500牛电泵循环气氧煤油发动机立项
LSEQY2023/08/29喷气推进 IP:山东
中文摘要
低成本低风险一获取的常温燃料来制作液体火箭发动机
关键词
煤油气氧电泵循环液体火箭发动机


首先做这个前提(原因)

  1. 国内管控更加严重,随时水表喝茶成为常态。所以使用更加方便获取的燃料和氧化剂并且可以随便合法购买。

  2. 此条也建立在第一条前提下:作为火箭爱好者如果以射高为目标有一定风险(当然很多地方打个几公里高也没人管)本人当地环境不允许😂故目标是以控制和回收为目标进行学习。那么液体发动机更有可控性。

  3. 能长时间工作可以担当回收工作。

设计要求

1. 长时间工作并且可以多次使用。

2. 燃料氧化剂不管控可以直接购买,成本也不能太高。

3. 由于使用齿轮泵要求粘性不能太低并且是常温燃料易于保存。

以上几条并不齐全,还有众多因素。那么根据上面几条使用气氧作为氧化剂,煤油为燃料。我个人认为是众多组合当中较为合理和贴近上方要求的。

好,接下来进行总结

  1. 氧化剂选择为气态氧气

  2. 燃料选择为煤油

  3. 循环方式为电泵循环,使用的泵为齿轮泵暂且使用定为的型号是cbk-f4.2他的含义就很明显,每转一圈可以泵送4.2毫升的燃料,额定最大转速2500那么根据此数据可以计算出每秒钟泵送燃料质量为140克,然而该500牛发动机根据混合比2.6只需要每秒中70克的燃料供应,可以看到非常的满足此发动机需求。电机方面使用的是8318无刷电机,kv值110,在不搭配减速的条件下扭力也可以达到需求。下面开始放图。

IMG_8935.png

当然,这只是前期临时搭建测试,后面会重新设计整个结构。

4.至于冷却方式,目前还暂未确定,不过目前由于更偏向于低成本,容易加工降低门槛,所以会尽量偏向使用液膜冷却,但考虑到长时间工作以后可能会有所改变。具体液膜结构等等都是暂未确定。目前已更改多个设计草稿均已废弃,正在不断迭代当中。

这里放一个最近版本的

IMG_8686.jpeg

这个结构相对来说比较鸡肋已经废弃。

5.设计来说尽量可以让车床加工,因为我这段时间已经做好了304的料子,上三轴的时候结果太硬了,做模具的机器有点干不动,这种304料子,这只是一方面最主要的是车床可以节省加工成本。

目前还处于设计不断迭代当中,还请各位大佬如果有好的方法建议或者是好的设计,请留言。由于本人在上半年才开始学习。今年年初才刚刚开始有理论部分学习。所以还请各位大佬多多指教多多建议。

此项目镇楼,后续持续更新争取在过年前完成项目。


来自:航空航天 / 喷气推进
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~~空空如也
荷城工业_Nitload_Industry
7个月19天前 IP:山东
924847

使用的泵为齿轮泵暂且使用定为的型号是cbk-f4.2他的含义就很明显,每转一圈可以泵送4.2毫升的燃料,额定最大转速2500那么根据此数据可以计算出每秒钟泵送燃料质量为140克,然而该500牛发动机根据混合比2.6只需要每秒中70克的燃料供应,

文章中此处使用输送流量校核泵选型是否有欠妥当,是否应当先测试泵的扬程是否满足发动机工作的压力要求。标称的输送流量应该是基于向1个标准大气压环境泵送液体的情况,再火箭发动机这种高出口压力的情况下,实际输送流量将会小很多


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Na4TNAE_SSSIC
7个月19天前 IP:中国
924856
引用荷城工业_Nitload_Industry发表于1楼的内容
使用的泵为齿轮泵暂且使用定为的型号是cbk-f4.2他的含义就很明显,每转一圈可以泵送4.2毫升的燃...

赞同,不过对于业余而言,基于泵设计发动机也是可以的,毕竟说白了这种小机器没有什么实际应用价值,只能说积累一下设计经验。

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荷城工业_Nitload_Industry
7个月19天前 IP:山东
924857
引用Na4TNAE_SSSIC发表于2楼的内容
赞同,不过对于业余而言,基于泵设计发动机也是可以的,毕竟说白了这种小机器没有什么实际应用价值,只能说...

我主要担心的是设计完推力室还能省多少扬程,这种情况是不是用泵输出功率代替输送流量更好

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LSEQY作者
7个月18天前 IP:山东
924865
引用荷城工业_Nitload_Industry发表于1楼的内容
使用的泵为齿轮泵暂且使用定为的型号是cbk-f4.2他的含义就很明显,每转一圈可以泵送4.2毫升的燃...

首先这种泵是液压上面用的工作压力为20MPa,其次我计算的并不是指一个大气压输送的情况,我计算的只是齿轮泵的工作转速,如果说在不考虑工作转速,实际上是可以达到万转的考虑工作压力转速会降低,我计算的方法是根据kv值等等参数来计算出电机扭力,其扭力是根据齿轮泵计算出的工作压力和转速计算出的。计算得出电机在4兆帕的压力下泵送能力是完全够的。其次我在购买电击和齿轮泵之前就已经参考同款洗车机,你可以自行去网上搜索一下使用8318电机DIY制作的洗车泵,他们制作的压力也能达到12MPa流量可以达到七升,这也是满大于该发动机要求的,在购买所需零件前已经计算完。总之该泵是完全满足该发动机要求的。


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LSEQY作者
7个月18天前 IP:山东
924866
引用Na4TNAE_SSSIC发表于2楼的内容
赞同,不过对于业余而言,基于泵设计发动机也是可以的,毕竟说白了这种小机器没有什么实际应用价值,只能说...

然而我的目标也不是发射多大的高度,只是为了学习液机和控制,在整个项目做的时候就已经大概估算整体结构重量了,是远远小于50公斤的,这也足以能达到起飞要求,我并没有要求速度和要求高度,当然这作为一个探空火箭肯定是不具太大实际价值,但是结合到我帖子中所说这个也是符合要求的。

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Keto_RDX
7个月18天前 IP:北京
924911

齿轮泵做主泵也是挺稀奇,不过齿轮泵也需要一定的泵前压力,设计应该仔细考虑。另外,齿轮泵适合的是高粘度液体,我认为泵送煤油的效果不会太好。不如去厂子订做个离心泵的壳,稳妥一些。

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LSEQY作者
7个月18天前 IP:山东
924915
引用Keto_RDX发表于6楼的内容
齿轮泵做主泵也是挺稀奇,不过齿轮泵也需要一定的泵前压力,设计应该仔细考虑。另外,齿轮泵适合的是高粘度...

主要我是小推力发动机也是低成本的,其实齿轮泵并没有这么差,测试过流量和压力都还可以。相关搜索航模挖掘机齿轮泵。自己改一个其实压力和流量都还可以。计算过性能也都是远超过要求的。其实要说例子论坛里还是有不少人做过的。比如前段时间龙哥就发射了一个。还有就是原先一个帖子。还有黄司机也做过。我倒是见过四个运用齿轮泵做煤油的发动机,大部分都是成功的。目前上天的案例也就是龙哥那个了。感谢建议。但是离心泵运用在这种小机器上不好弄。目前还是正在尝试齿轮泵。尝试成功会分享经验发贴。不成功的话会发出相关报告或经验说明。

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Na4TNAE_SSSIC
7个月17天前 IP:中国
924919
引用Keto_RDX发表于6楼的内容
齿轮泵做主泵也是挺稀奇,不过齿轮泵也需要一定的泵前压力,设计应该仔细考虑。另外,齿轮泵适合的是高粘度...

这么小的离心泵没个几十万弄不下来,还只是有可能能用


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Keto_RDX
7个月17天前 IP:北京
924920
引用Na4TNAE_SSSIC发表于8楼的内容
这么小的离心泵没个几十万弄不下来,还只是有可能能用

似乎地面测试只要求满足参数即可,无需考虑减重问题。这么小的机器我想还是有专门的油泵可以胜任的。齿轮泵也不贵,另外一点就是感觉太重了


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Keto_RDX
7个月17天前 IP:北京
924921
引用LSEQY发表于7楼的内容
主要我是小推力发动机也是低成本的,其实齿轮泵并没有这么差,测试过流量和压力都还可以。相关搜索航模挖掘...

看样子是不错,测试中记录一下有价值的数据可能直接就能降低液机门槛 sticker


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LSEQY作者
7个月17天前 IP:山东
924922
引用Keto_RDX发表于9楼的内容
似乎地面测试只要求满足参数即可,无需考虑减重问题。这么小的机器我想还是有专门的油泵可以胜任的。齿轮泵...

还是那句话回归我文章中所说的,不要求什么速度不要求高度。只要求一个火箭可以可以玩控制。还有就是我是说过得保证推重比能超过一。然而我整套系统算下来也不太重齿轮泵,加上电机才一点几公斤我并不是觉着特别重。总之整套系统能控制在15公斤以下。这已经远远大于我所需要求了。

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荷城工业_Nitload_Industry
7个月16天前 IP:山东
924969
引用LSEQY发表于4楼的内容
首先这种泵是液压上面用的工作压力为20MPa,其次我计算的并不是指一个大气压输送的情况,我计算的只是...

了解,感谢指正

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LSEQY作者
6个月16天前 IP:山东
925760

目前我又购买了柱塞泵用来测试,并且把部分零件改为焊接连接。预计成本会很低。

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LSEQY作者
6个月13天前 IP:山东
925856

IMG_9824.jpeg IMG_9823.jpeg IMG_9826.jpeg IMG_9827.jpeg IMG_9828.jpeg

目前进展,本来是打算轴流式离心喷注器,但是偶然看到有尺寸和我这个很相似的成品,打算先买成品回来测试。

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LSEQY作者
12天11时前 IP:山东
930744

更新一下该项目进度,已经完成柱塞泵和齿轮泵的制造。并且还建造了一套挤压循环。发动机已加工完成。

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LSEQY作者
12天10时前 IP:山东
930745

IMG_6740.jpeg IMG_9879.jpeg 1 IMG_9597.jpeg IMG_9596.jpeg 11

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LSEQY作者
12天10时前 IP:山东
930746

IMG_5206.jpeg IMG_5205.jpeg IMG_9284.jpeg IMG_4492.jpeg 目前该储罐已经完成了水压测试,全系统已建造完成等待测试。

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LSEQY作者
12天10时前 IP:山东
930747

目前完成这个项目的测试,就会放弃掉气氧的路线。已经开始大推力液氧路线。 IMG_7454.jpeg

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