无憾!!!

从中二的乱配燃料,差点被炸死。到认真仔细追求稳妥。从发帖没几字,内容空虚。到"字不过五百,浑身难受"。我变化了很多,从CZSA成立以来,在各位的支持与批评下,我也成长了许多。谢谢大家的支持,谢谢!!!

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塞式喷管项目历程简述:

蛤,扯远了,还是让我们以轻松的心情来讲正事吧。Re:塞式喷管项目历程简述。

3年前,当时我还没有加入科创这个大家庭,就对此喷管产生了浓厚的兴趣,可惜那时候我还是小屁孩一个,啥也不知道,又十分中二。于是,很快就放弃了(play    computergames 去了)。这便是我和塞式喷管的初识。

而我再识塞式喷管,是今年的九月份。秋收时节,天高气爽。有一次,我独自在南湖湖畔散步,回忆着往事。就回忆到了三年前的塞式喷管项目,而当时我对固体燃料火箭发动机已经有了初步的了解,遂决定破土动工,重新来过。两周学理论,一周来设计,再加上一周的加工。发动机被制造了出来,并在2019年的10月13日上午8:35分20秒时完成了国内业余界第一次塞式喷管火箭发动机的试车(捕食者-X),而我也成为了国内业余界 试车塞式喷管火箭发动机的第一人。我怀着满腔热血,发帖。却和两人吵成一片,真是丢人现眼!!!自那以后,便孤身一人,艰难的维持着我的研究。后来,逐渐变得孤单,自闭。直到有一天,我坐在窗口。望着外面的瓢泼大雨,回想往事,想着想着,终于明白了。原来自己是这么的令人讨厌!!好似一声惊雷,把我从中二的睡梦中震醒过来。遂决定"闭关苦读",终成器,乃继续研究。

在后续的研究中,我也结交了许多良师益友。并决定在2020年的1月进行试车。(科创的同志们也很支持我,就像:氢离子在试车台方面给了我许多建议,并帮我代工。还提供了very    good的3D打印服务。(0.5块钱/克PLA)所以,我和他的关系还是不错的。还比如说:山氰水溴的"牛逼"←(读做:wán  pí)常常让我很快的摆脱负面情绪重新投入到科研当中。)

呵呵,又扯远了,那么继续。

自那以后(决定试车以后),我的研究不断深入,还搞出了个"球形柱孔"药柱计算公式,并进行了(国内业余界)第一次固体燃料球状火箭发动机的试车(dark-Ⅰ)以及后续的数据分析。并在一个星期内处理好了有关RAP燃料的问题(感谢@御坂18650的支持和教导)并进行了试车,塞式喷管项目第一期活动圆满结束。

(楼主期末考试,写得不详细,请各位见谅。)

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2019年10月13日上午8点37分左右。本人(ERIC20041219)在上海的后花园(jx)完成了国内业余界第一次环缝塞式固体燃料火箭发动机的试车,感谢@winter的加工(良心推荐他的发动机产品),精度贼**高。感谢"皮人"@山氰水溴的关心以及他推荐的文献。最后感谢@氢离子HQ大人的关心资瓷。谢谢几位(:P)。


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声明:此次试车是国内业余界第一次试车塞式喷管发动机 ,此次喷管属于塞式喷管分类下的(有线型,环喉,环簇等分类)环喉喷管。总之,此次发动机试车是国内业余界第一次试车塞式喷管。如有侵权,将予以公开声讨!!!

关于其他的喷管我相信@LS和我将会予以测试!!!


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设计图暂不透露(ap基燃料试车后公布)

找加工。我爸那边出了点问题拖了两周,差点没气死我。还是@winter帮忙搞定了。这里再次鸣谢!!!

做出来的效果:


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药柱,方孔KNSB 


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从堵头引入点火线 


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水泥的给我封住

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喷口视角

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 组装完毕,嘿嘿不错嘛。

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 点火!!!

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环塞起作用了!!!!!!(鸡冻)


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我也是醉了,积炭多得跟啥一样……

开始拆拆拆 

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 拆除喷管

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 堵头

 隔热层:劳资不怕硝糖

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堵头

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喷口

 


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积炭真…的多还好

洗了后45#钢表示不惧 怕硝糖。

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总结

硝糖对45#钢的烧蚀不明显

pvc是一种良好的隔热层

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塞式喷管固体燃料火箭发动机第二次试车:


进行时间:2020/1/11号早上9:31分19秒

参与人物:本人ERIC20041219

燃料:复pb669#(AP含量为75%)

上图!!!

生锈不严重嘛~嘿嘿~ 

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 一直可爱的669#
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 药柱进不去?大锤伺候!!!
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 你招不招??(雾)
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 塞子:(老子鸭下来了哦。)
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 点火药,事实证明我手抖加少了。。。。。。
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 总装!!!
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好啊,来吧!试车开始.

视频:



点火!!!!!!!!

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 喘x1
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 喘x2你TM的再喘一次试试看???

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 HCl预示了什么??

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 起勃(反过来读)
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发动机:oh!!!my ass!!!

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嘿嘿~有点意思。

出环图:

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这张图是在快要工作结束时截下的,可见真正的环可能比这玩意还多。下次加滤镜。


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先不说环,看看数据吧(鸡冻)

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这是一段处理好的推力数据(太长了只能上一部分)
单位:N

大于160N,海星(考虑到0点位移)

比冲的话,我还没有算出来。只有一个模拟数据。

当气压为0.001mpa时KNSU

塞式喷管

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普通喷管

 

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可见,塞式喷管火箭发动机在高空的比冲会比拉瓦尔喷管火箭发动机高。

话不多说,拆解。


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 emmmmm塞锥的。。。。。额。。。。。

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隔热层好猥琐,为什么会这样呢??


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综上所述。得出结论

1:塞式喷管的高空比冲比拉喷高

2:pb669#对45#钢烧蚀不明显,但是对塞锥腐蚀emmmmm

3:如果不做好塞锥散热,很容易融化。

4:点火药一定要加到位,不然到时候苦的是自己。

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关于后续:

此项目可能会继续研究,后期可能会有APCP燃料的试车。敬请关注

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镇楼







[修改于 12 天前 - 2020-01-12 11:27:45]

来自:航天航空 / 喷气推进
6
 
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2020-1-12 9:34:31
ERIC20041219(作者)

把数据整理了下

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有效推力部分

燃料质量实测出来不是24g,加上隔热层等31g,隔热层3g密封圈1g。

669#质量27g

则:

最大推力:大于160牛顿

平均推力:大于93.3333333333333333牛顿

有效推力时间(不考虑关机后推力):0.6秒

比冲:稍大于207.407407407407407407(大概在215左右)

[修改于 12 天前 - 2020-01-12 10:44:52]

2020-1-11 12:54:32
1楼

准确来说是不完全成功的

首先最大问题,它喘燃了

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ERIC20041219(作者)
2楼
引用 LS 发表于 1 楼的内容:
准确来说是不完全成功的首先最大问题,它喘燃了

已查明:点火药手抖装少了。

RE:不完全成功:我说完全成功了吗??

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[修改于 13 天前 - 2020-01-11 13:09:05]

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3楼

喘燃应该是点火药不够,我给你的那个燃料一共做了5条,剩下的两条我装机试车完全不喘。下次试车的时候除了点火头自带的药包外再倒进去一点,具体量用点火药量计算器再减0.3,就用那个离心管里带的药即可

[修改于 13 天前 - 2020-01-11 13:55:49]

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4楼

嗯~ 加油 

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5楼

我感觉还是这个发动机喷燃比太低

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ERIC20041219(作者)
6楼

@御坂18650

没问题

@以太科技LYB

谢谢大哥

@Winter

当时应该听你的

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ERIC20041219(作者)
7楼

装修完毕,大家喷吧

9NCW6CXI~D5%}U46W%_7WW3.png


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8楼

emmm,点火药可以用计算软件算一下,都0202年了,怎么还能玄学装药呢,and希望lz整理一下试车数据。

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ERIC20041219(作者)
9楼
引用 山氰水溴 发表于 8 楼的内容:
emmm,点火药可以用计算软件算一下,都0202年了,怎么还能玄学装药呢,and希望lz整理一下试车.....

我没,表述好。

是:计算好了然后少装了

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10楼

隔热层后半部分收缩是因为电工胶带受热收缩,前段不缩是因为多了一层离型纸,胶带缩不动。前天进行了推力终止试验,得到一个烧了一半的燃料棒,并没有烧成锥形,以及计算比冲的话可以按照燃料24g计算

68DC2EA5-0F6D-48E7-B0E1-E66754A4AF33.jpeg


[修改于 12 天前 - 2020-01-11 16:46:54]

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11楼

首先恭喜试车成功!

据观察燃气和塞锥,可能存在推力方向的问题,LZ可以测测看。

塞锥可以使用氧化铝陶瓷这些耐高温的材料,不然融化堵喷口就危险了。

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12楼

存在问题

既然发动机整体采用45#钢制造,而且你后文说对塞锥有腐蚀,那么你说的“不腐蚀45#钢”又有什么理由可证明呢?

而且,工作后积的应该是PbO。

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ERIC20041219(作者)
13楼
引用 LS 发表于 12 楼的内容:
存在问题既然发动机整体采用45#钢制造,而且你后文说对塞锥有腐蚀,那么你说的“不腐蚀45#钢”又有什.....

我说的是不烧shi。看帖仔细点好不好

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14楼
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15楼

emmm

其实我也没有什么针对的意思,因为塞式搞完去搞其他的了

另外因为快期末考心情有点不稳定

观察你的喷管,看出来一开始点火药的残渣堵了喷口

另外,喷管装配很可能是不同心的(看起来是)

image.png

虽然不清楚是拍摄问题还是什么

另外,喷燃比需要好好设计,可以加高一点或者点火药多一点


塞锥材料可以换一下

such as C

image.png

看这个,是金属-石墨的喷管

在一些部位,特别是烧蚀严重的部位可以用耐烧蚀的材料

如果有条件,可以买些特种材料,比方说耐高温合金啥的,钨渗铜可以,就是比较贵,一条2000多


下面是YY

加工可以的话,外面套一机加工的酚醛树脂层,薄的,用耐高温粘合剂黏上去。

因为粘合剂耐高温,而且酚醛树脂隔热性好,所以传递到里面的热量应该是比较少的。

可以考虑在金属部分和树脂部分用砂纸磨成毛边,方便粘合。


不喜勿喷哈

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ERIC20041219(作者)
16楼
引用 LS 发表于 15 楼的内容:
emmm其实我也没有什么针对的意思,因为塞式搞完去搞其他的了另外因为快期末考心情有点不稳定观察你的喷.....

那个同心度,一开始是好的,后来胶布隔热层萎了,就变成这样了。pvc隔热层不会出现此类情况。

1578726683154.png

1578726683384.png

一开始我塞了团纸而已,没啥堵不堵的啦。

考试钾有

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2020-01-12 09:28:58
ERIC20041219(作者)
17楼
引用 御坂18650 发表于 10 楼的内容:
隔热层后半部分收缩是因为电工胶带受热收缩,前段不缩是因为多了一层离型纸,胶带缩不动。前天进行了推力终.....

推力终止实验。。。可以的

是用反推消除,还是把冷气体喷入燃烧室??

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ERIC20041219(作者)
18楼

把数据整理了下

Z}_A~T9HN4K2A08E~Q1MI7P.png

有效推力部分

燃料质量实测出来不是24g,加上隔热层等31g,隔热层3g密封圈1g。

669#质量27g

则:

最大推力:大于160牛顿

平均推力:大于93.3333333333333333牛顿

有效推力时间(不考虑关机后推力):0.6秒

比冲:稍大于207.407407407407407407(大概在215左右)

[修改于 12 天前 - 2020-01-12 10:44:52]

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ERIC20041219(作者)
19楼

@御坂18650

这种燃料的理论比冲和您的实测比冲是多少?对比一下呗


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ERIC20041219(作者)
20楼

欢迎砖拍/讨论

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ERIC20041219(作者)
21楼

最新结果:

喘燃的原因已查明,是因为计算时没有考虑到喷管段多余的自由容积,导致点火压强不够,从而导致喘燃。在后续更新中会提到。

预告:

周3将会更新推力曲线。压强曲线和最终分析结论。


ps:关于沉积物,大家可以讨论下成分。我一直确定不了成分。。。有点奇怪。

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2020-01-13 14:04:53
22楼
引用 ERIC20041219 发表于 17 楼的内容:
推力终止实验。。。可以的是用反推消除,还是把冷气体喷入燃烧室??

弹出喷管

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23楼

建议再做一次试车测一次数据,这次喘燃实在可惜

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24楼
引用 ERIC20041219 发表于 19 楼的内容:
@御坂18650这种燃料的理论比冲和您的实测比冲是多少?对比一下呗

理论比冲225

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2020-01-15 03:32:53
2020-1-15 3:32:53
25楼

环塞也做好了,苦于没有燃料。。。。

也是45钢的,走科创大赛的,本来准备用A24然而A24极容易造成环缝堵塞,,可能会引起炸鸡,推力终止装置由于成本问题并未制作出来,塞锥设计可能有点问题,回去要重做,看见你们讨论来凑个热闹

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ERIC20041219
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2019/02/28注册,2 小时前活动

ERIC industrial社长、CZSA社长、进行了国内业余界首次塞式喷管发动机的试车。(座右铭:科创是人类进步的阶梯)

生物简介:ERIC20041219性情温顺,被逼疯时容易暴走。

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