请各位大佬帮忙看看这个拉瓦尔喷管有没有什么设计上的问题
baxyz2022/12/27喷气推进 IP:北京

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如题

喷口-不锈钢,CNC切削,抛物线,截面.png (FreeCAD 截面图) image.png (导出STL,扩张段斜视)

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image.png (STL,收敛段斜视)

image.png image.png (STL,剖面)

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数据如下

收敛半角 45°

收敛段直径 11mm

喷喉长 2mm

喷喉直径 4mm

扩张半角  18° 由于是抛物线所以算得是两端点连线的夹角

出口直径 5.213mm(计算得出)


此喷管在7.7Mpa,燃气温度2500K,大气压强=1atm时,数据如下

image.png

以下是提问:

   

    0.收敛段/喷喉的结合部位、喷喉/扩张段的结合部位要不要倒圆角?

    1.上面这个喷管有没有什么问题?

    2.关于材料,想问不锈钢可以作为喷口材料吗?

    3.关于如何制作,应该直接CNC或者车床代加工吗?应该找哪家靠谱?

    4.  7.7mpa的工作压力,发动机外壳用什么合适?

    5.  关于燃烧催化剂,KNSU+自己制备的少量三氧化二铁(粉,现在没干燥完)会导致工作压力升高到多少?

    6.  在最高点释放载荷必须使用电子系统或者遥控吗?

    

[修改于 1年3个月前 - 2022/12/27 09:19:46]

来自:航空航天 / 喷气推进特殊话题:提问/求助
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~~空空如也
Ruzen
1年3个月前 修改于 1年3个月前 IP:江苏
913191

  请问lz是萌新吗如果是,请看下面,如果不是,就当个笑话,首先,knsu被禁了,建议lz用knsb,而且新手不要用氧化铁,特别容易出问题,外壳建议7075者6061,首选7075,如果要cnc加工的话,你需要剖面图,而且新手上来就要用金属机,会出问题的,先从ppr开始学,别想一步登天,看到lz想开伞,这个可以采用彩虹之巅大佬的方案,而且lz的仿真非常不完整,请问lz有没有进行理论学习,如果没有,我觉得是不合适的,请lz先进行学习,为了自己的安全,同时也为了家人,lz的这个设计本身缺乏大量仿真计算,我也不是什么大佬,就不做评价了



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偊浪_Rykii
1年3个月前 IP:江苏
913193

1、目测lz的喷喉和扩张段有点奇怪。而且个人认为这么小的发动机没必要做弧形的。

2、可以。但会比较重,上箭的话可以考虑酚醛、石墨或树脂/石膏浇筑

4、铝合金应该可以胜任。

5、knsu还是算了吧,建议knsb或rnx,氧化铁不贵的,可以rmb置换法。至于压力……看你加多少喽。


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Ruzen
1年3个月前 修改于 1年3个月前 IP:江苏
913194
引用偊浪_Rykii发表于2楼的内容
1、目测lz的喷喉和扩张段有点奇怪。而且个人认为这么小的发动机没必要做弧形的。2、可以。但会比较重,...

同意楼上,但喷管好像e51加氧化铝更好,主要氧化铁这东西随缘,感觉没必要,这个发动机有很多地方不合理,可能会过重,还有就是不太理解lz为什么要做金属机,ppr不香吗,还是建议lz打好理论基础,另外,祝顺利。补充一点,lz的喷喉过短


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悟死参玄
1年3个月前 修改于 1年3个月前 IP:浙江
913196


2.用304没问题

3.LZ的喷管目测加工难度有点大,最好不要图便宜找便宜厂,因为误差可能会比较大。或者可以3d打印个模具上环氧树脂浇筑,做一次性的喷管

4.我用的一直是6061,不过不管是什么材料知道室压算一下壁厚就可以了

5.使用knsu完全没必要加氧化铁(尤其是自己做的),危险且增加不了多少比冲。氧化铁改性一般用在rnx和knsb比较多

6释放载荷是指开伞吗?如果是的话用航控会比较好,装延时药药量和时间不好控制,需要经过大量的实验,很难满足“最高点释放”


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baxyz作者
1年3个月前 IP:北京
913198
引用Ruzen发表于1楼的内容
  请问lz是萌新吗如果是,请看下面,如果不是,就当个笑话,首先,knsu被禁了,建议lz用knsb...

是的,我是萌新。

关于KNSU被禁,我可能是没看到相关规则

剖面图有,忘放了

你说的有道理,3d打印这么个塑料件性价比不高,金属机也确实容易翻车

关于理论学习,粗浅地看了一些站内的教程,5.2147这个数也是我照着https://www.kechuang.org/t/88489的公式算的

再说仿真计算,已经用站内的计算工具验证过了,配了图,进一步的计算缺少软件,正在找开源的仿真


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客星晨出东方
1年3个月前 IP:浙江
913203

2500K的燃气温度什么玩意啊,没那么高啊。

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baxyz作者
1年3个月前 IP:北京
913206
引用偊浪_Rykii发表于2楼的内容
1、目测lz的喷喉和扩张段有点奇怪。而且个人认为这么小的发动机没必要做弧形的。2、可以。但会比较重,...

image.png 抛物线去掉,看过了草图,是符合数据的。

氧化铁放弃了,换KNSB,这是新的数据

image.png


image.png

前面某位说燃气温度1327摄氏度,在1400K时数据如上,1500K的数据相近。看到喷管效率仍然在96%左右


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客星晨出东方
1年3个月前 IP:浙江
913211
引用baxyz发表于7楼的内容
抛物线去掉,看过了草图,是符合数据的。氧化铁放弃了,换KNSB,这是新的数据前面某位说燃气温度132...

室压只剩3.65MPa了,还有药柱11mm直径是否太小

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客星晨出东方
1年3个月前 IP:浙江
913212
引用baxyz发表于7楼的内容
抛物线去掉,看过了草图,是符合数据的。氧化铁放弃了,换KNSB,这是新的数据前面某位说燃气温度132...

1327摄氏度是1600K不是1400K

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baxyz作者
1年3个月前 IP:北京
913213
引用客星晨出东方发表于8楼的内容
室压只剩3.65MPa了,还有药柱11mm直径是否太小

是的,重新计算了3.65Mpa的最优喷管出口半径为3.71584,此时效率为98.83%

按照我刚才计算的结果,总重500g时约430m,目标高度300m(这个前面忘了说),考虑空气阻力,应该足够

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baxyz作者
1年3个月前 IP:北京
913214
引用客星晨出东方发表于9楼的内容
1327摄氏度是1600K不是1400K

emmm我估计手残了,1600K的效率掉到了97.67%

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飞鹰航天
1年3个月前 IP:江苏
913248

特形喷管的扩张半角并不是两点的连线。。。。。。特型喷管中抛物线型的型面设计需要给定喉部半径rt,扩张比ε,出口半角

αe或者喷管长度Ln,通过这些数据进行简单的计算后根据计算后的结果查表后得到Ln/rt和初始扩张半角αm,后再根据这些参数进行曲线拟合。特型喷管一般都有出口半角和入口半角这两个概念。特别需要注意的是,很多前辈们的实验证明,当α- αe> 12° 的时候,实际比冲会有较大的损失。各位不要因为觉得帅就随意的做特型喷管,做出的的效果可能还没锥型的一半好。做这些东西得建立在对知识有一定的研究和理解之上。楼主开篇就犯了一个根本性的错误,足以证明理论研究不够。建议各位初学者多研究教程和文献。遇到问题先思考,再提出有思考的问题。



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baxyz作者
1年3个月前 IP:北京
913250
引用飞鹰航天发表于12楼的内容
特形喷管的扩张半角并不是两点的连线。。。。。。特型喷管中抛物线型的型面设计需要给定喉部半径rt,扩张...

确实,我太急功近利了,一开头应该先去做直喷水管机的,谢谢您的指导

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TonyStark
1年3个月前 IP:江苏
913372
引用baxyz发表于13楼的内容
确实,我太急功近利了,一开头应该先去做直喷水管机的,谢谢您的指导

有能做金属机的条件就不要倒车搞水管了嘛。谁说不能直接上金属机的。只要燃料制作熟悉了,设计得当就没问题。没必要搞拉低水准的水管机pvc。可以搞个25-32mm的小金属机玩玩,喷管直接光固化打印加个刚垫片。

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