分离机构里的圆柱形支撑柱,换成“薄片形”是否会更好一些?薄片形比圆柱形更“薄”,热量从表面传到内部需要的时间更短些,分离的速度应该更快
在微型探空火箭(业余探空火箭)中,对于一二级箭体的分离相关实践理论较少,目前以kc为例,虽然有一些坛友提出了相关措施,但比较完整的分离文章目前我只看到了张世杰同学的 https://www.kechuang.org/s/02qho9dt 但是该文章里面所使用的一级发动机也是并联的较小的四凯模型发动机,而我们团队根据真正的火箭的热分离得到灵感,(大型火箭热分离,例如马斯克的星舰分离会导致一级助推器受到高温侵蚀,而容易造成损坏)于是我们设想能不能将这种高温转变成优势,由于我们箭体材料使用的是FDM的热挤出原理打印成型的,该材料的耐热性差。
火箭发动机的燃气温度高,即使是微型的DIY发动机的燃气温度也能够达到几百摄氏度甚至1000摄氏度,所以使用3D打印材料实现热分离理论上是可行的。
注:常用FDM打印机所使用的耗材为pla 210度 abs250度 petg220度 (打印温度),也就是说只要温度达到200度材料就开始软化,250度时几乎所有材料都完全软化.
我们团队通过研究,创新提出了利用3D打印材料的热塑性实现一二级火箭热分离的方法。具体来讲就是使用远程点火控制第一级火箭点火(在地面),使用延时控制装置延时点火第二级火箭,在一二级火箭连接处做镂空设计,用6个7mm直径的圆柱做连接,当第二级发动机点火时,火箭发动机的高温高压燃气喷在一二级连接处,连接处由于使用的3D打印材料熔点在200度以下,连接处被发动机尾焰的高温熔断实现一二级火箭的分离,第一级火箭分离后不回收,第二级火箭设有降落伞回收舱(降落后分离回收,再次使用时只需要更换部分零级),该分离方法充分利用了3D打印材料的特性,将3D打印材料的不耐热性质变成优势。
如图:
这种方法的优点是避免使用机械结构,例如电磁铁等等,极大的简化的分离步骤。同时也能够在各种直径的箭体上使用,从而不受到箭体内部空间的限制。同时制作简单,建模直接用打印机对模型进行一体打印成型
“天行2号”火箭全貌:
分离机构里的圆柱形支撑柱,换成“薄片形”是否会更好一些?薄片形比圆柱形更“薄”,热量从表面传到内部需要的时间更短些,分离的速度应该更快
分离机构里的圆柱形支撑柱,换成“薄片形”是否会更好一些?薄片形比圆柱形更“薄”,热量从表面传到内部需...
从分离角度来说肯定是薄片最好,但是由于fdm打印机的尿性,在本身z轴强度就差的情况下再减少厚度会直接导致扭转强度严重不足。
有一个想法,连接处能不能用什么方法混进去氧化剂加快分离速度?不过不清楚强度问题,以及可能需要分体打印
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