对于新固体火箭设计和理论知识学习的一些求助
Takuri2022/03/18喷气推进 IP:上海
中文摘要
对于理论的学习求助

现在才觉得自己当年是真的厉害,煤气灶熬knsu,还着了;小区里徒手点火箭,周围有人还不带引线……真是……

现在意识到问题了,所以从学习了一些理论,再加上目前kn买不到了,家里只剩下最后一点点,所以不做好理论工作之前我都是不会去搞的。

正式的实验的话大概会等到7、8月份,毕竟初三嘛,要中考。

这次是做一个比较小型的火箭,燃料为knsb,不知道现在还能不能造啊,实在不能造的话就做做理论吧……

可能有地方有一些问题,欢迎大家指出

一、箭体

箭体材质:PVC

箭体长度:10cm

箭体内直径:3cm

箭体外直径:3.6cm

V管=10*3.14*(0.3)^2=2.826 cm^3

pPVC=1.4g/cm^3

mPVC管=2.826*1.4=3.9564g   /是不是有点小?我算错了吗?/

mPVC实际质量预估:15g

二、燃料

燃料:knsb

V燃=3.14*10*(1.5)^2=70.650 cm^3

p燃=0.018g/cm^3

m燃~=5.09g     /约等于打不出来……/

m燃实际质量预估:8g

三、喷管

附图:

F0241160-8076-4C7A-AE25-0EC0B333F24F.jpeg

大概就是这么个鬼样子

材质大概和PVC差不多,是不是有点长?

质量预估:11g

体积好像要用微积分,目前还没学到。

四、关于火箭大致参数的预算:

m总=15+11+6=32g=0.032kg

燃料棒预计燃烧时间:3s

根据一些大大们给的公式,我算了点东西,就是不知道对不对

(1)F推=m'•ue=m/t•lsp~=0.0051kg/3s•9.8•100s =1.666N~=0.17kg           /理论比冲164s,不过自己做的,那质量大概……就按100来算好了,而且这样算还简单/

emm…推的动箭体就行

(2)Pjet=F•g0•(lsp)^2=[1.666•9.8•(100^)2 ]/2=81634W          /好像有点大…/

(3)燃烧室体积=[(S大-S小)•l]/2 +S小•l~=64.0874cm^3


以下为求助:

(1)KNSB的燃料热值怎么求?

(2)燃烧室压强怎么求?

(3)这是一个求马赫数的公式,问题如图:

545D607C-3DE0-4BD7-B488-E831D067C977.jpeg

(4)在我的设计中,喷燃比=S药/S喷喉=9/4 ,这个数值代表了什么?

(5)点火瞬间压力中,初始流量与点火延时怎么算?

(6)燃烧实际放热计算公式是什么?


(7)如图:

A844FF13-1D5A-4289-875A-93BABB3B69EE.jpeg



刚刚接触理论知识,还有很多不懂的地方,谢谢大家了……

[修改于 2年1个月前 - 2022/03/18 14:06:09]

来自:航空航天 / 喷气推进
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~~空空如也
Trinitrotoluene
2年1个月前 IP:河北
902278

有各种内弹道计算器,为什么还要手算

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Trinitrotoluene
2年1个月前 IP:河北
902279

At/Ae是扩张比

At是喷管出口面积,Ae是喷喉面积



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Takuri作者
2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:上海
902280
引用Trinitrotoluene发表于2楼的内容
At/Ae是扩张比At是喷管出口面积,Ae是喷喉面积

谢谢大佬

主要是因为网课才拿到ipad,然后刚刚才发现论坛有个计算功能,我昨天晚上还算了半天w(゚Д゚)w……唉

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Trinitrotoluene
2年1个月前 IP:河北
902281

抱歉,刚才说错了

Ae/At是扩张比

Ae是出口面积,At是喷喉面积


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Takuri作者
2年1个月前 IP:上海
902283

算出来了~但由于不知道怎么算燃烧室压强,所以用6MPa算了一次,如图

170C2E6D-1B92-48E6-B91C-61F3E225D570.jpeg

然后感觉PVC可能扛不住6MPa,真放knsb进去可能会放个大烟花,所以去搜了一下,好像最多能抗0.8,修改了一下数据,如下:

ADE69B03-74CB-4021-B252-AF5FE3BD14E5.jpeg

不管怎么算,温度好像都低了一点,是怎么回事呢?会不会造成断断续续地喷火(具体的名词忘了,指的是燃烧时部分温度不足燃点熄灭,其余部分继续燃烧,大概是这样吧?)?


(●--●)

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lyhhjahj
2年1个月前 IP:江西
902284

热值估计要自己制造测量,可能有点不准。

压强近似等于推力除以0.648倍喉部面积

r估计是比热比,我好像没见过这个公式

第四个有人答过了

第五个不会算,一般不会高出额定10%

第六个放热公式×效率

第七个有人答过了

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Takuri作者
2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:上海
902287
引用lyhhjahj发表于6楼的内容
热值估计要自己制造测量,可能有点不准。压强近似等于推力除以0.648倍喉部面积r估计是比热比,我好像...

十分感谢,作为同样是初三的学生,你的专业知识实在是比我强多了~

关于“压强近似等于推力处以0.694倍喉部面积”还是有点搞不懂,这里能给出具体的公式和单位吗?谢谢~(^_^)

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lyhhjahj
2年1个月前 IP:江西
902288
引用lyhhjahj发表于6楼的内容
热值估计要自己制造测量,可能有点不准。压强近似等于推力除以0.648倍喉部面积r估计是比热比,我好像...

对不起,我记错了,第二条是推力除以0.694倍喉部面积

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lyhhjahj
2年1个月前 IP:江西
902300
引用Takuri发表于7楼的内容
十分感谢,作为同样是初三的学生,你的专业知识实在是比我强多了~关于“压强近似等于推力处以0.694倍...

我是从论坛里看到的,

我只能推导到这了 1647650863856.jpg

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Takuri作者
2年1个月前 IP:上海
902366

又有一个问题,在这个公式中,ln是啥,一个常数吗?

如图:

F9551C63-F37B-4771-8966-15C5076003F9.jpeg

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lyhhjahj
2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:江西
902370
引用Takuri发表于10楼的内容
又有一个问题,在这个公式中,ln是啥,一个常数吗?如图:

表示(m0除以m1)的对数,计算器上有这个按键的


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WernerPleischner
2年1个月前 修改于 2年1个月前 IP:广东
902587
引用Takuri发表于10楼的内容
又有一个问题,在这个公式中,ln是啥,一个常数吗?如图:

不知道你哪里看到的这个公式,应该不是什么正规著作,排版不规范。一般来说,斜体$ln$是变量,而函数要用正体$\rm{ln}$。

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蜂起4223
1年11个月前 修改于 1年11个月前 IP:浙江
904375

楼主,那个γ(伽马)与空气的自由度有关,可以参考大三的热学教材。

这边建议设空气都由双原子分子构成(氧气和氮气,占99%),然后有三个平动自由度和两个转动自由度,总自由度数量为5。

所以Cv=2.5R,Cp=Cv+R=3.5R。(R为气体普适常量,我记得是8310左右,不重要)

(Cv是定容比热,Cp是定压比热) (Cv=自由度数量*R/2)

γ定义是等于Cp除以Cv

那么一般大气的γ就等于7/5

也就是按1.4算


至于ln,去百度吧,讲的也比较详细。建议先学一下对数log。

做火箭的话微积分也该是会一点的,建议b站找教程大致先学一下入门吧

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蜂起4223
1年11个月前 IP:浙江
904376

刚想起来γ应该是叫做比热比

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hypersonic_m
1年11个月前 IP:江苏
904515
引用蜂起4223发表于14楼的内容
楼主,那个γ(伽马)与空气的自由度有关,可以参考大三的热学教材。这边建议设空气都由双原子分子构成(氧...

R在气体动力学里通常取摩尔气体常数,还要除以一个摩尔质量。重要,怎么不重要?与排气速度和质量流量都有关,只不过在推力公式里被消掉了而已。

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