Saya tidak tahu harus mulai dari mana dengan kalkulasi - mesin roket

Question

Tahun lalu saya menemukan pdf "Bagaimana merancang, membangun dan menguji mesin roket" dan sejak itu saya tertarik dengan membuatnya (atau setidaknya menghitungnya). Jadi saya telah melakukan beberapa penelitian dan mencari di internet dan sekarang saya memiliki:

1. Unsur Propulsi Roket Sutton edisi ke-8 (2010) untuk sebagian besar persamaan dan
2. CEAgui, GUI untuk kode CEA (Ekuilibrium Kimia dengan Aplikasi) NASA untuk menghitung metrik bahan bakar

Sekarang, saya telah mencoba menemukan urutan persamaan yang tepat untuk menghitung semua yang dibutuhkan untuk membuat mesin roket. Satu-satunya hal yang saya tahu menerima "pengukuran" yang dihitung CEA di bawah ini adalah daya dorong yang diinginkan (500N) dan karena saya menggunakan bahan bakar yang sama, seperti dalam video di bawah, L * sekitar 1 meter. Saya pada dasarnya mencoba membuat program yang sangat mirip dengan program mereka(stempel waktu: lebih dari 18:00 menit setelah video diputar). Saya terjebak pada kecepatan keluar karena saya tidak tahu Isp untuk aliran bahan bakar dan karena referensi melingkar dari kecepatan keluar dan satuan lainnya (maaf tidak tahu nama lain untuk itu .... seperti kecepatan dan berat / massa ..) Saya tidak bisa menghitung apa pun. Haruskah saya membuat asumsi Isp dan mengerjakannya seperti yang mereka lakukan di "Bagaimana merancang, membangun ... mesin roket" tetapi mereka tidak melakukannya dengan cara itu?

Perhitungan CEA:

BAHAN BAKAR C2H5OH 0.9600000 -234959.795 298.000

OKSIDAN O2 (L) 1.0000000 -12979.000 90.000

BAHAN BAKAR H2O (L) 0,0400000 -285841.390 298.000

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

CHAMBER THROAT

Pinf / P 1.0000 1.7710

P, BAR 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

GAMMA 1.1961 1.1988

SON VEL, M / SEC 1162.9 1110.7

MACH NOMOR 0,000 1.000

PARAMETER KINERJA

Ae / Pada 1.0000

CSTAR, M / SEC 1640,8

CF 0.6769

Ivac, M / SEC 2037.1

Isp, M / SEC 1110.7

Answer 1

Alasan Anda tidak dapat menyelesaikan kalkulasi adalah karena Anda kehilangan setengah dari mesin. Anda harus membuat beberapa keputusan tentang nosel untuk mendapatkan kecepatan buang.

Saya akan membuat beberapa keputusan untuk Anda dan menunjukkan cara mengatasinya.

Ketinggian desain mesin Anda adalah 11,8 km.

Artinya, tekanan bidang keluar nosel Anda akan menjadi 0,2 bar.

(dari tabel suasana - saya menggunakan US Standard Atmosphere 1962).

Anda mengatakan tekanan ruang Anda 20 bar. Oleh karena itu rasio tekanan nosel adalah 100.

Mengetahui hal ini, dan gamma (Anda mengatakan itu 1.2) kita dapat menggunakan bagan 3-5 dari Sutton, edisi ke-4. (Subskrip 1 mengacu pada saluran masuk nosel , subskrip t mengacu pada tenggorokan )

Ini memberi Anda rasio kecepatan 2,5 (panah merah) dan rasio area 11 (panah biru).

Anda mengatakan kecepatan tenggorokan adalah 1110,7 m / s.

Kalikan dengan rasio kecepatan, dan Anda mendapatkan kecepatan buang 2776 m / s .

Tidak suka 11,8 km? Pilih yang lain dan ulangi.

Tidak suka menggunakan grafik? Semua persamaannya ada di Sutton. (3-25) dan (3-26) di edisi ke-4.