계산을 어디서부터 시작해야할지 모르겠습니다-로켓 엔진

Aug 20 2020

작년에 나는 "로켓 엔진을 설계, 구축 및 테스트하는 방법"pdf를 우연히 발견했고 그 이후로 하나를 만들거나 적어도 계산하는 것에 흥미를 느꼈습니다. 그래서 저는 몇 가지 조사를하고 인터넷을 살펴 보았고 지금은 다음과 같습니다.

대부분의 방정식에 대한 Sutton의 로켓 추진 요소 8 판 (2010)
연료 메트릭스 계산을위한 NASA의 CEA (Chemical Equilibrium with Applications) 코드 용 GUI 인 CEAgui

이제 저는 로켓 엔진을 만드는 데 필요한 모든 것을 계산하는 데 적합한 방정식 시퀀스를 찾으려고 노력하고 있습니다. 아래의 CEA 계산 된 "측정"을 받아들이는 유일한 것은 원하는 추력 (500N)이며 아래 비디오에서와 같이 동일한 연료를 사용하기 때문에 L *은 약 1 미터입니다. 저는 기본적으로 그들의 프로그램과 매우 유사한 프로그램을 만들려고합니다.(타임 스탬프 : 동영상 시작 시간 18:00 분) 나는 연료 흐름에 대한 Isp를 모르고 출구 속도 및 기타 단위의 순환 참조로 인해 출구 속도에 갇혀 있습니다. (죄송하지만 다른 이름은 모르겠습니다. / mass ..) 아무것도 계산할 수 없습니다. Isp 가정을 만들고 "로켓 엔진을 설계하고 구축하는 방법"에서와 같이 작업해야하지만 그렇게하지 않습니까?

CEA 계산 :

연료 C2H5OH 0.9600000 -234959.795 298.000

산화제 O2 (L) 1.0000000 -12979.000 90.000

연료 H2O (L) 0.0400000 -285841.390 298.000

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

챔버 목

Pinf / P 1.0000 1.7710

P, BAR 20.000 11.293

티, 케이 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

지, KJ / KG -39913.9 -37131.0

소, KJ / (KG) (케이) 11.4168 11.4168

중, (1 / n) 24.347 24.347

Cp, KJ / (KG) (케이) 2.0830 2.0589

감마 1.1961 1.1988

아들 벨, M / SEC 1162.9 1110.7

MACH 번호 0.000 1.000

성능 매개 변수

Ae / At 1.0000

CSTAR, M / SEC 1640.8

CF 0.6769

Ivac, M / SEC 2037.1

Isp, M / SEC 1110.7

답변

4 OrganicMarble Aug 20 2020 at 08:21

계산을 완료 할 수없는 이유는 엔진의 절반이 누락 되었기 때문입니다. 배기 속도를 얻으려면 노즐에 대해 몇 가지 결정을 내려야합니다.

나는 당신을 위해 몇 가지 결정을 내리고 그것을 통해 작업하는 방법을 보여줄 것입니다.

엔진의 설계 고도는 11.8km가 될 것입니다.

이것은 노즐 출구면 압력이 0.2 bar가 될 것임을 의미합니다.

(대기표에서-나는 US Standard Atmosphere 1962를 사용했습니다).

챔버 압력이 20bar라고합니다. 따라서 노즐 압력비는 100입니다.

이것을 알고 감마 (1.2라고 말함)를 알면 Sutton 4 판의 차트 3-5를 사용할 수 있습니다. (아래 첨자 1은 노즐 입구 , 아래 첨자 t는 목을 나타냄)