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2000N全离心式喷注器液氧煤油火箭发动机试验报告

2020-01-01 02:47 作者:勘云工造  | 我要投稿

2019年8月28日15时许 国内首台采用全离心式喷注器的2000N液氧煤油液体火箭发动机在四川省都江堰市尹家碾地区成功进行点火实验

发动机主体
清晰可见的马赫环

在即将关机的时候,发动机头部的氧化剂烧穿,随即发生了爆炸


爆炸原因已查明:

因为材料导热系数过低,且厚度较大。推进剂无法顺利冷却喷注单元,且液氧喷注单元和燃烧室内的连接处焊接口焊缝不合格,导致在复杂的热力环境下烧毁,使液氧与煤油在喷注面板附近燃烧,最后导致3个液氧喷注单元损坏,煤油进入液氧腔导致回火,炸断了液氧管道,由于有汽蚀文氏管的情况下储罐未受到影响。富氧燃气和燃料从断裂处喷出。

如果作为一次发动机实验,毫无疑问这是一次失败的实验,但本次的重点是验证爱好者自制离心式喷注器是否可行,且刚好达到预计的五秒工作时间,所以在主要实验上我们是成功的。

这是一个很深刻的教训:对发动机的热力学计算不能马虎,必须落实在每一步;焊接等加工手段最好请专业人员焊接,避免再次出现此类事故!

试车数据可以看到发动机的推力数据刚好在设计范围左右,至于推力下降个人认为是:1.试车台被推起,导致有分力;2.喷注器应该就在这时候被烧坏了,氧燃比骤变导致推力下降。

计算得出,发动机的比冲在210s左右

发动机除了喷管的扩张段被冲飞了,其余的部分保存了下来。


此次实验的结论:

  1. 爱好者是有能力利用常见材料制造大推力火箭发动机上的部件的;

  2. 常规的加工手段能满足中大推力火箭发动机上的部件的精度需求;

  3. 再次验证了汽蚀文氏管对流量控制的可靠性,以及对下游的不稳定压力的隔绝的可行性;

  4. 如果想要做出优秀的发动机,强烈推荐使用CFD仿真;

  5. 液氧组元,管路设计和维护方面必须注意水汽和油脂的防护,特别是液氧储罐的部件加工时要杜绝使用可燃润滑油,使用前使用不可燃的溶剂再次清洗。

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