55mm全金属KNSB发动机
ww2022/10/06喷气推进 IP:河南

这是我在喷气推进板第二次发帖,上次40mm的金属机来验证一下公式和仿真(详见https://www.kechuang.org/t/88164 )

,确定无误后就计划搞个更大的发动机。

这次发动机设计过程与上次相同:

整体设计

IMG_20221006_133327.png

喷燃比确定(燃烧室压强取10Mpa):

mmexport1665034394434_edit_406013912876587.png

喷管设计:

mmexport1665034395713_edit_405998490371902.png

喷管采用45#号钢加石墨喉衬:

mmexport1665033272838_edit_404930958310606.jpg

135度甘油浴KNSB:

IMG_20220930_205659.jpg

隔热层用外径50mmPPR管:

IMG_20221006_132718.jpg

试车:

因为我arduino板烧了,所以这次我的试车台用的MCU是esp8266,但这个板在上电和复位的一瞬间会在引脚处产生一个高电平脉冲,为了防止该脉冲误触继电器,我在继电器触发端接了一个滤波器:

IMG_20221006_124800.jpg

画的图很菜,设计的也很菜(临时看了几页模电瞎画的),但确实有用。

这是加过滤波器的板:

IMG_20221006_124732.jpg

接下来就是试车了,我往试车地点跑了三回才成功,这里和大家分享一下我的经验

  1. 继电器要多备几个

  2. 要买能耐大电流的继电器(我的一个继电器就因为短路点火的时候电流过大烧了)

  3. 为了防止继电器误触导致提前点火,最好搞两个继电器串联,一个用程序定时,一个遥控

试车台程序什么的跟上次相同

试车前的发动机:

IMG_20221001_110856_edit_104311408884082.jpg IMG_20221001_110926_edit_104337325448140.jpg

整装待发

IMG_20221001_160526.jpg

试车数据:

mmexport1664982210595.png

不是很清楚推力曲线为什么是这样的,结合后边的视频,觉得有可能是试车台的问题。

attachment icon 火箭发动机数据2 (1).zip 253.06KB ZIP 11次下载

摄像机机位有点不太对

HwVideoEditor_2022_10_05_230425054.mp4 点击下载

喷管上有火焰不是因为漏气,是在喷口外边的胶圈着了。。。

后边的火焰好像是因为隔热层着了。

喷管都被烧红了,下回换石墨的试试。

喷口处的残渣

IMG_20221005_230012.jpg

很显然,喷管都被烤蓝了

IMG_20221005_230340.jpg

天气十分寒冷,试车后的发动机十分温暖,非常的适合暖手(说明隔热层隔热不错)

IMG_20221005_214402.jpg

喷管也没有腐蚀什么的,应该可以复用。

总结:这次试车总体比较满意,验证了这个发动机的可用性,如果不出意外的话,未来上箭的发动机应该就是这个了。本次发帖技术含量并不高,更多是作为一个展示,但我确实学习了许多理论,这些理论也十分有用(详见https://www.kechuang.org/t/88164 ),这些理论使我对火箭发动机的工作原理了解更加深刻,也有助于我改进发动机,所以我认为理论学习是十分重要的,下一步的目标是加深理论学习,然后造出理想的火箭。

另,下回一定要换个试车台。。。

附上鸟不拉屎的阴间试车场地照片

IMG_20221005_215003.jpg





来自:航空航天 / 喷气推进
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1
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~~空空如也
Antonio
1年9个月前 IP:上海
909047

前排,大力支持!对着了的胶圈很感兴趣,毕竟以前的帖子都没报道过这种情况……请问内侧胶圈有没有同样的情况?外侧胶圈着火会不会影响气密性?

另外再问一下上次推力异常的事情解决了吗

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909049
引用Antonio发表于1楼的内容
前排,大力支持!对着了的胶圈很感兴趣,毕竟以前的帖子都没报道过这种情况……请问内侧胶圈有没有同样的情...

又仔细看了看,视频后半段冒火好像确实是漏气了,试车台数据也可以明显看出来推力突然低了一截,但是要说漏气的话,喷口处的密封圈并没有被燃气侵蚀的痕迹

IMG_20221006_142537.jpg

所以我也拿不准他到底有没有漏气

我在文章中说的密封圈着火,是指这个密封圈

IMG_20221006_141347.jpg

这个是我为了防止顶丝上的丝被高压压坏然后拧不出来加的垫圈,好像是它着了

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909050

推力与计算推力严重不符的现象仍然存在,计算工具得到推力,最大有500多N,但是实际推理连200N都没上,不知道为什么,有可能是我对计算软件中的推力理解错了吧。

另附拆机照片

IMG_20221006_142149.jpg


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虎哥
1年9个月前 IP:四川
909051

没看出漏气。药柱怎么短这么多,空的地方塞的啥

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Antonio
1年9个月前 IP:上海
909053
引用ww发表于3楼的内容
推力与计算推力严重不符的现象仍然存在,计算工具得到推力,最大有500多N,但是实际推理连200N都没...

建议检查一下试车台,55mm的发动机峰值推力绝对不可能只有180N


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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909056
引用虎哥发表于4楼的内容
没看出漏气。药柱怎么短这么多,空的地方塞的啥

是这样的,我一开始设计的这个发动机的喷管是下边这张图片上面那个,钢套管加上石墨喷管

IMG_20221006_152530.jpg

所以预留了比较大的空间来装套管,然后在测试的时候换成了下面那个喷管,所以预留了比较大的空位。下次再试车的时候,我会用上面那个喷管试试,比较一下钢喷管和石墨喷管的性能优劣。

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909057

我刚翻了翻其他帖子,https://www.kechuang.org/t/88096

这个帖子中发动机尺寸与我的相差不大,最大推力170牛左右,所以好像也不算太离谱(大概?) ,这个帖子中计算的推力也有400多N,但实际上只有171N的最大推力,所以大家的发动机都会出现实际推力比计算推力小很多的情况吗

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Antonio
1年9个月前 IP:上海
909061
引用ww发表于7楼的内容
我刚翻了翻其他帖子,https://www.kechuang.org/t/88096 这个帖子中发动...

我看到的一个32mm金属发动机,非拉喷,实际推力峰值250N


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Antonio
1年9个月前 IP:上海
909062
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Antonio
1年9个月前 IP:上海
909063
引用ww发表于6楼的内容
是这样的,我一开始设计的这个发动机的喷管是下边这张图片上面那个,钢套管加上石墨喷管所以预留了比较大的...

我不是很确定我理解的对不对,您的发动机在试车时里面有空位???这可是极其严重的大问题

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909065
引用Antonio发表于10楼的内容
我不是很确定我理解的对不对,您的发动机在试车时里面有空位???这可是极其严重的大问题

发动机里边是没有空位的,多出来的地方,我用ppr管挡住了,您可以理解为没有完全装药,有一部分隔热管是没有药的

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1年9个月前 IP:河南
909066
引用Antonio发表于8楼的内容
我看到的一个32mm金属发动机,非拉喷,实际推力峰值250N

他这个好像加催化剂了,加过催化剂之后燃速变快,有可能推力会大一些,但是加过催化剂的KNSB是没有具体数据的,所以我选择还是无催化的KNSB

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银鞍照白马
1年9个月前 IP:四川
909067

55mm这么大的发动机可能要考虑knsb的材料力学性能了吧,不用多段药柱的话粗长的knsb可能会有碎裂的风险

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909068
引用银鞍照白马发表于13楼的内容
55mm这么大的发动机可能要考虑knsb的材料力学性能了吧,不用多段药柱的话粗长的knsb可能会有碎...

55mm是指发动机外径,要是单论药柱的话其实直径只有40mm,长度只有150mm ,翻了翻其他的帖子觉得算不上非常的长粗,不过糖基燃料的力学性能确实是应该考虑的地方,我有向rnx燃料转型的想法,但是不是十分了解其燃速,燃气温度,产气平均分子量,比热比等的具体数据,还望有大佬提供支持,下一步就打算用rnx了


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Catal
1年9个月前 IP:陕西
909104

不是很建议作者继续在这么大的机子里玩knsb,性能真的不行。我之前暑假里也做过一个45mm的,推力真的不是很行,峰值也就160N左右。楼主想玩大的可以用rnx吧,之前我那个45mm的knpsb失败了,所以不是很推荐用大机子玩这个燃料,但是我觉得以它的性能是可以在稍小一点的机子中很有前景的

反正knsb实在是能量不够,还是尽快脱离的好(

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虎哥
1年9个月前 IP:四川
909106

计算推力的主要影响因素是燃烧室压强。比如根据10MPa的压强、喷口参数、燃气参数,就可以算出推力来。实测时是否达到压强,喷管效率是否达到仿真条件?特别是燃烧室压强,受燃料影响很大,糖类燃料的特点就是工艺难管控且机械强度低,燃速偏高偏低都有可能。

超过50mm直径的发动机,不建议使用糖类燃料。我记得哈马斯用莱阳钢管做过碗口大的硝糖火箭,不知道用了什么黑科技,否则是很容易因药柱碎裂、液化而爆炸的。

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909107

十分赞同你的观点,KNSB性能属实拉胯,我也想用更高能的燃料,但是rnx比冲似乎比KNSB还低(rnx比冲100s左右,KNSB比冲125s左右),AN可以搞到但目前没有见到可以正常工作的燃料,APCP里面的AP又搞不来,我虽然用电解法制过一些(大概有400克?),但这样制得的AP粒度无法达到APCP的粒度配比要求。总之固体燃料目前搞不来性能特别好的,我在高考完后有搞液体发动机的想法,但现在好像也只能用KNSB或rnx了,等我下次把这个剩下的KNSB药柱用完后就试试rnx。

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909108
引用虎哥发表于16楼的内容
计算推力的主要影响因素是燃烧室压强。比如根据10MPa的压强、喷口参数、燃气参数,就可以算出推力来。...

嗯,这个推力是我在论坛上的计算工具上算的,KNSB的燃速是根据这张图取的

Screenshot_2022-06-26-10-43-32-10_9e5553d857869454dfe83d0e5172bec0.jpg

我看了下论坛里很多KNSB的帖子,好像绝大部分发动机的最大推力都和计算推力严重不符,这也从一定程度上说明了KNSB并不算优良的性能,所以下次计划用rnx,毕竟我也只是把KNSB当做新手的入门燃料。

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909109

另,我下次打算买个压力变送器测一下燃烧室压强

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Zhang_TTL
1年9个月前 IP:山东
909130

如果LZ依然担心漏气,可以试试压力容器常用的V型或唇型密封圈。

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二次元的创世科技
1年9个月前 IP:山西
909144
引用ww发表于19楼的内容
另,我下次打算买个压力变送器测一下燃烧室压强

这东西得承受得住燃烧室的高温

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虎哥
1年9个月前 IP:四川
909145
引用二次元的创世科技发表于22楼的内容
这东西得承受得住燃烧室的高温

不需要,细金属管引出。…

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TSAZZF
1年9个月前 IP:湖南
909160
引用虎哥发表于23楼的内容
不需要,细金属管引出。…

请问是从喷口引出吗,会不会影响高温燃气的喷出?

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909171
引用虎哥发表于23楼的内容
不需要,细金属管引出。…

卖的有那种压力表缓冲管,

Screenshot_20221007_221625_com.taobao.taobao_edit_210554697363.jpg

往管子里边灌满甘油,然后一头接到发动机上面,一头接压力变送器好像就可以

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909172
引用二次元的创世科技发表于22楼的内容
这东西得承受得住燃烧室的高温

也不用承受太高的温度,毕竟缓冲管里面没有热对流,只有热传导,发动机一两秒的工作时间不至于让变送器那边也有很高的温度

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ww作者
1年9个月前 IP:河南
909173
引用TSAZZF发表于24楼的内容
请问是从喷口引出吗,会不会影响高温燃气的喷出?

不是从喷口引出,可以从发动机堵头或者是发动机壁引出,我打算从堵头引出

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Catal
10个月9天前 IP:江苏
925254
引用ww发表于17楼的内容
十分赞同你的观点,KNSB性能属实拉胯,我也想用更高能的燃料,但是rnx比冲似乎比KNSB还低(rn...

挖坟了,但是觉得楼主可以试试之前kc上看到的粉ap的制作和粉ap制得的669#试车,看起来还蛮不错的

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如雨
10个月9天前 IP:山东
925256
引用Catal发表于28楼的内容
挖坟了,但是觉得楼主可以试试之前kc上看到的粉ap的制作和粉ap制得的669#试车,看起来还蛮不错的

仅仅限于小机子

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