РДТТ конструкции технологии материалы

> А вот K2CO3 может быть и не совсем жидкий, а в смеси с твердой фазой.

он плавится при 891С, а температура горения 1400С. Наверняка жидкий.

> Главное проверить на предмет химической эрозии.

А как проверить?

ДухБетельгейзе> На моей страничке небольшие изменения.

Прочитал про твой двигатель и хочу посоветовать отказаться от бронировки на силикатном клее. Судя по моим испытаниям, она очень быстро выгорает и крошится в двигателе. Луше ПВА, а ещё лучше должна быть эпоксидка, скоро её испытаю.

>> А вот K2CO3 может быть и не совсем жидкий, а в смеси с твердой фазой.
>он плавится при 891С, а температура горения 1400С. Наверняка жидкий.

В центре потока конечно жидкий. А у стенок может и остыть. Даже скорее всего он там уже частично с твердой фазой - раз сопло так разъело. Кстати, я думаю что теплоизоляция еще и уменьшит остывание газа на стенках, а значит и абразивность потока.

>> Главное проверить на предмет химической эрозии.
>А как проверить?

Не знаю. Можно попробовать внутри двигателя поместить штырь из того-же материала. Температура у него будет такая-же как у потока - значит и абразивность потока уменьшится, плюс нагрузки растягивающей не будет. Значит мех эрозия должна быть поменьше. А химическая наоборот вырастет за счет температуры. плюс может как-то можно определять ионы хрома в выхлопе ?

>Можно попробовать внутри двигателя поместить штырь из того-же материала... плюс может как-то можно определять ионы хрома в выхлопе ?

Если для испытания материала нужно жечь двигатель, тогда проще всего не штырь, а сопло поставить из этого материала. Т.е. самый простой метод - сразу испытывать сопло.

Было бы гораздо лучше без двигателя определять. Но по-моему для нас это малореально.

>>Можно попробовать внутри двигателя поместить штырь из того-же материала... плюс может как-то можно определять ионы хрома в выхлопе ?
>Если для испытания материала нужно жечь двигатель, тогда проще всего не штырь, а сопло поставить из этого материала. Т.е. самый простой метод - сразу испытывать сопло.

Сопло абразив разъест. Кстати а у тебя на этом движке сопло из чего стояло ? А штырь может уже готовый найдется ? И точить не надо будет.

>Было бы гораздо лучше без двигателя определять. Но по-моему для нас это малореально.

Угу. Хотя попробуй сделать тест как с медью. На тонкий штырь (1-2 мм диаметром) намазать топливо слоем 5-10 мм и поджечь. потом поглядеть на штырь. Вроде тут говорили что медный штырь в таком тесте съедается полностью.

>Сопло абразив разъест.

Так мне же всё равно, абразив или реактив, главное, что дырка получается.

> Кстати а у тебя на этом движке сопло из чего стояло?

Нержавейка, но точную марку уже узнать нельзя.

> Хотя попробуй сделать тест как с медью. На тонкий штырь (1-2 мм диаметром) намазать топливо слоем 5-10 мм и поджечь. потом поглядеть на штырь. Вроде тут говорили что медный штырь в таком тесте съедается полностью.

1-2 мм медной проволоки внутри топлива конечно просто расплавятся и исчезнут. А делать такие испытания для каждой железки, которая есть на базаре я никак не могу.

>>Сопло абразив разъест.
>Так мне же всё равно, абразив или реактив, главное, что дырка получается.
С абразивом можно побороться. А с реактивом это полный запрет на нержавейку. Важный всеж-таки вопрос.

>> Хотя попробуй сделать тест как с медью. ....
>1-2 мм медной проволоки внутри топлива конечно просто расплавятся и исчезнут. А делать такие испытания для каждой железки, которая есть на базаре я никак не могу.

Нее. не нужно для каждой железки. Просто нержу проверить надо - на вшивость. Может ее вообще использовать нельзя?

timochka, 24.09.2003 11:48:33:

 Я думаю что из твоего прогоревшего двигателя можно сделать тестовый. Обрезать прогоревшую часть, сделать входной конус (хоть из бумаги), выкинуть трассер, и экспериментировать с теплоизоляцией.

 

Во-во! И я то же самое говорю! Тем более, что мы как раз собрались экспериментировать с торцевым горением!!!

Guennady, 24.09.2003 00:03:55:

Вопрос к Термостату - можешь написать несложную Excel'евскую програмулину, которая будет считать в первом приближении необходимую толщину стенки корпуса и потребной длинны резьбы на заглушках в зависимости от внутр.

 

Советую поискать старого выпуска книгу "Детали Машин" я помню например Иванова. Обязательно СССР-овскую. Там есть все узлы применяемые в техники и основные расчеты - очень доступно.

В програмировании под ПК - "0" практически. Только под ДОС что-то прикладное без графики пишу для вычислений - хотя правильней для этого (да и для того что ты предлагаешь) МатЛаб использовать - он у меня есть а вот занятся им не возьмусь ни как.

Кстати по моему у Накки есть экселевский файл расчета корпуса и резьбы помоему. Или на сайте DARK в библиотеке софта.

varban, 23.09.2003 22:45:26:

По поводу внутренности резьбы: все же Термостат не прав, следует делать двигатель, как я сказал, а не как в чертеже у американцев. Наддув рекомендуемой мною (и не только конструкции УЛУЧШАЕТ плотность резьбового соеденения, а не наоборот.
А если камера раздуется (по причине перегрева или нерасчетного режима), резьба останется герметичной еще какое-то время.

 

Не согласен на 100%. Механику процесса ты правльно описал - только после раздувания и сохраняющейся герметичности резьбы будет БА-БАХ!!! наверно.

Может быть лучше потеря герметичности в критической ситуации - соответсвенно снижение Кн пропорционально раздутию и менее тяжкие последствия соответственно?

А по поводу плевания крышками то происходит это при неправильном проектировании - т.е. длина резьбы не достаточна и резьба менее прочна чем корпус.

Стали обычно имеют указаный предел прочности для деформации 0.2% - при такой деформации резьба ни как из зацепления выйти не может. Если деформация больше то значит расчет не верен (или корпуса или заряда).

Так что расчет и главное, когда мы любители не знаем точно с каким материалом работаем это испытание конструкци корпуса РД с крышками хотя бы гидростатичеки.

Только что пробовали с Геной загрузить видео в компьютер. Естественно, куда-то подевались драйвера к моей старенькой All-In-Wonder-Pro и ничего не вышло. Будем искать ;^))

Однако мы наконец-то посмотрели видео на экране телевизора. До этого - только в глазок видеокамеры. Великая вещь видео! Гена записал не только пуск, но и весь разбор полётов, как мы разглядывали и разбирали двигатель. А как интересно услышать фразу "а вот тут кажется немного газы прорывались". Это там, где потом дырку нашли ;^))

Что увидели:
1. двигатель действительно практически мгновенно вышел на режим.
2. через переднюю крышку слегка сифонило практически всё время горения. Действительно слегка.
3. Прорыв возле сопла произошёл на последних мгновениях активного участка.
4. Общее время горения 10 секунд. Из них активный участок - 1.4 секунды (по данным датчика тяги). Значит на трассер - 8-9 секунд. А по расчёту должно быть 15 секунд. Значит - прогар бронировки. На корпусе как раз есть соответствующая отметина.
5. А вообще всё классно!

timochka, 24.09.2003 10:06:28:

Пока все прочитал понял что многое уже успели обсудить. Кстати тут может помочь конусная вставка из какого-нить стеклопластика или бакелита.

 

Очень уместно. И довольно часто используется.
Правда, стеклопластик типа АГ-4 - термореактивный, коксующийся.

Serge77, 25.09.2003 00:11:01:

2. через переднюю крышку слегка сифонило практически всё время горения. Действительно слегка.

 

Это и есть причина прогара. Даже если внешне газы слегка идут, в нутри в месте не плотности они обладают огромной разрушительной силой. Причем этот процесс воздействия потока газов на материал корпуса сильно отличается от процесса в сопле. Тут как раз видно где прорывались газы http://users.adamant.net/~serge77/.../2003-09-21-progar_0029.jpg [not image] и видно что прогар поизошол какраз в самом начале пути разового потока , где энергия потока максимальна. В отличии от сопла энергия потока вся отдается стенке корпуса и на выходе идет уже спокойно "слегка". Поэтому сопло может быт "вечным", а корпус прогарает. Вся проблема этого двигателя только в недостаточном уплотнении.

Добавлю...
Если бы имел место какойто устойчивый вихрь, то перегрев наблюдался бы по всей окружности возле сопловой части, а он имеет место только в одном месте. Отсюда можно утверждать что вихрь если и был, то он не представлял опасности для корпуса.

> Это и есть причина прогара. Даже если внешне газы слегка идут, в нутри в месте не плотности они обладают огромной разрушительной силой.

Я согласен с твоими выводами, но моя фраза "через переднюю крышку слегка сифонило" относится именно к передней крышке, а не к сопловой крышке. Через переднюю сифонило чуть-чуть и она не прогорела, никаких следов на металле. Через сопловую крышку наверное сифонило больше и вообще там было горячее, вот она и прогорела.

> Только что пробовали с Геной загрузить видео в компьютер. Естественно, куда-то подевались драйвера к моей старенькой All-In-Wonder-Pro и ничего не вышло. Будем искать ;^))

У меня есть хороший знакомый, который занимается обработкой изображения - я с ним уже договорился - сегодня отдам ему запись, чтоб сделать ролики. Планирую сделать два - один на 1,5Мб, просто посмотреть, второй около 4 МБ - более подробный.

> Однако мы наконец-то посмотрели видео на экране телевизора. До этого - только в глазок видеокамеры. Великая вещь видео! Гена записал не только пуск, но и весь разбор полётов, как мы разглядывали и разбирали двигатель. А как интересно услышать фразу "а вот тут кажется немного газы прорывались". Это там, где потом дырку нашли ;^))

Да, это действительно интересно . Особенно прикольно, что опять окунаешься в атмосферу эйфории и легкого шока, которая сопровождала окончание работы двигателя !

Мои впечатления о двигателе таковы:

1) Я неожидал увидеть такое в месте прогара и в сопле! Такое впечатление, что концентрированная кислота выжгла лакуны в метале. Я постараюсь сделать фотографию своей камерой - фотоаппарат Сергея не передает всего эффекта.

2) Относительно прогара - мы сошлись на версии, которая в нескольких вариантах уже звучала здесь - сначала начало сифонить через заднюю крышку, потом в этом месте произошел разогрев, метал слегка поддался (видно, что труба слегка отошла от заглушки), поток усилился, и началась эрозия. Максимальный разогрев происходил там, где был поток газов - до появления окалины на наружной поверхности двигателя.

Кстати - интересное наблюдение, подтверждающее идею о том, что максимальный разогрев происходит там, где есть поток газов. В верхней крышке тоже была маленькая утечка, и то пятно с побежалостью, которое было видно на фотографиях, по своему местоположению (как мы увидели на видео) совпало с местом, где текли газы к дырочке в передней крышке.

Также, заметны легкие кольца с побежалостью там, где сходились бронировки шашек.

Я дома просмотрел несколько раз видео покадрово и могу дать предварительные результаты анализа данных Объективного контроля .

Использовали - камера Panasonic RX70, 1998 года выпуска, режим "спортивная съемка" - подразумевается, что выдержка должна была бы быть короче, кадры - резче). Но в покадровом просмотре изображение, почему-то все равно дрожало. Камера стояла на дальности, когда потребовался все 17-ти кратное оптическое приближение камеры для того, чтобы получить нормальную картинку.

> Что увидели:
> 1. двигатель действительно практически мгновенно вышел на режим.

Кадр первый - видно выброс "трубки" дыма маленькой интенсивности примерно на 30-40 см от двигателя. Я говорю "трубка", потому, что "трубка" или "струйка" была очень тонкая - в 30 см - всего около 4-5 см в диаметре.

Второй кадр - "трубка" отрывается и удаляется от двигателя, возле двигателя пространство со следами дыма.

Кадр третий - выброс клуба грязного дыма из двигателя с небольшой скоростью.

Кадр четвертый - клуб увеличивается в размерах.

Кадр пятый - клуб дыма сносит нафиг мощной струей работающего двигателя.

Таким образом можно оценить время выхода двигателя на режим где-то в 0,15-0,2 сек.

> 2. через переднюю крышку слегка сифонило практически всё время горения. Действительно слегка.

На это я не обращал пока особого внимания, но скорее всего это стало видно на 8-12 кадре.

> 3. Прорыв возле сопла произошёл на последних мгновениях активного участка.

Клубы стало видно на 24-ом кадре. Причем сначала пару выбросов и вроде как в две дырки сразу, потом длительное затишье (4-5 кадров), потом - опять появление выбросов, переходящее в мощный поток. На самом деле - мы сразу поняли, что что-то произошло.

> 4. Общее время горения 10 секунд. Из них активный участок - 1.4 секунды (по данным датчика тяги). Значит на трассер - 8-9 секунд. А по расчёту должно быть 15 секунд. Значит - прогар бронировки. На корпусе как раз есть соответствующая отметина.

В общем - нужно испытывать опять! Мое предложение - сделать стальное сопло, обрезать трубу по месту прогаров, расточить, просверлить дырки, покрыть кремний-органикой так, как я предлагал (сегмент не покрытый, сегмент с двумя слоями, сегмент с четырьмя слоями), и испытать еще раз. Это будет интересно тем, что сможем сравнительно посмотреть на работу стали и нержавейки в качестве сопла, посмотрим на эффективность кремний-органики в качестве теплозащиты, причем это особенно интересно, поскольку есть материал, который так чувствителен к нагреву - все должно проявится. Да есть готовый двигатель - почему бы не использовать до конца !


> 5. А вообще всё классно!

А еще - уже мало ! Хочется идти дальше!

А на летном экземпляре будет нормальное сопло Лаваля стоять?

CaRRibeaN, 27.09.2003 14:34:54:

А на летном экземпляре будет нормальное сопло Лаваля стоять?

 

Это и был лётный двигатель. БЫЛ.
Собственно, зачем на двигателе сопло? Пожалуй нам оно совсем не нужно. Выше 1-2 км запускать негде, а на 1 км на чём угодно улететь можно.

Какая скорость истечения газов?
А скорость звука в них?

Serge77, 27.09.2003 17:32:55:

Собственно, зачем на двигателе сопло? Пожалуй нам оно совсем не нужно. Выше 1-2 км запускать негде, а на 1 км на чём угодно улететь можно.

 

" Позор! Позор! ...и это наш Бургамистр! " (из к-ф "тот самый мюнхгаузен)

varban, 27.09.2003 17:38:45:

Какая скорость истечения газов?
А скорость звука в них?

 

Вот что даёт PROPEP. Насчёт скорости звука не знаю. Как это можно определить?

1.  
2.   CODE                                   WEIGHT    D-H  DENS      COMPOSITION
3.    821 POTASSIUM NITRATE                 64.940  -1167  0.07670    1N   3O   1K
4.   1096 SORBITOL                          34.970  -1776  0.05380    6C  14H   6O
5.  
6. THE PROPELLANT DENSITY IS 0.06675 LB/CU-IN OR  1.8478 GM/CC
7. THE TOTAL PROPELLANT WEIGHT IS   99.9100 GRAMS
8.  
9. NUMBER OF GRAM ATOMS OF EACH ELEMENT PRESENT IN INGREDIENTS
10.  
11.    2.687372 H     1.151731 C     0.642283 N     3.078581 O
12.    0.642283 K  
13.  
14. ****************************CHAMBER RESULTS FOLLOW    *****************************
15.  
16.  T(K)  T(F)  P(ATM)   P(PSI) ENTHALPY  ENTROPY   CP/CV     GAS   RT/V
17. 1603. 2426.   68.02  1000.00  -137.89   168.52  1.1362  2.507   27.134
18.  
19. SPECIFIC HEAT (MOLAR) OF GAS AND TOTAL=   10.303   14.720
20. NUMBER MOLS GAS AND CONDENSED=   2.5070   0.3153
21.  
22.   0.92673 H2O        0.47804 CO         0.41092 H2         0.35832 CO2    
23.   0.32102 N2         0.31527 K2CO3*     0.01117 KHO        0.00042 K      
24.  1.90E-04 NH3       6.19E-05 K2H2O2    3.47E-05 CH4       6.90E-06 H      
25.  5.78E-06 KCN       4.13E-06 CH2O      3.71E-06 CNH       3.47E-06 KH      
26.  
27. THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS   35.401
28.  
29. ****************************EXHAUST RESULTS FOLLOW    *****************************
30.  
31.  T(K)  T(F)  P(ATM)   P(PSI) ENTHALPY  ENTROPY   CP/CV     GAS   RT/V
32. 1035. 1403.    1.00    14.70  -164.92   168.52  1.1484  2.495    0.401
33.  
34. SPECIFIC HEAT (MOLAR) OF GAS AND TOTAL=    9.465   13.623
35. NUMBER MOLS GAS AND CONDENSED=   2.4950   0.3211
36.  
37.   0.76626 H2O        0.57693 H2         0.51851 CO2        0.32111 K2CO3&  
38.   0.32109 N2         0.31186 CO         0.00019 CH4        0.00005 NH3    
39.  3.85E-05 KHO      
40.  
41. THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS   35.478
42.  
43. **********PERFORMANCE:  FROZEN ON FIRST LINE, SHIFTING ON SECOND LINE**********
44.  
45. IMPULSE   IS EX      T*      P*      C*    ISP*  OPT-EX  D-ISP      A*M   EX-T
46.   151.4  1.1418   1497.   39.18  2973.9           10.01  279.7  0.09245   949.
47.   153.5  1.1121   1519.   39.60  3036.9   114.9   10.49  283.5  0.09441  1035.
48.  AP-R45            Run using June 1988 Version of PEP,

Из того, что привел - никак.

Давай мне энтальпию сорбитола и нитрата калия, а то лень искалку навострять.

Я посчитаю то же самое в Астре и скажу, насколько ты проиграешь, лишь сузив поток.

Странно, что PROPEP не выводит данные по критику, свкорость в критсечении и есть скорость звука.
Дальше можно разгонять, только расширяя поток.

varban, 27.09.2003 21:51:18:

Давай мне энтальпию сорбитола и нитрата калия, а то лень искалку навострять.

 

PROPEP показывает энтальпию в первых строках в колонке D-H, в калориях на грамм:

POTASSIUM NITRATE -1169
SORBITOL -1776

varban, 27.09.2003 21:51:18:

Я посчитаю то же самое в Астре и скажу, насколько ты проиграешь, лишь сузив поток.
Странно, что PROPEP не выводит данные по критику, свкорость в критсечении и есть скорость звука.
Дальше можно разгонять, только расширяя поток.

 

Ты имеешь в виду удельный импульс, который получится без расширения, а только с соплом - дыркой? Тогда PROPEP это считает, это Isp* 114.9

Конечно, это тоже завышенная величина, как и расчётный УИ 153.5.

Ага, это и есть скорость звука.
А 1/3 эффективности на дороге не валяются.

Есть еще одна вещь - эксцентриситет тяги у лавалей на в несколько раз меньше, чем у очков. Так что лаваля следует применять даже тогда, когда расширение сопла по конструктивным соображениям совсем небольшое.
К примеру, на одном из двигателей у меня был семисопловой блок с расширением сопел всего в 1.2 раза.