问一下LZ,喷嘴是用不锈钢包住了石墨喷嘴,那是否可以全喷嘴使用金属材质,是费用方面吗?还是材料?
1,AP-HTPB燃料
按照之前所述简化工艺,尝试了更高的固含量和单次更大的剂量。球AP+粉AP的固含量提高到了87%,注意加药顺序,按照之前推荐的配方混合好HTPB后,先混合打粉的AP,搅拌均匀后再加人球AP。没有球AP的话,就用普通AP,打粉机打成细粉使用,粉AP燃料实测固含量可以做到85%。加完药再搅拌的时候就基本没有流动性了,需要像揉面团一样,反复压揉8-10分混合均匀。然后将药团转入一个250ml塑料注射器,推注射器挤压药团,然后堵住注射器出口抽真空排气(注射器出口要截短减少空气段),最多可以一次制作140g燃料。抽注射器2/3长度左右,形成真空后,里面的药团还是没有流动性,卡住注射器活塞杆保持真空的情况下,上下晃及横向拍打注射器,让药团在里面反复摔拍聚团,然后拔掉注射器出口推注射器挤压药团排气。经过4-5次这样抽真空排气,就能获得无泡的药团。排气后的药团也是基本没有流动性,像面团,可分4-5段装入内径34mm环氧隔热管,每段用圆棒压实,环氧管底端粘了一个1.5mm厚的聚碳酸酯圆片。
2,发动机制作
设计方面主要是确定喷喉直径,在之前帖子中有说明,可以参考。根据简单的理论计算及实测结果,85%固含量AP-HTPB燃料,喷在燃比360左右时,燃烧室压强为8-10MPa。这次提高了固含量到87%,同时为了提高安全系数,略微调低了喷燃比为238,就是喷喉直径2.2mm。扩张比9左右,就是喷口出口6.6mm左右。
壳体使用TC11钛合金,能耐500℃高温,这对于长工作时间发动机是必要的,试车中发现最后钛管末端都红了。壳体壁厚0.7mm,安全系数足够工作在10MPa。
喷嘴使用石墨,前面一个帖子使用耐高温310s不锈钢喷嘴加石墨衬喉的设计,发现只能坚持4s左右,就会被烧穿。
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现在改成全石墨喷嘴,石墨喷嘴强度不够,设计了一个310s的不锈钢碗套在石墨喷嘴外面。钛管内径38mm,但是末端最后有2mm长一小段内径只有36mm,不锈钢碗就卡在这个36mm内径台阶孔面上。
堵头端使用38x2卡簧,卡住一个带O型密封圈的TC4钛圆片。为了方便取出,钛圆片中心有个M6盲孔,拆装时可以拧上一个颗M6螺钉。
3,试车
使用自制的小型化试车台测推力,自制的直径2mm小点火头电点火,躲在视线外点火。
点火有一点延迟,然后迅速建压。实测发动机工作时间6.7s,推力在5kg左右,比冲达到238.8s。发动机工作后喷嘴不锈钢碗已经红热,温度还是比较高的,估计再加长药柱,工作时间更长温度就会更高。目前这个设计工作时间限于7-8秒的话,温度基本在允许范围内,发动机还可以重复使用。
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阳光底下拍的就是这个效果,没有调对比度。而第二个视频光线又偏暗,导致拍出来尾焰曝光过度。最佳效果得是阴天,或者有经验调好手机亮度再开始拍,像这个效果最好看了
是纯端燃,药柱实心的,为了实现小发动机长时间工作,接近7秒的咆哮声确实比普通发动机“噗”的一下刺激啊。电木喷喉想过但没优先试,极高温的石墨可能会把电木碳化,破坏电木与石墨衬喉之间的紧配合,石墨衬喉一旦松动、以及边缘燃气泄露,那就废了。现在整体石墨喷嘴的跟不锈钢之间通过接触导热,可以维持长时间工作。现在接触壁面精车的比较光滑,或许可以做粗糙一点进一步降低热传导。唯一赌的是O型氟胶圈,看来也扛住了!工作后,石墨喷嘴完好,换个O型圈,装上新药柱马上就可以重复使用,这一点也比电木喷嘴强,7秒的高温灼烧估计会烧掉2-3mm。
球AP不好弄啊,今天测试了一下全粉AP 85固含量HTPB,混合的时候就像很干的面粉团,完全没有流动性,只能使劲反复揉压。不过,神奇的是,用注射器抽真空、摔拍几次之后,密度完全达标!嗯,所以高固含无流动性的情况下,真空混合时是无法“搅拌”的,摔压应该就行了。有时间再试一下车,预估燃速会高不少,因为颗粒细啊
看lz机子工作7~8s已经是极限,业余想实践10秒乃至20s的全金属固发感觉有点难,最近在探索电控固推理论,也是端然,但这玩意还必须直接跟壳体接触燃烧