РДТТ конструкции технологии материалы

Прикинул долгоиграющий мотор на имеющуюся стальную трубу.

диам. наружн. 54 внутр 51

длина 925 мм длина сопла 60 мм - вес корпуса 1.9 кГ

Р рабочее 88 атм (расчетные) разрушение 130 атм




Мотор содержит заряд из 4 сегментов (карамель сорбитовая) диаметром 49 мм

Первый сегмент длиной 300 мм, далее 3 сегмента по 200 мм.

Сегменты горят последовательно.

Каждый сегмент имеет канал - в виде щели с боку размером 20х8 мм
свод сегмента - 29 мм.

Щель не доходит до верхнего торца сегмента на 34 мм.

т.е. между работой шашек будут промежутки 1-1.5 сек.

Шашки установлены в корпус мотора без теплоизоляции с заливкой зазора плиуретаном. при этом щели соседних шашек развернуты на 180 градусов.


Получился общий вес топлива 2.8 кГ или 60% от стартовой массы мотора.

Начальная площадь горения 129 см2 - при скорости горения 10 мм-сек и импульсе 125 - получаем тягу на старте 29.09 кг

это превышает массу РД в 6.19 раз.


при Кн 200 получаеться сопло с критикой 9.1 мм.

Время работы сегментов топлива 11.6 сек + 3 паузы


вобщем реальные параметры.

termostat>Прикинул долгоиграющий мотор на имеющуюся стальную трубу.
> длина 925 мм длина сопла 60 мм - вес корпуса 1.9 кГ

А как ты массу сопла, крышки и их крепления считал? Обычно это существенная масса. Например у NEAR вес одного сопла получался равным весу топлива.

> при скорости горения 10 мм-сек
> при Кн 200 получается сопло с критикой 9.1 мм.

Такая скорость горения будет при 55 атм. Такое давление будет при Kn 350.
При Kn 200 давление вдвое меньше, а скорость горения 7.6 мм/с.

Какая получается площадь поперечного сечения боковой щели-канала в начале горения? Она должна быть минимум в 1.5 раза больше, чем площадь сопла.

Serge77 > А как ты массу сопла, крышки и их крепления считал?

У меня прикидочный расчет - потому я взял массу сопла раной массе трубы такой же длины. т.к. диаметр сопла значительно меньше, а крепление у меня будет на резьбе как в топике "чертежы РДТТ..."

На вкручивание задней крышки я добавил 25 мм длины трубы.




10 мм сек я посчитал по результатам испытаний ПВХ моторов Yahena





Щель 8х20 мм это 1.6 см2 сопло 9.1 мм - 0.645 см2

канал-щель в 2.48 раза больше площади критики.

Если Кн повышать то соответственно это соотношение еще больше станет.

Однако для долгой работы мотора хотелосьбы сопло побольше - чтоб не забилось всяким стремом.



я помню у 40 кГ мотора сопло 13 кГ было помоему - но при креплении на болтах очень можный и тяжелый пояс получаеться под резьбовые оверстия.

У меня сопло будет тонкое как и труба - только в криттке стенки по 4-5 мм.

\\\\

Возможно распределение длин шашек 300 - 250 - 200 - 150

Сегодня залил две шашки:

1. KNO3-сорбит-окись железа 65-35-1
2. то же, с медной проволочкой диаметром 0.2мм.

Шашки залиты в трубы ПВХ для прокладки электропроводки, наружный диаметр 37 мм, толщина стенок 1.5 мм. Длина шашек 50 мм.

Сразу после заливки топлива стало заметно, что трубы немного раздулись. Попробовал измерить штангелем и заметил, что труба мягкая, легко продавливается. Измерение показало раздутие всего 0.5-0.7 мм, но на глаз очень заметно. После охлаждения раздутие осталось. Ясно, что моя труба непригодна для бронировки. Яхен, ты такого не наблюдал на своих трубах?

вот помоему идейка богатая пришла:

Сделать сопло с критикой 20 мм примерно для 50 мм мотора - соответственно первый сегмент заряда длиной 500 мм и навороченой зведной конфигурации для обеспечения Кн 200-300

а выше идет торцевой заряд длиной 200-250 мм в начале которого залита сопловая вставка т.е. по сути 2-е сопло для торцевого горения на Кн 200-300 для площади торца - Это сопло имеет диаметр 20 мм и ворортник до 50 мм конический по форме 1-го стартового сопла.


После сгорания бустерного сегмента начинает выгорать торцевой заряд - 2-е сопло высвобождаеться и летит в низ - затыкает 1-е сопло и работает дальше торцевой заряд.

т.е. Ракета резко стартует набирая высоту и скорость, а торцевой заряд эту скорость поддерживает.

\\\\\\

20 мм это площадь 3.14 см2 значит начальная площадь горения должна быть 900 см примерно - делим на 50 получаем длину образующей бустерного сегмента 18 см - это не много для звезды на 7 лучей.

Кн 300 значит давление около 50 атм и тяга 50 х 1.2 х 3.14 =188 кГ


\\\\\

Либо посложней но понадежней вариант - это три сопла: центральное на торцевое горение и два боковых - на бустер.

Над входами боковых сопел расположена шайба-заглушка на высоте примерно15 мм на подставках (подставки - 2 сегмента кольца по 90 градусов и высотой 15 мм) из композитного топлива.

Эти подставки сгорают за время работы бустерного сегмента и шайба опускается вниз закрывая входы в боковые сопла.

В этом варианте боковые сопла могут быть под небольшим углом - для закрутки ракеты при стабилизации вращением.

Serge77 > ПВХ для прокладки электропроводки...



вообще ПВХ для холодной воды а для холодной и горячей ПП трубы нужны, электропроводка это холодная вода.

Но твои трубы перед заливкой карамели нужно просто обмотать лентой бумаги - ватманом например и скочем закрепить. т.е. на время стресса укрепить их.

А ПВХ и ПП трубы мне нравяться - тем что после заствания их можно разрезать и получить гладкий цивильного вида цилиндр топлива для заливки в корпус РД.

Да и канал ПП трубами можно формировать. Хотя лучше конусными удочками.

Оригинально. Но ненадёжно. Перекосит его по дороге, особенно если учесть, что вокруг полно твёрдых продуктов сгорания. А если не перекосит, то может разогнаться до такой скорости, что выбьет днище.



А как обеспечить герметичность этой затычки? Кроме того, пока работает бустер шайба будет перекрывать проход газам.

Что-то последнее время я много критикую твои проекты... ;^))

Критика это очень хорошо!

А шайба это не диск - так что газы нормально будут проходить.

Но варианты - просто идеи. Конструкцию нужно продумывать конечно.

ОТчет о запусках ракет с движками в стеклопластиковом корпусе.

Ракета намер 1 и номер 2 ушли со старта штатно, уверенно набрали высоту в районе 180 метров.
Осмотр и вскрытие двигателей показали что бронировка и теплоизоляция отработали нормально, из 8 слоев бумаги в труху превратились только 2, разгар сопла минимальный, только в его части состоящей из композитного наполнителя, корпуса пригодны для дальнейшего использования. У этих двигателей сопло имело диаметр 4 мм и Кн 174.
Ракета №3 с двигателем из двух слоев пластика и критикой 3 мм не ушла со старата - отрыв верхней крышки двигателя. Особенностью этого двигателя было использование шашки не с центральной полостью, а секторной выемкой. Кн 250.
4 контрящих штыря вывернуло, крышку толщиной примерно 8 мм вырвало.
Вывод - делать заливку более толстой, 15 - 16 мм.
Также необходимо использовать не контрящие штыри а сквозные шпильки.
Осмотр двигателя показал что он также пригоден к повторной зарядке.

Общее наблюдение - корпуса двигателей разогреваются до температуры 80 - 90 градусов.

Спробуем завтра - послезавтра что нибудь запустить.

Насчет шашек торцового горения.
Почему не сделать шашку с полостью глубиной скажем на 2/3 от высоты заряда?
Мои расчеты показывают что шашка с димаетром 18 мм, высотой 60 мм, с полостью 6,5 * 40 мм
при Кн 171 дадут тягу = 47 ньютон.
Более чем достаточно чтобы забросить модель на высоту метров 100, ну а там начинает работать
Остаток шашки (Кн = 30), с тягой 8,4 Ньютон, и работать будет 1,5 секунды.
Полет ракеты с таким движком обещает быть очень зрелищным.

Конструкция двигателя была такая же, как и 1, 2? Надо было и Kn такой же сделать для сравнения.
А как себя чувствовала бронировка после такого горения?

Как ты считал тягу при Кн = 30 ?

Проблема в том, что весь двигатель должен быть расчитан на большое давление, которое будет в начале, а значит он гораздо тяжелее, чем рассчитанный только на малое давление второй фазы. А горение с Кн = 30 будет идти при малом давлении, а значит удельный импульс будет гораздо меньше, чем при хорошем давлении. Это и есть главная проблема двухрежимных двигателей.

Udjin > Остаток шашки Кн = 30 с тягой 8,4 Н, и работать


Нет конечно - при таком Кн давление будет минимальным соответственно скорость горения 3-4 мм в сек. так что тяги почти не бкдет

Посему то я и предлагаю два режима изменением критики - одна критика для старта и другая для торцевой шашки.

Udjin > Особенностью этого двигателя - шашка с секторной


Я понял что ты применил заряд сечение которого я предложил на 33 странице?

Если так то нужно было снизить Кн а не повышать его - ведь заряд должен был быть долгоиграющим - значит термонагрузка. Кроме того как ты забронировал 300 градусов окружности - я боюсь что шашка просто вся загорелась у тебя.

В любом случае спасибо - прошу тебя еще раз попробовать мое сечение - только бронируй 300 градусов поверхности по лучше.

Кстати американский народ применяет скотч высокопрочный - такой серый с сеткой внутри, для бронировки карамели.

Из какой бумаги теплоизоляция была? Со стороны сегментного канала нужно удвоить термоизоляцию. Я бв даже взял половинку - 180 град трубки от удочки и тогда бумажную теплоизоляцию сделал одинаковой по всей окружности - заодно будет видно сожгут ли газы стеклопластик.


Udjin > Также необходимо использовать не контрящие штыри
> а сквозные шпильки.

Ну я ж рисовал эскиз!!! Шпильки насквозь и подальше (как возможно) от края трубы!

О! Идея хорошая. Я таким скотчем дыру в трубе отопления заделал. И он держит давление. Прочность у него очень приличная. Надо попробовать. Но вообще материал хороший только очень дорогой. 5 метров рулончик стоит 100 руб.

Да я вообще считаю скотч выжнейшим изобретением 20-го века.


\\\\


самый надежный вариант реализации двух режимности РД это применение топлив с разным Кн при одинаковом давлении:

Доступный вариант это простая сорбитовая карамель на бустерную шашку и затем торцевая шашка из сахарной карамели катализированой.

Возможно композитное топливо в торцевой шашке - в надежде что тепловое излучение не даст поплавиться стальному соплу и корпусу РД. Во всяком случае топливо без алюминия.

Посчитал вариант ЛонгПлэй РД для своей трубы внут. диам 51 мм

Если сделать первый сегмент заряда с сечением - канал в виде щели на 60 град внещнего диаметра (стр. 33 34) длиной 400 - 500 мм из топлива НА + Катализатор + 25% Пу - этот заряд будет гореть активно 60% от диаметра - по 0.1 дюйма в сек это получиться 12 секунд.

Значит выше первого сегмента нужно будет поставить торцевую карамельную шашку на 12-14 секунд.

В моем тесте топлив № 2 карамель поддерживала горение топлива на НА. эдесь идея таже - воспламеняеться карамельная шашка и она воспламеняет и поддерживает горение топлива на НА.


т.е. мотор будет работать долго и с пламенем кстати.

У меня в тесте пламя было достаточно.

Наверно что-то вот такое получиться ))

вот такое ))

Похоже я забыд сказать самую главную вещь Бронировку перед заливкой необходимо устанавливатьв оправку. Я оправки делаю из бумажных трубок. Просто бумажная трубка несколько слоев на клею, в которую вкладывается бронировка. У меня эти оправки приклеены торуами на доску, а в доске просверлена направляющая под штырь для канала. Бронировку в оправку, в нее карамель, потом штырь до направляющей все в пакет и на сутки оставляю. Через сутки вынимаю штырь, и вынимаю шашку из оправки. Штырь перед установкой смазываю моторным маслом. Он вынимается из шашки легко. После этого ножом срезаю с шашки всякую фигню, если она имеется, и укладываю их на 3-4 дня в мешок для окончательного набора прочности.
А если карамель так в трубу лить, то конечно поплывет. Труба мягкая становится.

Все, чего мне удавалось добиться в плане технологичности заливки карамели - это консистенция густого сливочного масла, залить его мне не удавалось. Максисмум - это набирать на ложку и надавливая бронировкой на эту кашицу сверху впресовывать внутрь.
После перехода на более толстую проклееную локтатом бронировку (трубка становится очень жесткой) я стал предварительно отверждать карамель на листке бумаги до состояния пластилина после чего ее впресовываю небольшими дозами грамм по 5-8. Она в этом состоянии не липнет к пресу и очень плотно укладывается. Щелей нет практически, а форма благодоря жесткости не раздувается.
И еще один момент. Прочему уважаемые отверждают карамель при комнатной температуре? Я ее сразу после чернового формования канала гвоздем убираю в холодильник, и там она у меня "доходит".
Убираю не в морозилку - очень уж зверски морозит холодильник, а в фруктовый отдел - там примерно -5 градусов.

Это ведь сорбит? Тогда или ты KNO3 слишком мелко размалываешь, или у тебя очень маленькая порция топлива. Когда я делал по 10-20г, то такое количество не текло под своим весом, только с помощью ложки. А 100г течёт, как манная каша.



И за сколько она у тебя доходит? От бронировки не отлипает?
А почему гвоздём - черновое формование канала? После отверждения ты канал ещё как-то обрабатываешь?
Я вынимаю вставку через сутки, когда карамель уже не течёт, но и не застыла камнем. Последний раз забыл смазать вставку-фломастер, но он не прилип, легко провернулся и вышел.

> одинаковой по всей окружности - заодно будет видно сожгут ли газы стеклопластик.
Термоизоляция, она же бронировка - это трубка из 8 слоев писчей бумаги на клее Локтат. Далее трубка изнутри промазывается жидким стеклом.
После сушки под лампой в течение 5-6 часов получается трубка ака пластик. Скальпелем почти не режется, но классно пилится ножовкой по металлу.
Хотя я обычно катаю сразу много трубок, заготовок сопел, труб корпусов и складываю на полку повыше к лампе и потом в течение недели их расходую, так что в пятницу у меня трубы не просто сухие а аж звенят если по ним ногтем пощелкать )
Из стело-трубки сделать теплоизоляцию идея богатая, у меня зараз есть кусочек трубы подходящей длины и диаметра. Запытаю. Расскажу.

Сегодня немного решил усовершенствовать мотор. Вклеил в него третью трубу не по размеру уже вклееных 2 - х трубок а с запасом с обоих сторон.
Что это даст - запас по толщине для сопла и для верхней крышки с увеличится полезного объема мотора.
Так у меня сейчас при длине корпуса мотора 124 мм под шашку остается только 76 мм. Остальное - сопло, камера дожигания и верхняя крышка, а с новой конструкцией я смогу увеличить размер шашки да 90 мм.

По поводу бронировки у мотора с секторной шашкой.
Как и говорил ранее - 4 слоя со стороны рабочей поверхности шашки в труху, оставшиеся 4 слоя уцелели, но сей эксперимент нельзя назвать полноценным - крышку то вырвало.


 

Может я уже спрашивал, но ещё раз - что это за клей? Где взять?

KNO3 я действительно очень мелко разамалываю - в кофемолке дозы по 25 грамм, всего мелю 30 секунд 3-мя 10 секундными заходами. Кофемолка зверь, еще совдеповская.

Дозы действительно маловаты, мой комплект "юного алхимика" позволяет за один раз приготовить без риска только 150 грамм.



В сем безобразии не уличена


> обрабатываешь?

Ессесно - сверлом на 6,5. У меня стандартно все шашки калибра 15 - 18 мм имеют такой диаметр канала.
Что то у Вабана было насчет соотношений поверхностей во избежании эрозионого горения и в форуме неоднгократно пролетали цифры отношений длин и размеров, рассчитал, подобрал сверло, и на низких оборотах сверлю.
На высоких тож ничего так полуается, однако страаашно, аж жуть ))
А ну как "пыхнет". Мало точно не покажется.

вот со стороны секторной выемки я и предлагаю наложить 180 град стеклопластик трубки, и сверху всего этого пирога уже стандартная теплоизоляция.

Можно будет увидеть что понаделает с ст.пл. поток газов

напомню вопрос - как ты бронировал остальные 300 градусов поверхности секторной шашки???

Скорее всего дело в очень мелком размоле. Я размалываю по 100г за один заход.
Но с другой стороны при мелком размоле и горит лучше, так что может у тебя и лучше, особенно для мелких двигателей.




За сколько времени отверждается?



Канал возле сопла должен быть больше самого сопла, по площади минимум в 1.5 раза.



Низкие - это какие у тебя? Я вот дрель подбираю, какую купить, но у всех минимальные обороты в районе 600 об/мин. Мне кажется, что карамель при таких оборотах будет просто плавиться под сверлом. Что скажешь?