Verbesserung der Verbrennungsleistung eines Hybrid-Raketenmotors mit einem neuartigen Kraftstoffkorn mit einer verschachtelten Helical-Struktur

Diese Methode kann helfen, die Frage zu beantworten, wie die Verbrennungsleistung von Körnern verbessert werden kann. Die Hauptvorteile dieses Protokolls ist, dass die Spiralstruktur Kraftstoffkörner nicht mit dem Verbrennungsprozess verschwinden. Diese Methode kann auch auf Kornformeln mit verschiedenen Materialkompilationen wie EBS und PUX angewendet werden.

Beginnen Sie mit der Vorbereitung des Acrylnitril-Butadien-Styrols oder ABS-Substrats mit 3D-Software. Speichern Sie die 3D-Substratstruktur als STL-Datei. Öffnen Sie dann die 3D-Schneidsoftware und importieren Sie die Struktur.

Klicken Sie auf Schneiden starten, und wählen Sie den Geschwindigkeitsdruckmodus aus der Hauptvorlage aus. Doppelklickgeschwindigkeit. Ändern Sie dann die Fülldichte auf 100% und wählen Sie Floß mit Rock für die Plattform-Edition.

Klicken Sie auf Speichern und Schließen, und klicken Sie dann auf Slice. Schalten Sie den 3D-Drucker ein, und importieren Sie die Slice-Datei des ABS-Substrats. Stellen Sie die Temperatur des beheizten Bettes und der Düse auf 100 bzw. 240 Grad Celsius ein.

Klicken Sie auf Starten, um nach der Stabilisierung zu drucken. Um einen erfolgreichen Druck zu gewährleisten, tragen Sie festen Kleber auf die Kochplatte auf, um die Haftung zwischen dem ABS-Substrat und der Kochplatte zu erhöhen. Für eine Aufbereitete Brennstoffzubereitung auf Paraffinbasis bereiten Sie Rohstoffe aus Paraffin, Polyethylenwachs, Sterericsäure, Ethylenvinylacetat und Kohlenstoffpulver vor.

Konfigurieren Sie den Paraffin-basierten Kraftstoff nach Manuskriptanweisungen und legen Sie die konfigurierten Materialien in den Schmelzmischer. Dann schmelzen und rühren sie, bis vollständig gemischt. Legen Sie das ABS-Substrat in die Zentrifuge und sichern Sie es mit einer Endkappe.

Schließen Sie das Pulver an und schalten Sie den Wasserkühlpumpenschalter ein. Schalten Sie dann das Zentrifugenrelais ein und erhöhen Sie die Geschwindigkeit auf 1.400 U/min. Öffnen Sie das Ventil am Schmelzmischer und starten Sie das Gießen.

Entfernen Sie die Kraftstoffkorn und trimmen Sie die Form. Messen und erfassen Sie das Gewicht, die Länge und den Innendurchmesser des gesamten Kraftstoffkorns und fotografieren Sie es. Um den Hybrid-Raketenmotor zu montieren, befestigen Sie den Brennkammerabschnitt auf der Gleitschiene, laden Sie das Kraftstoffkorn und installieren Sie den Abschnitt nach der Verbrennungskammer.

Installieren Sie den Kopf und die Düse. Dann installieren Sie den Brennerzünder auf dem Kopf des Hybrid-Raketentriebwerks. Installieren Sie den Zündkerzen und schließen Sie das Netzteil an.

Verbinden Sie die Stickstoff-, Oxidations-, Zündmethan- und Zündsauerstoffgasleitungen zwischen Prüfstand und Gasflasche. Schließen Sie den Industriecomputer, die Multifunktionsdatenerfassungskarte, den Massenstromregler und die Steuerbox des Prüfstandes an. Strom auf dem Prüfstand, dem Massenstromregler und dem Zünder.

Öffnen Sie die FlowDDE-Software und klicken Sie auf die Kommunikationseinstellungen. Klicken Sie auf die entsprechende Verbindungsschnittstelle und klicken Sie auf OKAY. Klicken Sie auf Kommunikation öffnen, um die Kommunikation mit dem Flow Controller herzustellen.

Öffnen Sie dann das Mess- und Steuerungsprogramm (MCP). Stellen Sie den Ein- und Ausgabekanal der Multifunktionsdatenerfassungskarte ein und klicken Sie auf Ausführen, um die Kommunikation mit dem gesamten System herzustellen. Überprüfen Sie den MCP-Laufstatus, und legen Sie ihn in den manuellen Steuermodus ein.

Überprüfen Sie den Betriebszustand des Zündkerzens und führen Sie einen Ventiltest durch. Testen Sie die Datenaufzeichnungsfunktion. Öffnen Sie anschließend die Einstellschnittstelle und legen Sie die Testzeit fest, einschließlich Ventilöffnungs- und -schließzeit, Zündzeit und Datenaufzeichnungsdauer.

Stellen Sie Sicherheitsanforderungen und klares Personal aus dem Versuchsgebiet. Öffnen Sie das Zylinderventil und stellen Sie den Ausgangsdruck des Regelventils entsprechend den unterschiedlichen Massendurchflussbedingungen ein. Öffnen Sie die Einstellungsschnittstelle und legen Sie die Oxidator-Massendurchflussrate fest.

Schalten Sie die Kamera ein, stellen Sie dann den MCP in den automatischen Steuermodus ein und warten Sie auf den Auslöser. Klicken Sie auf MCP, um das Experiment zu starten. Klicken Sie nach etwa einer Minute auf Anhalten und schalten Sie die Kamera aus.

Schließen Sie die Gasflasche und öffnen Sie das Ventil in der Rohrleitung, um den Druck zu entlasten. Schalten Sie den Prüfstand aus und entfernen Sie das Kraftstoffkorn. Messen und fotografieren Sie das Kraftstoffkorn, wie zuvor gezeigt.

Hier werden Veränderungen des Brennkammerdrucks und der Oxidationsmassendurchfluss dargestellt. Um die notwendige Zeit für die Strömungsregelung zu schaffen, gelangt der Oxidationsmittel im Voraus in den Brennraum. Wenn der Motor Druck im Brennraum aufbaut, sinkt die Sauerstoffmassendurchflussrate schnell und behält dann eine relativ stetige Veränderung bei.

Während des Verbrennungsprozesses bleibt der Druck im Brennraum stabil. Hier wird ein Vergleich der Brennraumdruckschwingungsfrequenz dargestellt. Das Druckschwankungsspektrum des neuartigen Brennstoffkorns enthielt drei unterschiedliche Spitzen, die mit der Hybrid-Niederfrequenz, dem Helmholtz-Modus und der akustischen Halbwelle im Brennraum verbunden waren.

Die Positionen der Druckspitzen des neuartigen Brennstoffkorns entsprachen im Wesentlichen denen der paraffinbasierten Brennstoffe, was darauf hindeutet, dass die neuartige Struktur wahrscheinlich keine zusätzlichen Verbrennungsschwingungen mit sich bringen wird. Die Regressionsrate in Abhängigkeit von Oxidationsmittelfluss wurde zwischen den Brennstoffkörnern verglichen. Bei der gleichen Oxidationsmassendurchflussrate war die Regressionsrate des neuartigen Brennstoffkorns höher als die des Paraffin-basierten Brennstoffs und die Kluft vergrößerte sich allmählich, als der Oxidationsfluss zunahm.

Charakteristische Geschwindigkeit wurde verwendet, um die Verbrennungseffizienz zu vergleichen. Das neuartige Brennstoffkorn zeigte eine höhere charakteristische Geschwindigkeit als Paraffin-basierte Körner bei verschiedenen Oxidations- und Kraftstoffverhältnissen. Dies entspricht einer durchschnittlichen Steigerung der Verbrennungseffizienz von etwa 2%Wenn Sie dieses Protokoll versuchen, denken Sie daran, dass die Gießtemperatur von Paraffin-basierten Kraftstoff nicht höher als 120 Grad Celsius sein kann.