Насколько реально сделать в домашних условиях ЖРД?

Alexander>Делал ли такое кто-нибудь?

В школьные годы была попытка изготовить что-то подобное
Баллончик из-под дезодоранта, велосипедный ниппель - керосин и двадцать качков насосом...
двигатель - точеная деталь из дюраля, точнее - две части, на болтах.
корпус из бумаги, резиновый шарик с кислородом.
... В итоге - красивый ба-бах с огненным шаром...

Делали... на весь мир с десяток наберётся...
Скажем, серия любительских ракет "KIMBO"

Дома врядли возможно, а имея доступ к станковому парку - можно.

В принципе ничего такого там нету, но к химии добавляються заморочки с механикой.

Alexander>Делал ли такое кто-нибудь?

http://www.im.lcs.mit.edu/rocket/

или

Особых заморочек с механикой нет, если, конечно, сразу ТНА не делать . На вытеснительной подаче - нужны, по большому счёту, только управляемые вентили. Под "управляемые" подразумевается "открываемые и закрываемые на расстоянии" (если, конечно, конструкция относительно серёзная). Ребята из www.erps.org делают вентили на сжатом азоте, кажется, Armadillo Aerospace делает вентили на електромагнитах.

Долларов за 900 можно купить набор ЖРД на здесь.

>Главная проблема, imho, компоненты топлива, а точнее, окислитель. Интересно, что используется в качестве оного в любительских ЖРД?

Имхо только три - азотная кислота, перикись водорода и закись азота.

>В принципе, в самой конструкции двигателя при вытеснительной подаче топлива ничего сложного нет (охлаждение сопла можно сделать, например, оребрением, как на первых советских ЖРД).

Т.е. не регенеративное? Учитывай, что высокого расхода тебе не обеспечить, значит двигатель будет работать скорее всего десятки секунд.

Alexander>...Интересно, что используется в качестве оного в любительских ЖРД?

ЗАКИСЬ АЗОТА. Идеал для любителя - доступна(в любой больнице), практически не токсична(до концентрации в воздухе 20-30%, выше - посмеются максимум ),легкокипящая, не криогенная жидкость, высокая упругость паров и малая агрессивность - можно использовать и для наддува топлива.
Недостаток один -малая энергетика и соответственно, Импульс удельный.
Можно еще водно-скипидарную или водно-скипидар-азоткислотную смеси. Это посерьезней, на ней и большие ракеты летали.

Кстати,при больших масштабах(от 1 кг, например) самонаддувную ЖРД самодельщику сделать проще чем РДТТ.А ГРД еще проще и ЛУЧШЕ

Ник

> (охлаждение сопла можно сделать, например, оребрением, как на первых советских ЖРД).

> Т.е. не регенеративное? Учитывай, что высокого расхода тебе не обеспечить, значит двигатель будет работать скорее всего десятки секунд.

Опять же, пример из жизни - народ из ERPS (статья, которая их упоминает, space.com/missionlaunches/marericks_020510.html) летал на 85% перекиси, с серебряным (дешёвым) катализатором. При этом разогрев настолько небольшой, что серебро не плавится (85% - предельное значение, выбранное по этому параметру), и используется обычная сталь, без всякого охлаждения, как материал для "камеры сгорания (точнее, разложения)" и сопла. Дальше, всё ускорение занимало секунд 5-7 (по условиям запусков любительских ракет?) - смотреть здесь, - т.е. недолго движок грелся. А для фанатов есть ещё более другие марки сталей, которые сложнее обрабатывать, но зато держат побольше температуру...

> Alexander>...Интересно, что используется в качестве оного в любительских ЖРД?
> ЗАКИСЬ АЗОТА. Идеал для любителя - доступна(в любой больнице), практически не токсична(до концентрации в воздухе 20-30%, выше - посмеются максимум ),легкокипящая, не криогенная жидкость, высокая упругость паров и малая агрессивность - можно использовать и для наддува топлива.
Недостаток один -малая энергетика и соответственно, Импульс удельный.
Можно еще водно-скипидарную или водно-скипидар-азоткислотную смеси. Это посерьезней, на ней и большие ракеты летали.

Очень интересно, спасибо, Ник. Мне, однако, больше нравится перекись (каждый кулик...) . Не токсична, не легкокипящая (это-то зачем в качестве преимущества?..), не криогенная, для окружающей среды не опасная. Может использоваться как однокомпонентное топливо (!), что означает, что любители могут отработать очень многи фазы ракетостроения только с одной перекисью. Кроме того, может работать как окислитель - на перекиси строили двухкомпонентные, перекись + керосин, ракеты, одна даже спутник вывела (британская, Black Arrow). УИ с керосином получается больше 3 км/с, если не ошибаюсь, то есть вполне приличный. Недостаток, например, такой - трудно добыть перекись ракетного качества (т.е. хотя бы 70% - а лучше хотя бы 85%, и без примесей стабилизаторов, которые затрудняют разложение). Есть методы любительской концентрации, но они хорошо, когда изначальная концентрация хотя бы 50%, а лучше, опять же, 70%... Синтезом перекись получать трудно.

avmich> Мне, однако, больше нравится перекись (каждый кулик...) . Не токсична,

Насчёт нетоксична это не совсем так. Вдыхание паров недопустимо, будет не отравление, а ожог лёгких. При попадании на кожу даёт сильные ожоги. В общем, нужно очень хорошо изучить литературу, прежде чем работать. Кроме того проблемы с хранением, нужна специальная чистая тара.

На перекиси есть самовоспламеняющаяся пара: перекись - 15%-ный раствор ацетата марганца в метаноле. Запатентовано.

Но если сравнивать с другими жидкими окислителями, то пожалуй перекись не самый худший вариант. С азотной кислотой тоже без защиты не поработаешь, про двуокись азота вообще не говорю. Остаётся жидкий кислород и закись азота. С ними тоже надо хорошо учиться работать.

>перекись - 15%-ный раствор ацетата марганца в метаноле.

А просто с метанолом, или там керосином она не самовоспламеняеться? И какой ацетат - II или III?

>Имхо только три - азотная кислота, перикись водорода и закись азота.

Про жидкий кислород забыли....

>Имхо только три - азотная кислота, перикись водорода и закись азота.
>Про жидкий кислород забыли....

Именно. LOX - рулит. Достоинства - дешев, нетоксичен, относительно безопасен, прекрасные характеристики (УИ), есть в свободной продаже.
Из недостатков только - не хранится долго (на каждый запуск надо покупать), КМ малопригодны т.к. не любят низких температур.

А горючка - жидкий метан адназначна. Самый водородистый углеводород, прекрасный охладитель, делается на коленке, хорошая плотность, фантастический УИ, малотоксичен, хранится довольно долго, очень дешев.

Если делать ЖРД - CH4+O2 - rulez forever.

CaRRibeaN>А что тут такого? Ацетат II - не такая уж и редкая вещь, метанол тем более...

Редкие не реактивы, а сам факт самовоспламенения чего-то с перекисью. Тут ведь важно мгновенное воспламенение. А вообще если смешать концентрированную перекись с какой-нибудь органикой, то вполне может загореться через некоторое время. Но для ракетного топлива это уже не подойдёт.

С перекисью есть ещё одна опасность: такие вещества, как спирты, ацетон и другие смешивающиеся с ней, образуют легко детонирующие жидкие ВВ. Так что если топливо перекись-спирт не загорелось мгновенно, а смешалось и накопилось в камере сгорания, то последующее воспламенение скорее всего приведёт к взрыву. Поэтому самовоспламеняющиеся комбинации, как это ни странно звучит, гораздо безопаснее. Потому что при утечке топливо сразу загорится и это будет видно. А если будет утечка перекиси со спиртом, то эта смесь будет тихонько накапливаться, а потом сдетонирует уже в большом количестве.

CaRRibeaN> Марганец как катализатор, насколько я понимаю (хотя не уверен). Еще круче наверное будет с триацетатом, тот вообще не стабильный.

Марганец катализатор. А нестабильность триацетата как раз плоха, топливо должно быть стабильным и воспроизводимым.

>Поэтому самовоспламеняющиеся комбинации, как это ни странно звучит, гораздо безопаснее.

Это - прямой путь в ожеговое отделение. Впрочем Ник вам вcе объяснит.

> Насчёт нетоксична это не совсем так. Вдыхание паров недопустимо, будет не отравление, а ожог лёгких. При попадании на кожу даёт сильные ожоги. В общем, нужно очень хорошо изучить литературу, прежде чем работать. Кроме того проблемы с хранением, нужна специальная чистая тара.

Целиком и полностью согласен. В глаза попадёт - вообще проблем не оберёшься. Концентрированная перекись, капнув, например, на землю, взрывается. Проблемы с хранением - это ещё мягко сказано, при наличии загрязнений начинается реакция разложения, а нагрев перекиси её ускоряет - цепная реакция. Даже в хороших контейнерах чистая перекись постепенно разлагается. Так что, конечно, к любому ракетному топливу, по самой сути его задачи, надо подходить серьёзно.

Самовоспламеняющаяся пара - это для использования перекиси без разложения? А то после разложения на воду и кислород перекись обычно так горяча, что отлично самовоспламеняется с практически любым углеводородом...

На коллаже видно, как взлёт перекисной ракеты не даёт "огня и дыма". Перегретый пар с кислородом не виден.

Кстати у меня есть пол кило перекиси, была 39%, но она стоит уже пол года, я ее периодически сдуваю (зимой еще ничего, а вот сейчас пришлось дырку проковырять).

Так вот, если капнуть капельку в петролейный эфир - он загораеться.

CaRRibeaN>А просто с метанолом, или там керосином она не самовоспламеняеться?

Вроде бы нет. Я не делал, но из того, что читал, я понял так, что метанол с ацетатом марганца - это большое достижение, причём очень редкое. Ещё гидразин самовоспламеняется.

CaRRibeaN> Так вот, если капнуть капельку в петролейный эфир - он загораеться.

Очень странно, тем более с такой разбавленной перекисью.

CaRRibeaN> И какой ацетат - II или III?

II

avmich> Самовоспламеняющаяся пара - это для использования перекиси без разложения?

Да, как обычные двухкомпонентные жидкие топлива. Кроме того, никакие стабилизаторы, присутствующие в перекиси, не мешают, марганец всё перешибает.

>Вроде бы нет. Я не делал, но из того, что читал, я понял так, что метанол с ацетатом марганца - это большое достижение, причём очень редкое.

А что тут такого? Ацетат II - не такая уж и редкая вещь, метанол тем более... Марганец как катализатор, насколько я понимаю (хотя не уверен). Еще круче наверное будет с триацетатом, тот вообще не стабильный.

>Очень странно, тем более с такой разбавленной перекисью.

У меня сложилось впечатление, что загорелись пары. Ибо капелька фактически только упала, а оно уже загорелось по всей поверхности.

TEvg>делается на коленке

Расскажите нам как вы будете делать метан на коленке

TEvg>хранится довольно долго

Сколько?

TEvg>Если делать ЖРД - CH4+O2 - rulez forever.

Криогенный двигатель с регенеративным охлаждением (а это для низкокипящих само по себе гемор, что бы не закипел надо большой расход делать), плюс ВЧ нестабильности этой пары в камере - имхо не самый лучший вариант для самоделки.

Лично я бы делал на перикиси водорода, монотопливный. Но делать я не буду.

А что так, CaRRibeaN?

Больше всего бойцы из ERPS намучались с вытачиванием движка. Сталь тяжело обрабатывать непрофессионалам... Машинные мастерские предлагали им цены долларов по 70 за движки тягой в 10 фунтов - правда, партиями, от двух штук , но всё равно очень дёшево, так что на будущее решили заказывать. Остальное... Алюминиевый бак на 10 литров, приваренные трубки: сверху - 1) для залива перекиси 2) для подачи давления от азотного накопителя (заряжался перед стартом), снизу - 3) для аварийного слива перекиси, 4) трубка в двигатель (её нужно потолще сделать ). Плюс сверху приваривается трубка для манометра. Катализатор... серебро большой площади например, сетка, или диски с дырками, или гранулы (между дисками)... Вентили на нужных трубках... Дальше - уже совсем проще для тех, кто ракеты на твёрдотопливных движках запускал: над баком - стеклопластиковый корпус (чтобы парашют поместился), обтекатель, барометрическая схема определения апогея, пиропатрон для выстрела парашюта... Старт - направляющие, несколько метров длиной, можно из частей...

Механика относительно простая. Вот с получением перекиси нужной концентрации однозначного ответа нет . Если удастся купить 85% - не самый плохой вариант. Если более слабый раствор - ну, можно сделать концентратор, методом прокачки сухого тёплого воздуха, он в основном воду из раствора будет забирать, этот метод самый простой, пожалуй, для любителей... Многие этот путь проходили за последние полвека . С другой стороны, так ли уж это сложнее подбора комбинаций смесей и технологии изготовления твёрдотопливного заряда? Не знаю, не пробовал .

Каждому своё нравится

Конечно, перекись проще, чем метан-жидкий кислород, для любителей. Криогеники нет - раз, необязательны два компонента - два. Конечно, метан-кислород поэффективней ну, можно потом и до него добраться.

По крайней мере, таково моё мнение