Ich weiß nicht, wo ich mit den Berechnungen anfangen soll - Raketentriebwerk

Letztes Jahr stolperte ich über das PDF „Wie man einen Raketenmotor entwirft, baut und testet“ und seitdem bin ich fasziniert davon, einen zu bauen (oder zumindest zu berechnen). Also habe ich etwas recherchiert und im Internet gesucht und jetzt habe ich:

  1. Sutton's Rocket Propulsion elements 8th edition (2010) für die meisten Gleichungen und
  2. CEAgui, eine GUI für den CEA-Code (Chemical Equilibrium with Applications) der NASA zur Berechnung der Treibstoffmetriken

Jetzt habe ich versucht, die richtige Gleichungsfolge zu finden, um alles zu berechnen, was für die Herstellung eines Raketentriebwerks benötigt wird. Das einzige, was ich weiß, akzeptieren diese CEA-berechneten "Messungen" unten, sind der gewünschte Schub (500 N) und da ich den gleichen Kraftstoff verwende, wie im Video unten, das L * von etwa 1 Meter. Ich versuche im Grunde, ein Programm zu machen, das ihrem stark ähnelt(Zeitstempel: etwas mehr als 18:00 Minuten im Video). Ich bin bei der Austrittsgeschwindigkeit hängengeblieben, da ich den Isp für den Kraftstofffluss nicht kenne und wegen der kreisförmigen Referenzierung der Austrittsgeschwindigkeit und anderer Einheiten (leider kenne ich den anderen Namen dafür nicht ... wie Geschwindigkeit und Gewicht /masse..) Ich kann nichts berechnen. Soll ich einfach eine Isp-Annahme machen und damit arbeiten, wie sie es in "Wie man einen Raketentriebwerk entwirft, baut ..." tut, aber sie tun es nicht so?

Die CEA-Berechnungen:

KRAFTSTOFF C2H5OH 0,9600000 -234959,795 298,000

OXIDANT O2(L) 1.0000000 -12979.000 90.000

KRAFTSTOFF H2O(L) 0,0400000 -285841,390 298,000

O/F= 2,00000 %FUEL= 33,333333 R,EQ.RATIO= 1,000180 PHI,EQ.RATIO= 1,000213

KAMMERHALS

Pinf/P 1,0000 1,7710

P, BAR 20.000 11.293

T, K 3310.90 3013.12

RHO, KG/KU M 1,7688 0 1,0975 0

H, KJ/KG -2114,04 -2730,84

U, KJ/KG -3244,72 -3759,83

G, KJ/KG -39913,9 -37131,0

S, KJ/(KG)(K) 11,4168 11,4168

M, (1/n) 24.347 24.347

Cp, KJ/(KG)(K) 2,0830 2,0589

GAMMAs 1.1961 1.1988

SON VEL,M/SEK 1162,9 1110,7

MACHNUMMER 0.000 1.000

LEISTUNGSPARAMETER

Ae/At 1,0000

CSTAR, M/SEC 1640.8

CF 0,6769

Ivac, M/SEC 2037.1

Isp, M/SEC 1110.7

Ist das nicht dasselbe wie Ihre andere Frage space.stackexchange.com/q/45956/6944 , aber mit mehr Daten? Schlagen Sie vor, dass Sie einen von ihnen schließen.
Aber ich denke, Sie haben hier einen anständigen Start. Sie haben alle Halserkrankungen. Finden Sie jetzt heraus, wie hoch Ihr Düsenausdehnungsverhältnis sein wird, und Sie sind ziemlich genau am Ziel.

Antworten (1)

Der Grund, warum Sie Ihre Berechnungen nicht beenden können, ist, dass Ihnen die Hälfte des Motors fehlt. Sie müssen einige Entscheidungen über die Düse treffen, um die Abgasgeschwindigkeit zu erhalten.

Ich treffe einige Entscheidungen für Sie und zeige Ihnen, wie Sie damit umgehen.

Die Auslegungshöhe Ihres Motors beträgt 11,8 km.

Dies bedeutet, dass der Druck in der Düsenaustrittsebene 0,2 bar beträgt.

(aus Atmosphärentabellen - ich habe die US-Standardatmosphäre 1962 verwendet).

Sie sagen, Ihr Kammerdruck beträgt 20 bar. Daher beträgt das Düsendruckverhältnis 100.

Mit diesem Wissen und Gamma (Sie sagen, es ist 1,2) können wir Diagramm 3-5 von Sutton, 4. Ausgabe, verwenden. (Index 1 bezieht sich auf den Düseneinlass , Index t bezieht sich auf den Hals )

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Dies ergibt ein Geschwindigkeitsverhältnis von 2,5 (roter Pfeil) und ein Flächenverhältnis von 11 (blauer Pfeil).

Sie sagen, die Halsgeschwindigkeit beträgt 1110,7 m / s.

Multiplizieren Sie mit dem Geschwindigkeitsverhältnis, und Sie erhalten eine Abgasgeschwindigkeit von 2776 m/s .

11,8 km gefallen Ihnen nicht? Wählen Sie etwas anderes aus und wiederholen Sie es.

Verwenden Sie die Grafik nicht gern? Die Gleichungen sind alle in Sutton. (3-25) und (3-26) in der 4. Auflage.

Also bin ich die Gleichung für die Hals- und Austrittsgeschwindigkeit durchgegangen, die R enthält. Und für diese Gleichungen sollten Sie die universelle Gaskonstante 8314 und nicht 8,314 verwenden. Übersehe ich hier nur etwas oder gibt es noch etwas anderes? Ich habe die Einheiten durchgesehen und kann nicht finden, was auf meiner Seite falsch ist.
@StarshipGood Welche Gleichung? Geben Sie mir eine Referenz, die ich mir ansehen kann.
Ja entschuldigung. Die Gleichung ist 3-23 in Sutton 8. Ausgabe. Für beide Versionen der Gleichungen musste ich 8314 und nicht 8,314 verwenden. Alle anderen Gleichungsnummern aus der 4. sind in der 8. Ausgabe gleich, also ist es wahrscheinlich auch bei dieser.
Ja, das ist eines der vielen Probleme in den späteren Ausgaben. Beachten Sie, dass Vt = at steht. Lol. Nicht einmal die Einheiten stimmen. Hier ist die richtige Gleichung aus der 4. Ausgabe i.imgur.com/oiWrPCS.png
oh okay, zumindest war es diesmal keine dumme Frage. Ich schätze, ich muss mir die 4. Auflage zulegen.
Das sind keine dummen Fragen! Nachdem Sie einige Zahlen angegeben hatten, fand ich es interessant.
Ich danke Ihnen für Ihre Hilfe. Und ich meinte wie in "nicht genügend Informationen geben" dumme Fragen, haha.
@StarshipGood noch eine Sache - Sie sollten R für Ihr Gas verwenden, nicht das universelle. Von Sutton "wo die Gaskonstante R aus der universellen Gaskonstante R' dividiert durch die Molekülmasse des strömenden Gasgemisches ermittelt wird." Es ist wahrscheinlich irgendwo in der Ausgabe dieses Programms.
Ich habe das schon in "Wie man entwirft, baut und testet ..." gesehen und auch hier nachgesehen, also teile ich immer die universelle mit M. Ich verstehe immer noch nicht, warum sie eine total feine Gleichung mit einer falschen geändert haben.
Entschuldigung, aber die Einheiten in Ihrer Gleichung für die Halsgeschwindigkeit summieren sich nicht. [Hier ist] (Throat Velocity Units imgur.com/gallery/CqHmEbB ), wie ich sie dazu gebracht habe, sie aufzuheben und die Einheiten mit der Gleichung der 8. Ausgabe aufzuheben. Ich muss nur die Gaskonstante * 1000 verwenden, um die richtige Geschwindigkeit zu erhalten.
@StarshipGood tut mir leid, aber sie sind richtig i.imgur.com/qe04d6o.png
ist es möglich, dass die Gravitationskonstante für die Berechnungen der imperialen Einheiten hinzugefügt werden muss?
@StarshipGood Sutton 7. Ausgabe gibt ein Beispiel in metrischen Einheiten auf Seite 60 i.imgur.com/K5DLK46.png Aber es sieht so aus, als ob die Zahlen nicht funktionieren, wenn ich nicht auch mit g unter dem Radikal multipliziere.
Wenn ich die Geschwindigkeitsgleichungen von Sutton 7. und 8. Ausgabe (ohne das g) verwende, funktioniert es für mich. Ich habe vergessen, dass das CEA die Molekülmasse in g/mol und nicht in kg/mol angibt. Deshalb kam es in Ordnung, wenn ich das R' 8314 machte und nicht 8.314.
@StarshipGood Ich bin froh, dass du es geklärt hast!
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