申请人信息
申请人ID:火箭推进实验
真实姓名:潘佳科
自我介绍:发射过小型火箭,参加过学校里的水火箭比赛,取得不错的成绩。
申请方式:个人
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申请人曾经发表的技术文章:
文号:895490火箭推进实验发表于:2021/07/29 10:46:39
石膏材料喷口制造过程
项目信息
可调火箭发动机推力测试台
学科分类:喷气推进研究周期:30 天
摘要
制作可调火箭发动机推力测试台

本人就读于上虞城南中学,现在为准高二。于去年入坑火箭发动机。

      以前一直采用竖直加秤的推力测试方法,无法排除燃料质量减少所带来的影响。但水平测推力秤无法固定,地面又有摩擦力所以我需要精确且摩擦力小的标准推力测试台。现申请科创基金用作发动机推力测试台。现在初期阶段发动机的直径较小,如果采用固定大小的推力测试台无法满足以后的大直径发动机。所以这个项目的创新点在“可调”。前期准备已完成图纸制作,底座加工(是一块木板)。 IMG_20210804_104706.jpg 注:改成30mm的铝型材,尺寸要改。

       “可调”体现在能适应不同尺寸的发动机,设计预期能达到发动机直径8mm~100mm。通过滑动平台的不同孔位长度和与发动机的连接件大小来调节。设计图如下:

IMG_20210806_173936.jpg IMG_20210809_213256.jpg 可调平台已完成建模。

      我有多种设计方案一开始打算采用圆筒加螺丝杆固定的方案。但是螺丝杆会松动而且需要一个个调节,非常麻烦。整体已进行受力分析如图:可见形变量已经很小。

IMG_20210809_190714.jpg 应力分析1.png 应力分析.png 变形分析.png 应变分析.png

中间为压力传感器100公斤级。 IMG_20210809_202504.jpg


       经过模拟能够承受设计所需的1000牛推力,完全达到设计要求。以后将以这个平台为基础扩展所以决定将2020铝型材换成3030铝型材。

这是应力分析报告:

attachment icon 应力分析模型-静应力分析 1-1.docx 1.57MB DOCX 20次下载


       在确定加工图纸前会先用3D打印确定零件大小,减少数据错误带来的麻烦,和减少周期。 

      底座已加工好长度已确定。一开始打算不用底板直接用铝型材,然后考虑到要用石头压住不方便所以还是采用木底板,表面刷上防火漆。为什么不用铁板,因为太薄了不好拿厚一点的话又太重了,不好搬运。整体效果图已制作完成:型材图纸标注已完成。

attachment icon 型材支架.pdf 122.56KB PDF 52次下载 预览

IMG_20210809_202028.jpg IMG_20210809_202114.jpg   

      火箭发动机的推力曲线是检验设计的重要依据,也是计算火箭升空运动轨迹所必不可少之数据,因此,测量火箭发动机的推力曲线,是火箭试车台所必需的,采集卡的原理是在称重传感器受力方向来回施加压力与拉力,电压发生变化,输出一个变化的模拟信号,信号到处理器进行运算。我打算购买成品,加快项目进度。采集卡采集到的数据将通过SD卡插入电脑,用excel软件处理记录的数据,然后做出折线图,得到类似正弦波的波浪线。压力传感器与平台连接要连接件并且起到加固的作用。注:上面的图只是效果图,不成比例。)

实施流程:

一,设计图制作(已完成)

二,材料购买

三,框架搭建

四,电路搭建

五,测试,采集数据

六,完成,结题

      组装完成后将在科创发帖制作过程,所得的数据将在科创论坛上共享。推力测试台会为以后固体可变推力发动机系统做铺垫。打算后期升级,应用范围扩大,测试台可以适用于涡喷,涵道(稍微大一点的,直径60mm以上)等。以上所有将会产生的后果都会自己负责。注:预算如果不够将会自己承担,超出将会返还。


资金预算
用途 规格型号 单价(元) 数量 单位 合计(元) 专家建议(元) 实际批准(元)
3030铝型材 80 1 80 80 80
滑轨 17 2 34 34 34
铝型材连接件(3030角码含紧固件) 3 10 30 15 15
发动机连接件 2 10 20 20 20
防火涂料 13 1 13 13 13
木板加工(钻孔) 15 1 15 0 15
推力采集卡 80 1 80 80 80
小型充电宝 8 1 8 8 8
压力传感器(100kg量程) 30 1 30 30 30
可调金属平台加工 125 1 125 125 125
滑轨与铝型材适配件加工 20 4 80 80 80
压力传感器与平台连接件 15 1 15 15 15
申请金额 530 元,专家建议 500 元,实际批准 515 元
实际花费
用途 规格型号 单价(元) 数量 单位 合计(元)
3030铝型材 80 1 80
滑轨 30 2 60
铝型材连接件(3030角码含紧固件) 3 14 42
发动机连接件(含两种型号) 2 10 20
防火涂料 20 1 20
木板加工(钻孔) 15 1 15
推力采集卡 80 1 80
小型充电宝 8 1 8
压力传感器(100kg量程) 30 1 30
可调金属平台加工 125 1 125
螺丝配件 20 1 20
铝型材切割片 10 1 10
实际花费 510 元,应退金额 5 元,申请人已退款
拨款详情
序号 金额 状态
第 1 期 515 元 已拨款
项目状态
提交申请
专家审核
管理员复核
第 1 期拨款 515 元
结题
退款 5 元
最新进展
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项目信息未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:缺少项目内容,请参考申报系统的提示撰写。如果因为浏览器兼容问题无法撰写,请使用右下角报告问题功能提交工单。
资金预算未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:项目内容不明,暂未审核。
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用户信息通过审核
项目信息未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:项目计划无设计目标、无设计指标、无方案论证分析、无强度核算、无实施流程。缺少受力分析等必要的理论依据。项目名称不能得到项目内容的支撑,例如未阐明“可调”体现在什么地方。项目内容中存在杂质内容,例如喷口相关的内容。语言表达和逻辑层次欠清晰。图纸无标注。
资金预算未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:预算中包含与项目无关的内容。预算与图纸似乎不一致。
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项目信息未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:修回的申报书基本解决了上次审查发现的问题。但是受力分析材质设置与实际显著不同,应力集中的关键位置网格设置可能不合理,未突出仿真目地,结果不具有参考性。
资金预算未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:预算未得到项目内容的支撑,其中关于数据采集部分的预算,在项目内容中无法找到设计依据。
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用户信息通过审核
项目信息未通过审核,等待申请人修改。 审核意见:修回的申报书并未解决上次审查指出的问题,只是删除了受力分析报告,试图回避问题。但软件截图仍然存在亚微米级的最大形变,相比上次审查并无实质性改动,没有证据表明相关分析与实际设计相符。 申报书中指出该测试台最大可适用于100mm发动机,这种规模的发动机推力几乎不可能小于500N,提示“500N”的设计指标缺少依据,疑属臆测设计,或该测试台适用范围指标属片面指标。且没有考虑适当的裕量和冲击载荷。 申报书不能含有明显的错误。
资金预算通过审核。 审核评语:压力传感器选型偏小。
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项目信息通过审核。 审核评语:模型依然存在问题,似乎型材和基座是紧配合的,紧固件等关键薄弱环节也没画。鉴于申报人在多次修改过程中有所进步,为便于项目及时开始,同时考虑到申报数额较小,现予以批准。请在项目实施过程中重视理论计算,完善设计方案,并参考网友评论中指出的问题加强学习。
资金预算通过审核
管理员复核通过,开始项目。 审核评语:原则同意,注意安全。
申请第 1 期拨款
申请第 1 期拨款
第 1 期拨款 515元 完成
第 1 期申请人确认收款
已完成铝型材购买和切割,已完成滑轨和推力采集卡购买。
框架搭建完成,木板加工完成
申请中所描述的基本框架已经搭建完成,压力传感器也已经调试完成。虽然制作过程有些麻烦,但是结果还是令我满意的。现在就差试车了,但是我马上要上学,开学前已无法完成。
提交结题申请
申请中所描述的基本框架已经搭建完成,压力传感器也已经调试完成。虽然制作过程有些麻烦,但是结果还是令我满意的。现在就差试车了,但是我马上要上学,开学前已无法完成。
提交结题申请
预计九月份中秋节或国庆节完成最后试车测试。
预计九月份中秋节或国庆节完成最后试车测试。
结题报告审核未通过,等待申请人修改。 审核意见:该试车台在极限使用时可能存在解体的风险。相关的项目报告缺少对设计、制造、性能测试方面的总结。请项目完成后再申请结题。
确认存在解体风险,具体原因是由于角码只有一颗螺栓固定一侧,导致固定点位于一条直线上,造成竖直的一侧有一定程度的翻转。不过侧推力时竖直的一侧会靠住墙,但是有一定的几率解体,所以我打算采用另一种固定件。具体完成试车要到国庆假期。
确认存在解体风险,具体原因是由于角码只有一颗螺栓固定一侧,导致固定点位于一条直线上,造成竖直的一侧有一定程度的翻转。不过侧推力时竖直的一侧会靠住墙,但是有一定的几率解体,所以我打算采用另一种固定件。具体完成试车要到国庆假期。
确认存在解体风险,具体原因是由于角码只有一颗螺栓固定一侧,导致固定点位于一条直线上,造成竖直的一侧有一定程度的翻转。不过侧推力时竖直的一侧会靠住墙,但是有一定的几率解体,所以我打算采用另一种固定件。具体完成试车要到国庆假期。
项目中的设计制作早已完成,但是由于自身时间原因一直没有试车过,无法验证到底可不可行,是一个遗憾的地方。 在试车台设计阶段,经历了从粗糙到精细的变化,建模软件从最初的用123d,到后来的solidworks软件。制作阶段,不断地改进,找最优解。有许多曲折。比如,零件不契合,部件长度不够。设计时没有考虑到实际情况,铝型材需要尺寸修改。 从这个项目中学习到了很多,在固体火箭发动机的制作过程中让我感觉到试车台的重要性,正是这个才设计出这个试车台,现在我居然违背了这个初衷。为了追求完美,固机已经设计好,堵头,喷口加工完成,现在一直找不到合适,耐热的机身。所以一直没有实测,燃料的加工工艺也在改进。
提交结题申请
结题报告审核通过。 审核评语:研究过程完备,基本实现预期目标,信息报导细致,同意结题。
申请人已退款 5 元
来自:航空航天 / 喷气推进自助服务区 / 科创基金
5
TonyCheng
9个月18天前
1楼

画个CAD不行么...这个手绘图谁能看明白啊

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评论(3)
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火箭推进实验作者
9个月15天前
2楼

从基金申请阶段,我就学到了很多SolidWorks有限元分析,图纸绘制规范。

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TonyCheng
9个月14天前 修改于 9个月13天前
3楼

“采集推力之系统之设计,所需的电子专业知识较多,并非一般爱好者所能掌握。”

分明是胡扯吧...设计采集卡稍微会一丁点arduino或者stm32就行啊...我们学校创客社随便拉一个人出来都可以 虽然自己做确实有一点点难度 但是我觉得你把这个难度夸大了很多

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地震带上的人
9个月11天前
4楼

型材抗弯不能这么算哈,不同截面有不同的惯性矩

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虎哥
3个月15天前
5楼

该项目已超期,请于一个月内办理结题手续。如果遇到困难,可以按未完成结题,但不能不结题。

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火箭推进实验
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2020/08/17注册,6 天前活动

一位非常热爱火箭航天的高中生

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