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求教用于火箭发动机的液压机构设计

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发表于 2016-4-29 11:34:58 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 焓熵 于 2016-5-6 09:13 编辑

本人是火箭爱好者,从2011年开始接触并设计了多枚探空火箭

近两年开始接触并研制了2台液体火箭发动机。

最近开始研究的发动机中,为了实现推力流量调节,计划使用液压伺服作动机构

不过隔行如隔山,对于之前对液压系统完全没有接触过的人而言,这块的难度实在有点吃不消,想邀请论坛大神共同参与设计~

基本原理:已知燃料入口压力(大概3MPa)和液压面积,通过调节液压油积液腔的压力差值使做动滑套上下产生位移从而使喷注环缝截面积发生变化,最终控制燃料流量,实现推力可变。

但目前有几个疑问和担心:
1.液压油积液腔体容积非常小,如何实现精确控制,通过电液流量伺服阀是否可以实现?
2.燃料可能是水性(含水乙醇)或油性(航空煤油)体系,有没有可能使用燃料直接作为液压介质,以简化省去液压油的专门容器?
3.做动滑套(红色结构)的上下行程区间非常小(通常在2mm以内),而控制精度有要求非常高(百分之一的总行程,即0.02mm),请问电液伺服阀可否实现如此精度的控制?
4.氧化剂通常是低温介质(液氧,-196℃),单次长时间(通10min)工作的情况下,是否会让液压介质冻结,从而无法做动?是否可以使液压腔体内的介质不断循环以避免冻结?电液伺服阀是否满足该功能的实现要求?

以上仅是我初期思考所想到的问题,如各位大神有发现潜在问题,求指点迷津~
除此之外,只要可以实现两路环缝的截面积控制及同时密封的结构都有可能满足使用条件,如有更好的结构方案设计,也期待一起分享

最后献上本人的发动机点火照一张,期待能在此论坛,长期学习进步~

求教用于火箭发动机的液压机构设计

求教用于火箭发动机的液压机构设计



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发表于 2016-4-29 14:22:57 | 显示全部楼层
你目前设计的原理比较难实现你需要的功能。1.你设计的液压腔,智能控制往外伸,不能往回缩;
2.液压油的工作温度一般是室温~70℃;
3.如此小的位移与其用液压还不如用步进电机控制。
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发表于 2016-4-30 08:00:27 | 显示全部楼层
长期在零下60度工作我有经验
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发表于 2016-5-8 18:17:12 | 显示全部楼层
本帖最后由 cqzyouxiang 于 2016-5-8 19:36 编辑

掰两句
1) 精度与稳定性是一对矛盾。相对与导弹,火箭—目前你这里—不需要过高的精度,而应侧重于稳定性。
2)不考虑时效,任何液体都可以作液压介质。煤油应无问题,或兑3-5%液压油。
3) 在可供的伺服精度和速度条件下,确定所要控制节流截面最大变化梯度。
4) 除了考虑工作时间,是否还要考虑待发射时间热问题。先做个仿真看看。不行:a氧真空隔热,类似水瓶胆。b发射前燃料电热丝加热,后火焰导流加热。

燃烧完前,临界温度以下,氧压是比较稳定的,可借氧压作液压和煤油驱动力。提示:氧-煤油仓顶部搭动力管桥。可用膜隔开,类似蓄能器气囊。。
工作期间,只要能保证安全可靠,泄露要求可以降低些。
图片估计不是液氧,液氧的安全性是否考虑了。
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发表于 2016-5-9 08:42:09 | 显示全部楼层
但看精度电液伺服没问题,但还是感觉液压不适合,主要是工作温度的原因,
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发表于 2016-8-2 21:09:30 来自手机 | 显示全部楼层
910095508加我交流吧
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发表于 2016-12-26 08:47:13 | 显示全部楼层
听了这个经历,感觉中国的埃隆马斯克要出现了
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