UniTTC通用测控收发机


KCSA研制的通用测控收发机可在70MHz-6GHz范围内进行卫星测控操作,内置Intel至强处理器提供了极强的运算能力,使它可以进行复杂的信号编解码、收发和分析操作。该设备能够支持扩频、统一S波段、统一C波段、低速数传等测控模式。为方便系统调试,设备还内置了频谱仪,矢量信号分析仪、矢量射频信号源,卫星信道模拟器、信号录制/回放,信号离线分析等功能,特别适合用于卫星系统研发、测试、运行管理和维护。

射频接口
 标准收发频率:300MHz-3.8GHz
 扩展收发频率:70MHz-6GHz
 输入通道噪声系数:NF=3dB
 输出通道功率范围:-20dbm~+12dbm
 发射EVM:<5%
 可提供定制射频前端模组
扩频体制
 下行:1路遥测,1路测距,可选1路遥控监视;
 上行:1路遥控,1路测距,可选1路遥测模拟;
 数据接口:以太网或磁盘文件
 调制方式:BPSK、QPSK
 遥测/遥控、测距信号功率比:10db,步进0.1db
 扩频码速率范围:0-10.23Mcps
 支持的PN码:生成多项式和初始值可调。
 长PN码支持:多项式阶数2-32,长度小于2^24
 数据比特率范围:0-100kbps
 支持的数据编码:NRZ-L/M/S
 载波与PN码捕获:多普勒频移范围+-100kHz,变化率<2kHz/s
 捕获时间:  帧同步器:帧同步字1-64bit,帧长0-1048576字节可调
 数据发生器:填充字长度1-64bit可任意设置
 测距器:ESA标准的相干测距、非相干测距
统一测控体制
 USB、UCB、UXB支持
 通道数:4路遥测、1路遥控、1路测距,(可选1路遥测模拟、1路遥控模拟)
 载波捕获:捕获范围+-25MHz,捕获时间<1s,最大多普勒速率+-50kHz/s
 载波调制解调器:FM、PM模式可选,带宽1MHz,调制系数0-10。
 副载波调制解调器:4通道,码速率0-100kbps, FSK/BPSK/QPSK模式
 基带码型:NRZ-L/M/S
 帧同步器:帧同步字1-64bit,帧长0-1048576字节可调
 前向纠错:符合CCSDS标准的卷积码、RS编码、卷积+RS编码
 扰码和解扰:移位寄存器或者二进制码序列输入,长度小于2^24
 遥控操作模式:CCSDS标准COP-1
 测距器:最多8组测距音,频率任意设置,全自动捕获、解模糊
低速数传
 调制方式:MSK、GMSK、FSK、GFSK、4FSK、ASK、BPSK、QPSK、16QAM、AFSK
 支持码速率范围:0-10Mbps
 基带码型:NRZ-L/M/S
 帧同步器:帧同步字1-64bit,帧长0-1048576字节可调,相位模糊自适应
 前向纠错:符合CCSDS标准的卷积码支持(编码器、Viterbi译码器)、RS编码、卷积+RS编码
 帧格式支持:DGRAM(包头+长度+CRC),AX.25,CubeSat Space Protocol
 扰码和解扰:移位寄存器或者二进制码序列输入,长度小于2^24
 多普勒补偿:自动捕获载波,或者输入星历、测控站坐标进行自动补偿
 多普勒模拟器:输入星历、测控站坐标和时间,模拟真实的多普勒频移。
天线跟踪
 世界地图显示,星下点显示,测控范围显示。卫星在轨运行3D动画。
 根据星历(TLE文件)、测控站坐标和当前时间,控制天线指向目标。
 需配合KC5500控制器
录制和回放
 4块可更换SATA硬盘,支持RAID0/1/5/6/10模式。
 可在50MHz带宽下,录制长达100小时的IQ原始数据。
 回放功能可在录制的同时进行。
 可进行AWGN、瑞利信道模拟
监测和调试
 实时频谱仪:分析带宽20MHz
 频谱瀑布图:分析带宽50MHz
 矢量信号分析:星座图显示,分析带宽20MHz
 射频信号源:支持FM、AM、PM等调制模式
 射频信号离线分析、解调和解码工具
其他
 射频接口:SMA(F)。输入x1,输出x1,外部10MHz时钟输入x1
 网络接口:10/100/1000M自适应RJ45端口
 电源输入:220VAC,200W
 几何尺寸:21*21*25cm,质量:7kg
 环境温度:+10~+35`C(工作时),-30~+65`C(断电)
 海拔高度:小于3000m(工作时),9000m(断电)

KS-1Q卫星

功能说明

KS-1Q是一颗多功能纳卫星,采用KS-1型卫星平台研制,安装了多种传感器。KS-1Q具有照片拍摄、视频拍摄、辐射剂量测量、在轨运动参数测量、数据存储转发、光遥测等功能。

星载相机采用了4mm短焦镜头,高灵敏度的1/2寸幅面CMOS传感器,分辨率2592×1944,弱光成像性能好,具有夜视能力。

基于KS-1Q可开展太空实景虚拟现实(VR)体验,星图拍摄,空间辐射测量,姿态测量/控制算法验证,短信息中继转发,卫星闪光观测,科普教学等多种应用。

星内的扩展插槽允许用户添加自行设计的硬件设备。星载计算机提供软件开发包,用户可自行开发应用软件。

星载计算机出厂已固化引导程序,可以进行多次远程软件升级。卫星平台基本的电源、通信和管理功能独立于星载计算机,升级被中断后可以随时重新开始。

结构组成

KS-1Q由以下功能组件构成:
 EPS_KS1电源管理器
内部功能:
 MPPT光伏升压
 电池充放电控制
 分离保险
 入轨保险
 电池保护
 电池加热
 负载开关
 负载防闩锁保护
 火工品驱动
 磁力矩驱动
 光遥测发送控制
 实时时钟(电子万年历)
 加速度测量
 电参数遥测

可管理的外设:
 2路太阳帆板输入
 18650锂电池2颗
 火工品/热刀驱动器1路
 8V负载开关2路
 磁力矩器输出3路。
TTC_V04 U/V测控收发机
 工作频率:发射430-440MHz,接收142-145 / 430-440MHz
 其他频段可定制。
 数据速率:下行20kbps,上行10kbps。高速下行1Mbps;
 占用带宽:上行/下行50kHz,高速下行2.5MHz;
 发射功率:0.1W-2W(+20 to +33dbm),4档调节;
 接收灵敏度:-110dbm;
 天线接口:2个50Ohm端口,收发任意切换;
 调制方式:GMSK调制,符合CCSDS标准;
 保护措施:工作电压、工作电流、功放温度保护;
 用户接口:双冗余CAN总线,2路UART,1路模拟量输入;
 数据协议:CAN/CSP协议,UART/CSP协议,串口透明传输
OBC_V01星载计算机
 主CPU: 32bit字长,性能200DMIPS,硬件浮点计算能力
 陀螺仪: 量程+-300deg/s,零偏<12deg/hr
 磁罗盘: 量程+-4gauss,分辨率0.5mgauss,RMS噪声3.2mgauss
 存储器: 32MB NorFlash,4GB SDCard
 通信接口:UART x3,CAN x1,I2C x1,模拟量x4,USB x1,
 脉冲输入x1,开关量输出x1,GPIO x11(复用)
 电源: 5-9V 60mA
GNSS_V00 卫星导航模块
 北斗/GPS/GLONASS三模式接收机
 轨道六要素在线测定能力
 接口:DC 3.3-5V,UART/NMEA协议
CAM_V00 星载相机
 镜头焦距:4mm
 图像分辨率:2592×1944
 数据格式:JPEG图片,H264视频
 接口:DC 5-12V,UART / ZModem协议
LED灯阵列
 输出亮度:>4500lm
 波长:520-535nm
 功耗:最大48W,平均10W
 调制方式:Manchester编码
太阳敏感器
 测量精度:2°
 接口:模拟量
内嵌式磁力矩器
 磁矩:XYZ每个轴0.02Am2
 接口:DC 5-20V 200mA@8V

卫星测控站

KS卫星平台可使用KCSA研制的UHF频段固定式地面测控站。该测控站包括户外跟踪天线和和室内设备两个部分,可方便的安装在一般建筑物的楼顶。
 工作频率430-440MHz
 天线增益17dbi
 下行接收灵敏度-126dbm
 上行发射功率25w
 适用轨道高度:<1000km
 测控机尺寸:标准4U机箱
包含收发机,天线旋转器,电脑
 天线外包络:4mx4mx5m

机械尺寸

微波与卫星通信实验箱

主要特点

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本实验箱是基于软件定义无线电技术研制的卫星通信教学平台,由数字式卫星仿真器和多个用户站/关口站组成。通过高性能的GPP+FPGA平台,可进行各种制式的卫星通信全链路模拟和实物演示,在线产生和重现卫星信道的特征及参数变化。

精心设计的数字化用户站组件,的数字化用户站组件,与真实卫星无差别的转发器,可在教室中模拟一个完整的多用户数字卫星通信系统。令学生在课程中进行卫星通信系统的设计、调试和使用,在动手实践的过程中领会理论原理,体验真实的卫星通信系统的工作特性。

每个卫星转发器可允许100-200个用户站同时接入,并互相建立通信连接。学生在用户站可对前向纠错,基带调制/解调,上行功率等参数进行配置,优化通信质量和功率使用效率,并规避其他用户的干扰。教师可在关口站观察到学生对卫星转发器频宽和功率的占用情况,指导学生合理分配信道带宽、保护带宽、转发器功率,协助学生对系统资源进行合理调度。

该系统调试简单,工作稳定可靠,是一套理想的卫星通讯教学实验设备。

系统架构

主要教学资源配套

1. 线性转发实验(1个转发器)
2. 再生转发实验(至少2个转发器)
3. 频分多址多用户通信实验(1个转发器)
4. 带宽分配实践(必要带宽计算,带宽的申请和分配,频率隔离与极化隔离,保护带宽度的设计计算等)
5. 功率分配实践(功率回退值,功率分配和带宽、调制方式的关系等)
6. 干扰排查和消除(互调干扰、邻频干扰、旁瓣干扰。发射源监听和识别,发射源测向)
7. 卫星数字通信实验
8. 课程考试

a) 使用卫星互联网业务,从教师服务器下载内含转发器参数的资料包

b) 使用卫星语音电话,通过资料包指定的转发器与同学通话,约定进行视频通信的转发器参数。

c) 检查转发器工作状态,排查干扰情况并消除干扰。

d) 使用卫星视频通信,与同学交换学号和签名,完成一次通联。

e) 视频截图保存,通过卫星通信上传到教师服务器

KC901V矢量网络分析仪

KC901V 是一款通用射频多用表,主体功能是单端口矢量网络分析仪(VNA,S11),同时支持矢量的传输测试(S21 标量和简易矢量)、简易频谱仪、场强仪、射频信号源、音频信号源等功能。KC901V 具有专业实用性,并且,包括支持 4 小时连续工作的电池在内,体积仅 1 立方分米、重量仅 1 公斤,为用户带来全新的自由体验。

主要特点

  • 最高测量频率达15GHz(配备对应的选件)
  • 1Hz 频率步进
  • 全数字中频
  • 可靠的准确度和稳定性
  • 强抗干扰能力
  • 丰富的功能和轻便的设计

主要功能

  • 传输测试(标量:调试滤波器,放大器,检验天线方向性,矢量:基本的相位变化趋势)
  • 反射测试(矢量:调试阻抗匹配,检查天馈系统质量)
  • 频谱显示和场强观测(检验电台发射性能,查找干扰源)
  • 单独输出某个频率点的信号

推荐应用

KC901V 主要用于检测、调试射频电路和天馈线系统。在大多数频段,也可进行场强测量、干扰查找等工作。

这款仪器轻便而功能强大,能够把以前通过庞大的实验室仪器才能完成的测量工作轻松的转移到现场进行。901V 是每个电子工程师都值得拥有的测试工具,也可作为专业通信工程、广播电视发射台技术人员的常备设备。

 

注 :1. OPT004选件对应最高测量频率:8GHz
2. OPT005选件对应最高测量频率:15GHz
3.指标如有变更,恕不另行通知!如需最新产品资料,请与我公司联系。

[招聘]绝对难得一见的项目:我们一起发射卫星

        宅在家里看星星的你,太不过瘾。
FASHION的玩儿法是,不如跟我去造星!
你也可以成为明星!
——科创航天卫星项目组

卫星项目组招聘中:
坐标:广州       简历往这儿砸 sa(at)kc.ac.cn

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随着电子技术的发展,重量小于10kg的人造卫星,已经可以部分或者完全取代大型卫星的功能。使用成熟的工业级电子产品,已经可以制造有商业价值的微小卫星。世界范围内,类似的公司有美国Planet labs、美国Clydespace,荷兰ISIS等。

科创航天卫星项目组专门从事卫星设计和空间应用技术开发,是国内最早开展微小卫星研制的民营企业之一。我们的合伙人包括中科红旗原副总裁黄思源先生,科创论坛坛长刘虎等,获得了共计数百万元的投资。现在公司运行的主要项目包含KS系列小卫星平台、空间电磁环境监测、空间光通信、卫星姿态控制、卫星动力装置。我们希望能够在2年内将第一颗自研的卫星送入轨道。

研制卫星与研制一般的电子产品过程是类似的,但是为了能耐受太空极端环境,会增加专门的防护措施,以及更加严格的质检流程。在研发的过程中,星载计算机、电源管理系统、遥测/安全处理器等子系统需要设计硬件架构、制作样机、编写软件。同时,需要制作很多个仿真程序,来模拟整个任务的流程,测试每个子系统和卫星整体的功能和可靠性。

参与过航天器研发的工程师,已经站在了工程学的尖端。今后面对其他的难题,不仅有更开阔的思路,更会多一分自信。

我们需要的攻城狮:
1、通信系统工程师
数字信号处理,软件无线电,通信网络仿真,信道编码,通信协议设计,天线设计
2、嵌入式软件工程师
ARM,C++,FPGA,HDL
3、嵌入式硬件工程师
模拟、数字和射频电路,PCB Layout,开关电源技术,信号完整性
4、推进系统工程师
高电压技术,等离子体物理,电真空技术

我们想要这样的小伙伴:
1、应用数学/物理
2、电子/嵌入式/自动化/导航/通信
3、流体/机械/动力/热工
4、高电压技术/电真空技术
5、仿真和测试
PS: 在以上任一方面有过相关研究经历即可

我们能给你的:
1、薪资+期权
20k/月+五险,可提供食宿
2、经验值
造过火箭,放过卫星。站在工程学的尖端,研发经验满级
3、平台
我们来自国内大的航天爱好者组织,
我们是国内早开展微小卫星研制的公司之一,
我们可以接触到航天技术的前沿,
我们紧跟民营航天的大潮,
来,跟我们一起踏上征服太空的旅程

加分项:
1、最好是狂热技术宅,有极客精神
2、可灵活切换高冷、逗比模式
3、长相特别过关,或善于卖萌(团队气氛调节剂)者强烈加分

科创航天 邮件地址sa(at)kc.ac.cn

 

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埃隆·马斯克力荐《点火!:液体火箭推进剂野史》中文版下载

原书《液体火箭燃料的历史和基本问题》,原作者约翰·克拉克,书号、译者、出版时间无法查询。经科创航天鉴定为《点火!:液体火箭推进剂野史》(Ignition!: An informal history of liquid rocket propellants)中译本。我们将此书扫描制成pdf,提供给所有航天爱好者下载传阅。

点击下载:液体火箭燃料的历史和基本问题

英文原著:ignition An Informal History of Liquid Rocket Propellants by John D. Clark

相关阅读:
http://www.kcsa.cn/?p=403  《啸震长空-qu8k探空火箭项目纪实》 美国爱好者自制探空火箭射高36公里

http://www.kcsa.cn/?p=350  《液体火箭发动机设计与制作》自己动手制造一台液体火箭发动机

http://www.kcsa.cn/?p=908   《LRE5000液体火箭发动机参考设计》5kN(509公斤推力)液发设计过程讲解、设计图纸和3D模型下载

我们的研发环境是完全开放的,在这里可以自由的与爱好者们交流,科创研究院为会员提供试验设备和经费支持。欢迎有相关需求的院校和企业进行项目合作 点击此处,联络科创航天






 

中山大学“天琴计划”招聘教师与研究人员

引力波是广义相对论的基本预言,但是至今为止尚未得到引力波存在的直接证据。此外,引力波探测将提供全新的天文观测手段,开启引力波天文学新纪元。中山大学在引力物理领域具有优良的学术研究传统。上世纪七十年代中山大学引力物理研究室建设常温共振型引力波天线,其测量灵敏度为当时国际同类引力波天线的最高水平之一。目前,中山大学正在组建研究小组开展我国空间引力波探测计划任务的预先研究,制定我国空间引力波探测计划的实施方案和路线图,提出“天琴”空间引力波探测计划,并开展关键技术研究。

天琴计划主要将分四阶段实施:第一阶段完成月球/卫星激光测距系统、大型激光陀螺仪等天琴计划计划地面辅助设施;第二阶段完成无拖曳控制、星载激光干涉仪等关键技术验证,以及空间等效原理实验检验;第三阶段完成高精度惯性传感、星间激光测距等关键技术验证,以及全球重力场测量;第四阶段完成所有空间引力波探测所需的关键技术,发射三颗地球高轨卫星进行引力波探测。

我们将在中山大学珠海校区建设“天琴计划”所需的地面研究基础设施,并以此为基地开展面向国家重大需求和科学基础前沿的国家大科学工程项目。其中山洞超静实验室和激光测距地面台站基础设施建设已经启动,部分关键技术研究也已经有具体进展。天琴计划的推动将使中山大学将成为国际上引力波探测与空间精密测量领域的学术研究重镇之一,并成为推动后续一系列空间精密测量物理实验的研究基地。

1.招聘单位:中山大学天文与空间科学学院

2.招聘方向:

(1)  引力理论:广义相对论、引力理论、宇宙学等

(2)  空间引力实验:月球激光测距、引力波探测、无拖曳控制、空间任务系统模拟与数据分析

(3)  精密测量技术:高精度激光干涉测量、精密光学机械设计与分析、低噪声电子技术等

3.招聘条件:

(1)  身体健康;

(2)  已获得博士学位;

(3)  在引力实验、精密测量、光学工程或相关领域有前期研究基础;

(4)  具备良好的沟通能力和团队合作能力。

4.应聘材料要求:

申请者自从即日起投递简历、发表论文清单和两份推荐信(其中一份要求是博士指导导师或者现在研究同事)。

5.招聘岗位:

千人、青年千人、教授(含长江学者特聘教授)、副教授、讲师、研究员、博士后。

以下领域招聘团队负责人(Principal Investigator):星间激光测距技术、无拖曳控制技术、月球激光测距技术、系统模拟与分析、卫星微推进技术。

6.待遇:团队负责人:年薪50万-100万人民币,其他岗位工资另议。

7.联系方式:

联系人:李淼 教授

电话:18620939367;

Email: limiao9#mail.sysu.edu.cn

收到投递资料后会立刻审阅申请者材料,审阅通过后会安排会候选人面谈

【哥本哈根亚轨道】BPM5双组元液体火箭发动机的组装

原帖地址: http://bbs.kechuang.org/read/70350 翻译:novakon

考虑到很多同学听不懂丹麦音英语,提供一部分听译内容。

最上面这一块称为LOX Dome(穹顶),从这里加注液氧。
两侧有两个大孔,液氧从其中一个注入,另一个孔用来测量压力。下面的7个小孔,让液氧流入下面的加注器。

接下来这个法兰盘,上面有许多比LOX Dome上更小的孔(0.9mm直径),液氧通过这些更小的孔进入燃烧室。
看,这个是过滤器,遮在LOX Dome上,以防止液氧中的异物堵住加注器的孔。

因为下面的孔直径很小,因此很容易被异物堵塞。像这种类型的发动机,即便堵住一个孔,都会对工作造成很大影响:如果燃料混合的点偏离中心,显然会导致发动机一侧过热,这将是毁灭性的。

继续看法兰,材料是钢,看到这一圈孔了吗?刚才介绍过,液氧是从加注器盘上纵向的孔流入燃烧室的,而燃料是从分布在直径上的、外侧的孔流入,而从内侧的孔喷出,与纵向喷出的液氧结合。

这个是燃烧室内管。燃料在外侧流过,进入法兰内侧的这条缝,再从内侧圆孔喷出。

因为有许多拐弯,因此压力会一路下降,这是我们希望尽量减少的,因为越低的压降,意味着越低的燃料罐压力,反过来则需要越高压力——也就意味着更厚重的燃料罐。

这是燃烧室外管,比内管大一圈。燃料在内外管之间(夹层)流过,这样可以起到降温作用。他们俩最终要焊接起来,那怎么保证每一处的内外壁距离都相等呢?用2mm粗的铜丝垫着就行了。

这个是甜甜圈,从中间锯开,再焊到喷口外侧上去。燃料首先通过一根管子进入甜甜圈,再通过发动机的夹层。然后从上端法兰盘上的孔,喷入燃烧室。

如果要调节冷却效果,可以调节夹层中燃料的流速。如果夹层是空的,流速就较低;如果夹层中做一个螺旋,令燃料螺旋流动,流速就会较高,而且流动距离更长。当然冷却过度也有麻烦,用于冷却的燃料如果温度过高会沸腾,因此最终设计要做一个折衷。

当我们要调节喷口的冷却效果,可以更改一下上部的结构,反正就是这么调出来的。


这里有两个阀门,一个用于液氧,一个用于酒精。我们之前一直采用主副阀门的设计,先开小阀门点火,点火成功再开主阀门。这可以确保在点火成功之前,不产生大爆炸。这就需要四个阀门。

不过在这个设计里,我们每种组分只用一个阀门,总共两个。现在的阀门是可以控制开合角度的了,所以我们可以用同一个阀门实现不同流量。

 

LRE5000液体火箭发动机参考设计【图纸下载】

作者:科创航天广州项目组

本文链接:http://www.kcsa.cn/?p=908 欢迎转载

 

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长期以来,液体火箭方面的资料仅有抽象的理论描述、一些剖面图和实物照片提供,绝少有3D模型流出。因此,我们总结了以往的发动机设计、试车和实际飞行经验,设计了这台适合爱好者动手DIY的液体火箭发动机。
本设计旨在提供液体火箭发动机的一般设计思路方法,并提供现成设计案例和结果。帖子中提供的3D模型足够清晰和明确,让您能够了解到液体火箭发动机的每个内部细节,进而让有兴趣的爱好者展开仿制工作。
该设计的3D模型已经附带在此 KCSA-LRE5000-Model,文中未标注的参数请在3D模型中查看。希望本文能起到抛砖引玉的作用,让更多人能动手开展液体火箭方面的实践。
论坛技术讨论贴: http://bbs.kechuang.org/read/71342

1.燃料选取及燃料理论性能计算

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本次燃料为确定为液氧/乙醇,最佳氧燃比1.5

使用cpropep软件 下载:cpropep

选择冻结流frozen equilibrium,这个模式算出的比冲偏低(保守结果)。

小型液体火箭发动机设计,后续计算一般都采用冻结流数据。

计算得燃温3231K 喉部燃温2935K 喷管出口温度 1788K

平均燃气分子量22.26g/mol         Cp/Cv(燃气比热比)1.2

特征速度1692.8m/s                理论比冲253s

 

1.燃烧室内尺寸的确定

使用echo坛友编制的液机内弹道软件 LREDimensions

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设计推力500kgf,按用途尺寸定室压为3MPa,喷注燃料压降0.8mpa

猎鹰坛友的Rocket Designer包含了特征长度数据。(下面有下载)

因为我们打算采用互击式喷注器(详细介绍见下文),燃料和氧化剂在撞击的时候有一次混合,并且因为是小发动机,特征长度可以取到比较小。

特征长度和燃料组合的燃烧反应速度有关系,反应快烧得快特征长度就短,反之则长。因为燃烧室需要的长度和流速有关系,所以我们不直接说燃烧室需要多长,而是说特征长度需要多少。

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液氧乙醇的组合特征长度是1.4-3.0m,实际取0.8-1.2m都是可行的。取得太长增加重量并且冷却会变得困难,太短燃烧不完全导致比冲损失。具体最佳数值是多少需要实测才知道,特征长度取值合适的发动机,大液滴到喷管喉部就基本上都烧完了(95%以上反应完毕)。不过如果取得不合适,只会导致比冲损失,但不会直接导致爆炸。

径收敛比影响燃烧室的直径和长度,粗的燃烧室内部流动比较慢,所以做得比较短也能保证燃烧完毕。细的燃烧室因为流速快,所以需要长一些以保证有足够的停留时间让混合物反应完毕。通常让燃烧室的长径比为1-2较好,所以就多算几遍,取不同的径收敛比直到燃烧室长径比落在1-2之间。

确定燃烧室内径100mm,长度150mm,喷管最窄处37.6mm,扩张比4.84

 

2.发动机结构设计

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采用铜合金制成燃烧室,冷却方法采用燃料再生冷却,冷却流道采用先旋压后焊接方式制造

燃烧室内壳体采用旋压方式制造。冷却夹套使用碳钢材质旋压加工后,剖成两半扣住燃烧室。使用铜丝(图上未画出)维持燃烧室壳体和夹套之间的间距。

 

http://v.youku.com/v_show/id_XOTQ2MTY1ODYw.html?from=y1.4-2Q

这里可以看到哥本哈根亚轨道是怎么做旋压加工的

注意喷注器不是一个整体,而是由外固定环和喷注板组合成的,这样就为从内侧焊接固定燃烧室提供了可能性。以下是冷却夹套焊接顺序

1固定环和铜制燃烧室套在一起,焊枪伸入环内焊接内侧接缝。

2 燃烧室外侧放铜丝并做点焊
3套上夹套焊接固定环与夹套的外侧接缝。
4剖成两半的夹套重新焊接成一个整体。
5通过异种材质焊接方式连接到燃烧室尾部。

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喷注孔设计使用猎鹰坛友的Rocket Designer RD

乙醇密度0.8,液氧密度1.143。喷注压降一般取1/4-1/2燃烧室室压,压降提高将会使得出口速度提高,一般建议喷注速度20m/s以上。喷孔数量在加工方便的前提下,尽量多一些。计算出需要的喷注孔直径之后就可以把喷孔画到图上了。

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在整个喷注面板上,流量并不是均匀分布的。一般可以选择单峰分布和双峰分布,这样有利于燃烧稳定性。

单峰分布是指在1/2半径的位置流量加大,该区域流量是面板其他位置的一倍。

双峰分布是在图上的基础上增加了圆心区域的流量密度,即把该区域的流量密度也提高到其他位置的一倍。

靠近燃烧室内壁的边缘区域流量比较小,以保护燃烧室内壁。

氧燃比分布,除了靠近燃烧室内壁的边缘区域需要调整为富燃料,以保护内壁之外,其他的部分均可按最佳氧燃比(或者稍稍低于最佳值)。

因为我们这个发动机很小,我们采用单峰分布“其他位置”流量为零,只有1/2半径处设置了喷孔,其他部位不设置。需要液膜冷却的自己在靠近燃烧室内壁的边缘区加上一圈就喷孔就行了。

实际上,对于较大的发动机,会考虑圆周上设置不同的流量密度。具体可以看哥本哈根亚轨道设计的TM65发动机,这里是组装视频,注意他的喷注器设计。

http://bbs.kechuang.org/read/70350

如果流量设计值和实际值不一致,调整输送压力即可。

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喷注方式采用多点互击,点火流程为预燃式富燃启动,主推进剂送入燃烧室点火

对撞点距离喷注面板12mm,对撞角度45°,算出喷注孔距离12mm

对撞点到面板的距离取12mm(绿线),是为了不让对撞的液滴飞溅到喷注面板上。这个是测试出来的。液体溅到面板上可能引起面板面板损坏或者过热。

对撞角度合适的情况下,液流的动量和(质量流量*速度)的方向是朝下而且稍微向中心收拢的。

有以上两个参数之后可以算出喷注孔距离。

 p7

使用分液环对燃料进行分液。

注意预燃室和分液环都是焊接在喷注板上的,推荐用氩弧焊拖焊方式。

喷注板和固定环也是焊接在一起的,注意焊接的时候用木板保护所有的孔。

最后把分液环的盖板焊上。

p8

总体视图如上

左边:预燃室(上),液氧入口(下)。

右边:酒精入口。

图纸上是适配DN15不锈钢管的,管子插进去焊上即可。

预燃室中间的孔装12mm摩托车火花塞,左右两边各焊接不锈钢毛细管通入少量气氧和酒精用于点火。

这样你就需要4个阀:液氧主阀(淘宝有低温球阀可以买),乙醇主阀。氧气点火阀,乙醇点火阀

前两个可以是球阀,用电动球阀执行器去推动。后两个用电磁阀即可,淘宝有合适的耐高压的品种。

火花塞接ZVS电路最好,提供持续的直流高压维持电弧,功率大则点火更可靠。

 

3. 输送系统

参考猎鹰坛友研制的液氧输送系统

http://bbs.kechuang.org/read/52912

 

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特别感谢提供研发经费的坛长刘虎;提供设计软件的资深会员猎鹰(马XX);广州项目组的发动机专家王XX、黄XX同志,提供帮助的novakon坛友,提供测控系统的黄XX(2),吴XX同志;来自中科大精通流体力学的拔刀斋坛友;精通液体火箭技术的echo坛友;以及来自航天X院为我们提供无私帮助的XX和XX坛友。正因为有了你们,国内的爱好者才能达到现在的水准。

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【喜报】刘正理事荣获化学奥林匹克竞赛金牌

据科新社14年11月30日电,科创航天理事,科创论坛新型能材版版主刘正先生在第28届中国化学奥林匹克竞赛中,以优异的成绩获全国一等奖。

刘正为人谦逊低调,热爱化学学科,长期以来与广大化学和高能材料爱好者共同进步,为社区带来良好的学习风气。刘正同学是科创航天最年轻的理事,出生于1996年,目前常住河北省。

祝愿刘正同学在科学道路上勇攀高峰,也希望广大爱好者努力学习奋斗,继续发扬科创的学霸传统!