侧面打孔从来都不担心螺丝抗剪,螺丝孔的强度才是问题。法兰固定会严重增大发动机直径导致阻力很大,只适用于地面试验。而且说实话从来没人开槽放螺丝的,都是螺丝孔。
我当前的设计中,发动机机身直径100mm,法兰直径130mm,的确有一定的阻力增大,然而我觉得,只要箭体设计得当阻力的问题便可得到克服。这个发动机设计的干质比在2-3之间,设计耐压10MPa,还是想使用较为稳固的法兰固定。
考虑到论坛里面最近没有人提出来较大的固体发动机的设计思路,我在这里提出一个压力容器的设计思路,用在我正在设计的100mm发动机上,权当抛砖引玉
首先考虑发动机燃烧室壁厚。我们想要发动机能工作在10MPa的压强下,这样能使用多种燃料并提升比冲。根据计算,3mm厚的6001铝合金能承受11MPa,故我们将壁厚设为3mm
其次考虑堵头和喷管的固定。看很多前辈在压力容器的侧壁打孔,使用螺丝卡到堵头/喷管上开的槽里面。我认为在较大的口径和室压下,固定的螺丝可能无法承受工作时的剪力。我们的思路是,喷管和堵头的外侧延长出一个法兰,两个法兰通过长螺杆拉紧。这样充分利用了螺杆的结构强度,能承受更大的力,进而保证安全。
封面图为我正在设计的发动机的渲染图