液体火箭发动机参数设计程序
鹰图小盆友 2020-5-19原创 喷气推进
中文摘要
火箭发动机主参数设计程序、火箭发动机型面设计
关键词
火箭发动机参数设计

       看到不少爱好者们也经常进行液体火箭发动机设计或者是固体火箭发动机设计,但是对发动机推力室型面或者喷管的专业设计仍旧是相对比较陌生的。本文主要针对液体火箭发动机推力室型面编写了相应的设计程序,以方便爱好者们往专业设计方向更进一步。

       本程序采用Matlab编写,故更容易使用。这里通过一个具体的案例为大家介绍如何使用。

       Q:推进剂为液氧/煤油;地面推力Ftc=500000N;燃烧室室压Pc=8.0MPa;氧燃比r=2.715;地面理论比冲I=2835.6m/s;特征速度C=1833m/s;扩张比Ee=20; 这里取燃烧效率y1=0.98;喷管效率y2=0.98;

 (Ps:理论比冲、燃烧室总温、特征速度、出口燃气组分,这些需要进行热力计算,简单的可以采用RPA进行,这个应该比较好下载,这里我就默认大家会去看看,难度比较低)

 

首先,我们使用Rocket Design1.m程序,通过matlab读入。

02.jpg

输入主要参数推力、比冲、燃烧效率、喷管效率、混合比、特征速度等参数,特征长度可以在附件中获取,或者其他参考书籍,这里给大家推荐一本目前已经绝版的红宝书《液体火箭发动机设计》——宇航出版社。

03.jpg

然后拉到程序末端,填写数据输出地址、数据文件名称。

04.jpg

运行程序,即可获得相关参数,打开txt.

05.jpg

获得主要参数后,我们开始进行火箭发动机推力室设计。打开程序Rocket Design.m

01.jpg

输入由上一个程序获得的一些主要参数和一开始的设计参数。喷管扩张比Ee、喉部半径Rt、燃烧室室压Pc和燃烧室容积Vc、喷管出口扩张半角B、钟型喷管相对长度L。这里,我们需要选择是采用锥形喷管还是钟型喷管(双圆弧喷管)。目前钟型喷管的使用更为广泛。选择哪种喷管,填写相应的参数。最后,同上一个程序,程序末端填写数据导出地址和名称。

运行程序,获得结果: 06.jpg

其中,对于选择钟型喷管时,如何选择喷管相对长度L呢?这里我们需要参考相应的扩张比、喷管出口张角(2倍出口半角)

(详见附件PDF)

07.jpg

获得参数后,进行型面机械设计:

08.jpg 09.jpg 10.jpg

备注:大家在计算过程中,可能因为计算精度问题,导致在进行机械设计时,发现可能两段曲线没有完全相切,这里我们可以进行手动调整即可,不会影响总体性能。当然,也可以采用高精度计算,但是实际没有必要,因为在加工喷管时,例如数控加工,一般是导入坐标点,同样有相应的误差,所以不影响。

attachment icon Rocket Desigin1.m 2.09KB M 50次下载

attachment icon Rocket Desigin.m 2.77KB M 42次下载

   Rocket Design1.m  主参数设计程序

Rocket Design.m 型面参数设计程序

attachment icon 1994_液体火箭发动机设计(上).pdf 41.38MB PDF 87次下载 预览

 宇航出版的红宝书,目前绝版了,当年度大学的时候存了一套,现在觉得确实赚了,目前在这个行业,这个书我认为是十分实用的。也与大家分享,当然有可能已经有爱好者分享了,那大家可忽视即可,上次分享了一本流撞车了,真是尴尬。

最后呢,这里把程序定位为开源程序,大家可以在此基础上进行修改,分享。我认为有利于让大家像更加专业方向前进。(眼睛干涩,腰酸背痛,写文章不易呀,如果有写错了的,一定是我老眼昏花,大家包涵)

 

+1  学术分    warmonkey   2020-05-20   原创优秀软件
来自:航天航空 / 喷气推进
 
8
2020-5-19 21:20:18
1楼

matlab的file descriptor有三个特殊值,0=stdin,1=stdout,2=stderr。

fprintf(1, '输出到stdout'); % 直接打印到运行窗口

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2020-5-19 21:38:00
鹰图小盆友(作者)
2楼
引用warmonkey发表于1楼的内容
matlab的file descriptor有三个特殊值,0=stdin,1=stdout,2=st...

接下来的优化还是交给大家吧,码字是真的累啊😴你上次搞那个姿态发动机是要做什么啊?


评论(3)折叠评论
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鹰图小盆友(作者)
4楼
引用warmonkey发表于3楼的内容

红宝书,现在都买不到了,当年还买了两本,那时候80一本还县贵了。后来也是搞的电子版


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文章
6
回复
23
学术分
2
2020/03/10注册,2 个月前活动

此人太懒,也不想留下什么 /此人将引以为戒,不回复任何非本人文章内容/ /此人不参加任何所谓民间组织、研究团队/

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