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航空航天工程 · 交互课件

从一台发动机,
理解推进的力量。

拆开结构,跟随流体。
改变参数,验证你的判断。

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拖拽模型旋转,点击部件查看。

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课程价值 / 航空航天 · 推进与热管理

把复杂推进系统,变成可观察的过程。

以发动机三维结构为入口,通过部件聚焦、拆解观察与点火演示,建立从外部形态到推进过程的认识。把结构、工况、推力和冷却放在同一个可交互的学习场景中,帮助理解系统各部分如何协同。

改变推进剂流量和环境压力,对比简化推力结果;调节冷却能力,观察壁温变化,再借助故障情景辨认异常线索。让学习从“看见部件”走向“解释变化”,支持推进原理与工程诊断的课堂讨论。

结构分解观察工况与推力对比冷却与故障情景
建议怎样开展这次探索 +

先完整观察结构,再分别改变流量和环境压力,记录推力变化。进入冷却实验后,对照正常与异常工况,说明哪些参数影响了结果。

使用通用液体火箭的简化公式和教学故障设定;内部流路与动画不是厂商工程模型,读数不等同于猛禽实机性能。

计算关系与模型假设猛禽发动机 · 通用液体火箭教学实验

推力

F = ṁvₑ + (pₑ − p₀)Aₑ

教学固定值:vₑ = 3000 m/s,pₑ = 120 kPa,Aₑ = 0.8 m²。流量范围 100–650 kg/s,环境压力范围 0–101 kPa。读数以 kN 显示。

只比较固定喷口状态下的参数关系,未耦合燃烧室压力、泵特性、喷管分离或节流变化,不是猛禽实机性能。

冷却

hɡ(Tɡ − T𝑤) = h𝑐(T𝑤 − T𝑐)

Tɡ = 3200 K,T𝑐 = 110 K,hɡ = 4 kW/(m²·K)。调节等效冷却换热系数 h𝑐,观察简化稳态壁温;不计壁厚、导热、冷却剂温升和瞬态热惯性。流道布局为示意。

工况与故障

海平面、高空、真空分别采用 101、20、0 kPa;推力读数沿用上面的固定喷口公式。喷焰形态、背景与光照随该教学压力值切换,用于强调观察差异,不来自 CFD;环境底图为生成式概念场景,不是实拍。故障情境用有效流量下降或冷却换热减弱表达现象,供课堂判断与讨论。

模型与资料

外观模型:VoitAa / SpaceX Starship Raptor 3 engine / CC BY 4.0。本站重新分组、压缩、调整材质并加入教学动画。内部流路、点火顺序与部件分类均为教学简化,不是官方 CAD。

NASA · 火箭推力关系 ↗

NASA · 再生冷却 ↗

完整模型来源及许可 ↗

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