40MM-KNSB火箭项目(进行中)
Mazed2022/04/06原创 喷气推进 IP:广东

    自二月份深圳的学生封校以来 作为一名高二生 每天不是刷练习题就是上视频网课 刚好社团又需要准备项目 那准备什么呢?
那就做火箭吧 那就做一枚一冲云霄的火箭 让它飞出这个压抑的鬼地方(好吧我原本挺喜欢学校的 但谁耐得住一个多月的封校三点一线呢???)

    脑中空空 从零开始 快速的一个小时头脑风暴👇还记得当时插科打诨来了一句,“烟花不也能往上飞,边飞边喷火吗?把别人烟花拆了,自己做一个不就好了?”

IMG_8963.jpg

当时还计划做航模来着 但我做过了 所以发挥了波官僚主义精神把它否了😀

再之后就是持续的研究和搜索相关资料

   了解火箭的原理

    需要使用到的材料

    有没有可行的方案供参考?

    我们会需要多少人手?

    法律问题&安全风险的研究


接下来就是给整个项目制定时间表 待办清单 这里就使用了思维导图把所有的信息做一个整合 盘整出项目的进度并为之后的任务做一个备份

Timeline&material.png

(第一稿)

Screen Shot 2022-04-06 at 3.56.27 PM.png

(第二稿)

首型.png

(第一个模型,很显然只是在乱玩Open-rocket)

暂定型.png

(在了解了设定材料种类 导入发动机数据之后的最终版本 但在编辑文章的时候仍然发现了许多错误.......😅


发动机数据来源如下
预定药柱数据:200mm长*36mm最大直径*7mm燃烧孔 KNSB
这里也是我们的第一个问题:此处是否有计算错误?我们是否忽略某项重要指标导致发动机的数据过于夸张?

Screen Shot 2022-04-06 at 4.13.10 PM.png

注意此处两张图稍有不同 原因是我电脑没电后没保存到第一张图的数据😭

燃烧数据图.png

计算器来源:“[重磅]SRMS Solid Rocket Motor Simulator 两相流内弹道软件发布贴”, LS, https://www.kechuang.org/t/85254?page=0&highlight=872994#highlight

Screen Shot 2022-04-06 at 4.22.32 PM.png

(预想的喷管)


    这里的数据使我们停下来 重新思考喷管的设计和搜寻资料 并暂时停止了喷管的3D建模 同时进行的燃料制备也让我们意识到,“整个项目是不是进行的太快了?” 当项目出现没有人可以给出合理科学解释的情况下 我们决定利用假期再去进行搜索和准备 解决过程中出现的问题 并从中学习 也是此贴的首要目标

IMG_2872.jpg IMG_0626.jpg

(两图为制备出的燃料)

问题二:我们发现制备出的燃料颜色明显和多贴描述不符 例如我们的燃料是橙红色 可以闻到明显的焦糖味 尽管测试貌似没有问题 但还是觉得应该了解背后的原因

燃料制备过程如下:

第一步:

按比例称取硝酸钾置于烤箱里用150℃烤20分钟以上干燥。

第二步:

按比例称取颗粒状的山梨糖醇小火熬化(熔点94~96℃),熬煮过程中需要搅拌,熬到不再产生气泡(熔化过程中,山梨糖醇内部的结晶水会以大量水蒸气的形式缓慢溢出,形成大量的微小的气泡致使液态的山梨糖醇成不透明的乳白色),使山梨糖醇变成全透明水状液体,这样子的山梨糖醇不含结晶水。

第三步:

把加热功率调到最低,趁热往熬好的液态山梨糖醇里加硝酸钾,再稍微调大加热功率继续保温搅拌均匀,此时的燃料颜色是发黄的。

第四步:

将熬好的燃料直接倾倒进模具/发动机内流平,如果单次燃料熬多了,没倒完的时候通常加热容器内的燃料的温度会下降,会变的更粘稠,流动性变差,这种情况不好倒进模具/发动机里头,重新热一下容器就能完全解决。

第五步:

燃料冷却硬化到还留有点淡黄色,比较硬但是还有点轻微可塑性的时候后脱出芯模


来源:“KN燃料使用的几个问题”, helium,11楼,https://www.kechuang.org/t/85003?page=0&highlight=873886#highlight

其他关于项目的进度:

WechatIMG8.jpeg

好吧 找了一圈没有图了 其他加工主体的地方忘记拍照了😬


后话:

两星期征服 彻底拿下火箭 当中国小马斯克的计划已经“名义上”破产
从一开始的一飞冲天 再到现在的:“做个发动机试车获取数据先......” 真真切切感受到了科研的复杂性 还有工程类项目对综合数理化知识带来的考验 当然这尚且还没有挫败我们 从三月十四号的一个构想 再到四月一号解封离开学校 能有以上进度我们都已经相当满意了 接下来我们会在课余时间尽力更新 直至最后的发射


来自:航空航天 / 喷气推进特殊话题:提问/求助动手实践:实验报导
4
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~~空空如也
WnJaHn
2年1个月前 IP:山东
902989

楼主的KN是自己做的还是买的?。如果是自己做的测一下KN的酸碱度,正常情况下应该是中性的,如果是偏碱性的做出来的燃料就容易发黄甚至变焦,并且KNSB几乎是KN系三种燃料流动性最好,最不容易发黄的。另外可以用重结晶法来制作燃料,对KN目数没有太大要求


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Takuri
2年1个月前 IP:上海
902991

确实那些数据有些恐怖,比冲200多s绝对不可能,理论才164s。

应该是一些数据出错了,我用我知道的一些数据算了一下,结果是这样的:

309BF498-6A7A-4030-9EF0-80FBD9733998.jpeg

正常多了。

然后那个SRMSBeta0.8中,比冲是写成1600了,应该是160吧?

如果有什么疑问的话可以自己动手算一算。

最后,加油!

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评论(3)
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Takuri
2年1个月前 IP:上海
902996

哦对,1km以上应该就要备案了。


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sxm
2年0个月前 IP:海南
903027

喷口气压与大气压差了80kpa估计会欠膨胀

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