Je ne sais pas par où commencer avec les calculs - moteur de fusée

Question

L'année dernière, je suis tombé sur le pdf "Comment concevoir, construire et tester un moteur de fusée" et depuis, j'ai été intrigué par en faire un (ou au moins le calculer). J'ai donc fait des recherches et des recherches sur Internet et maintenant j'ai:

1. Sutton's Rocket Propulsion elements 8th edition (2010) pour la plupart des équations et
2. CEAgui, une interface graphique pour le code CEA (Chemical Equilibrium with Applications) de la NASA pour le calcul des métriques de carburant

Maintenant, j'ai essayé de trouver la bonne séquence d'équations pour calculer tout le nécessaire pour fabriquer un moteur de fusée. La seule chose que je sais accepter ces "mesures" calculées par le CEA ci-dessous sont la poussée souhaitée (500N) et comme j'utilise le même carburant, comme dans la vidéo ci-dessous, le L * d'environ 1 mètre. J'essaie essentiellement de créer un programme qui ressemble fortement au leur(horodatage: un peu plus de 18 heures dans la vidéo). Je suis bloqué sur la vitesse de sortie car je ne connais pas l'Isp pour le débit de carburant et à cause du référencement circulaire de la vitesse de sortie et d'autres unités (désolé, je ne connais pas l'autre nom ... comme la vitesse et le poids. / masse ..) Je ne peux rien calculer. Dois-je juste faire une hypothèse Isp et travailler avec cela comme ils le font dans le "Comment concevoir, construire ... un moteur de fusée" mais ils ne le font pas de cette façon?

Les calculs CEA:

CARBURANT C2H5OH 0.9600000 -234959.795 298.000

OXYDANT O2 (L) 1.0000000 -12979.000 90.000

CARBURANT H2O (L) 0.0400000 -285841.390 298.000

O / F = 2.00000% CARBURANT = 33.333333 R, EQ.RATIO = 1.000180 PHI, EQ.RATIO = 1.000213

GORGE DE CHAMBRE

Pinf / P 1,0000 1,7710

P, BARRE 20,000 11,293

T, K 3310,90 3013,12

RHO, KG / CU 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 / SEC 1162,9 1110,7

NUMÉRO DE MACH 0,000 1,000

PARAMÈTRES DE PERFORMANCE

Ae / à 1,0000

CSTAR, M / SEC 1640.8

CF 0.6769

Ivac, M / SEC 2037.1

Isp, M / SEC 1110.7

Answer 1

La raison pour laquelle vous ne pouvez pas terminer vos calculs est qu'il vous manque la moitié du moteur. Vous allez devoir prendre des décisions concernant la buse afin d'obtenir la vitesse d'échappement.

Je vais prendre des décisions pour vous et vous montrer comment y remédier.

L'altitude de conception de votre moteur sera de 11,8 km.

Cela signifie que la pression du plan de sortie de votre buse sera de 0,2 bar.

(à partir des tables d'ambiance - j'ai utilisé le US Standard Atmosphere 1962).

Vous dites que la pression de votre chambre est de 20 bars. Par conséquent, le rapport de pression de la buse est de 100.

Sachant cela, et gamma (vous dites que c'est 1,2), nous pouvons utiliser le graphique 3-5 de Sutton, 4e édition. (L' indice 1 fait référence à l' entrée de la buse , l'indice t fait référence à la gorge )

Cela vous donne un rapport de vitesse de 2,5 (flèche rouge) et un rapport de surface de 11 (flèche bleue).

Vous dites que la vitesse de la gorge est de 1110,7 m / s.

Multipliez par le rapport de vitesse et vous obtenez une vitesse d'échappement de 2776 m / s .

Vous n'aimez pas 11,8 km? Choisissez autre chose et recommencez.

Vous n'aimez pas utiliser le graphique? Les équations sont toutes à Sutton. (3-25) et (3-26) dans la 4e édition.