探空火箭设计感想
来源:互联网 发布:淘宝店粉丝怎么看 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 04:29
上个月15号左右开始做探空火箭理论设计,本来计划半个月完成,之后赶紧准备考试,结果一直持续到今天还剩点小尾巴,距离当初已经过去了20多天,看来还是低估了设计的难度,或者说高估了自己的能力。这次设计的范围太广了。
任务书只给了两个指标:探测高度和有效载荷重量,其它什么也没给。像我这样之前没有接触过探空火箭的该如何入手呢?首先想到的是利用解析公式估算推力、起飞重量等等,这在理论上是可行的,但教材给的公式却是不完整的,有些甚至是错误的。这条路没有走通。
后来想到了弹道仿真,刚开始想的是做平面内的,后来想起来之前曾做过运载火箭仿真,有现成的运载火箭代码,咨询了有经验的朋友,修改一下火箭参数,结果还真跑起来了。有这么两三天的时间一直在跑弹道。
弹道跑出来后,得到了初始设计参数,下面该进行哪个系统的设计呢?刚开始准备设计外形,但箭体直径、长度等参数取决于发动机,于是开始设计动力系统。这里感谢北航的一篇固体火箭发动机课程设计报告,我依葫芦画瓢,完成了探空火箭发动机的设计。但做内弹道仿真的时候出现问题,燃烧面计算错误,花了几个小时检查设计过程,在根据肉厚分数查表得到药柱设计这个环节上除了问题,我的设计跟原报告肉厚差别很大,但直接套用了他的查表结果,导致燃烧面激增,本来0.7平米的燃烧面变成了7平米。原文没有给出到底查的是什么书,现在也只能等图书馆开门后再去彻底解决这个问题。
箭体的结构强度设计参考的是反坦克导弹设计一书,这本书写得很好。在确定箭体内力图时花了两三天的时间,这个地方不容易计算。目前还剩下一点,需要根据强度要求确定壁厚。
气动外形设计方面,教材给出了某些气动外形的解析公式,根据这些特定的外形,确定所设计的外形参数,然后利用解析公式计算气动参数,得到的结果还是比较好的。这种方法还是太原始,高级点的手法是用fluent等软件算气动参数,加上点流体力学公式,这些目前在我能力范围之外。在设计气动外形方面,发现压心位置老是不对,后来发现是升力系数对攻角导数的单位弄错了,攻角应该用度,而不是弧度。
降落伞设计方面花费了不少时间,针对拉直过程和充气过程建模,之前完全不知道这方面的内容,现在也算完成了。
还有一些细节的设计就不多说了。
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