Гибридный Ракетный Двигатель

Ещё письма:

---

> While Greg couldn't tell us what the actual fuel was we determined it
> was a machinist wax with a light wave inhibitor which was melted then
> spun cast in a 6" phenolic liner. Everything they did was well
> within the reach of an amateur.

When they tested here in New Mexico, the wax seemed to be a little soft to be
machinist wax, but it was a little hard for candle wax. Perhaps a blend? It
had a blue/black dye in it as an opacifier. They told us the fuel was melted
and spin-cast in a phenolic liner.

I think paraffin is a great hybrid fuel, ideal for amateurs: high Isp, high
regression rate, castable, low toxicity, readily available and low-cost. I'm
suprised more amateurs haven't experimented with it.

Ray

---

Sounds like a good fuel to try out. Any idea of what appropriate
parameters to use to model paraffin? I'd like to have the
r, p, a, n and ISP values to use in the Paul Kelly spreadsheet.
Is it on a par with HTPB?

I'd be trying it in a floating injector hybrid, so I'd use a
strong liner tube to cast the paraffin into.

Can I just go buy some candle wax and dye and use that, or
are there better options to try?

Thanks,

Robert Galejs

---

I'd recommend paraffin used for canning purposes as a first try. Cheap and easily
available. I may be wrong, but I understand machinists wax is much more
expensive. Mixtures of the two? It'd be an interesting bunch of experiments.

---

> Sounds like a good fuel to try out. Any idea of what appropriate
> parameters to use to model paraffin? I'd like to have the
> r, p, a, n and ISP values to use in the Paul Kelly spreadsheet.
> Is it on a par with HTPB?
I'd put it closer to asphalt.
I found these numbers for asphalt/N2O on the web but haven't personally
verified them, they're probably a good place to start.

a - 0.06
n - 0.65
1.107196 g/cc
0.04 lb/in³


> Can I just go buy some candle wax and dye and use that, or
> are there better options to try?
If you're using a strong liner, candle wax should work just fine. You can
usually get candle dye at the same place you get candle wax.

Ray

---

I once tried to make a blend of canning wax and butadiene/styrene
co-polymer by simple melting. The problem was that while the
wax melted quite nicely at 100C, the copolymer marely got gooey.
I never moved it beyond that (in fact the Pyrex flask that I conducted
the experiment in four years ago still sits on my shelf waiting to
be cleaned :-( :-( ).

---

aRay RocketJ wrote:
>
> If you're using a strong liner, candle wax should work just fine. You can
> usually get candle dye at the same place you get candle wax.
>
>
Other additives to try:
o lampblack
o powdered aluminum

I think it was RRS who tried out a pressed fireplace log as a hybrid
fuel, which is nothing more than sawdust and paraffin wax.

There are lots of different waxes out there--one might want to try
blending ski waxes (which are of varying hardness and density)
with paraffin. You can probably follow the supply chain of
ski waxes up to the manufacturer to buy it in bulk relatively
cheaply.

Interesting background.

http://home.vicnet.net.au/~einstein/waxyrockets.htm

Andrew MacMillen

---

Perhaps it's a mix of Jewlers wax with straight parafin. Jewlers wax is harder than straight parafin and a deep blue in color. I was planning on running some parafin grains through my mycrohybrid. I was also considering making a semi-composite propellant using parafin and KNO3.

Does anyone happen to know any descent values for Isp, a, and n that could be used as rough estimates for some calculations using N2O and parafin?

Mark

---

There are a large verity of jewelers waxes available, from very soft to very hard. Rio Grande carries a few, and sells in reasonable quantities:
<http://www.riogrande.com/>

---

> Perhaps it's a mix of Jewlers wax with straight parafin. Jewlers wax is
> harder than straight parafin and a deep blue in color.

Could be. Jeweler's wax comes in a wide assortment of colors, generally
keyed to hardness. I did notice a dark particulate in a small melted puddle
after a burn, no idea if it was a solid or just that the dye came out of
solution during the melt.


> I was planning on running some parafin grains through my mycrohybrid.

Let us know your results.


> I was also considering making a semi-composite propellant using parafin
and
> KNO3.

I tried this once and was very disappointed by the open air burn. I couldn't
get a 65:35 blend to maintain combustion. It will probably do better under
pressure though.


> Does anyone happen to know any descent values for Isp, a, and n that could
> be used as rough estimates for some calculations using N2O and parafin?

Propep shows a peak Isp at 300 psi in the neighborhood of 228 with a N2O/Wax
mass ratio of 7.3:1.

The a and n values are probably pretty similar to asphalt, I found these
numbers on the web for N2O-Asphalt: (I posted this information earlier, but
it doesn't seem to be distributed. Sorry for the duplication if it ever
arrives).

a - 0.06
n - 0.65

density:
1.107196 g/cc
0.04 lb/in³

Dr. Cantwell and his students have published results in AIAA Journal of
Propulsion and Power for gaseous oxygen/wax and possibly other oxidizers.

---

The patent application for this work is :

High Regression Rate Hybrid Rocket Propellants and Method of Selecting
United States Patent Application-20020036038

---

"The fuel composition of claim 1 wherein the fuel is selected from the
n-alkane class of hydrocarbons and mixtures thereof, having the general
formula of C.sub.nH.sub.2n+2, where n is a mean carbon number and is in
the range of 18 to 40."

That class has several examples already disclosed in a number of hybrid
and solid patents already. These also include microcrystalline waxes
etc. They claimed polyethylene oxide but missed polyketone wax and a few
others.

"The fuel composition of claim 1 wherein the fuel is selected from the
group of alkhylnaphthalene compounds, anthracene and mixtures thereof."

These are Polycyclic Aromatic Hydrocarbons. These chemicals exhibit high
sublimation rates. Moth balls are the two benzene ring version.
Anthracene has 3 benzene rings and just doesn't disappear at room
temperature. Already demonstrated and deployed in the Russian SA-6 ram
rocket and other examples.

Many of these compounds have been researched in propellant schemes more
than people realize.

Good luck to them. They need some good data aside from just GOX if it's
going to fly. Lots of political pull on the that team. Good for them.

Anthony J. Cesaroni
President/CEO
Cesaroni Technology/Cesaroni Aerospace

(905) 887-2370 x222 Toronto
(410) 571-8292 Annapolis

a_centaurus > занимаиусь смесевыми топливами на базе АП и ПП ы епокси, как пиросоставами длиа пироклапанов гибридных моторов.

 

Я тоже сделал чертежи гибридника с пироклапаном и закисью в балоне с предохранительным клапаном, так как считаю что таскать в поле заправочную станцию это изврат, хотя трубочка тянущаяся к ракете на старте и выходящий сбоку ракеты газ делают ракету-копию очень реалистичной.

Однако несколько своих мыслей приведу:

1) Для запорной таблетки не надо мудрить как со смесевым топливом, таблетке нужна прочность и горючесть, а эластичность не особо.

потому можно использовать карамель - она очень прочная (ну естественно таблетка только прижимом является для запирающей отверстие подачи закиси резинки).

Я делал таблетки состава: ПХА - "Серебрянка" - эпокидка 62-8-30 очень твердые-прочные и хорошо зажигаются от заделаной прямо в них спирали, и от касающейся спирали тоже. Я "пресовал" состав в шприце, там же и отверждал. (не пробовал но думаю и состав ПХА-эпоксидка 65-35 будет гореть при атмосферном давлении)

Спираль заделывал позже нанося доп состав.

Но есть одна хитрость - нужно либо спираль с гибкими проводами заделывать, либо выводы спирали должны быть в три нити и скрученные. Иначе из за теплопроводности состава, спираль перегорает в местах выход из топлива не зажигая его.


2) Я думаю удобней не вырезать таблетки из листа, а скатать топливную колбаску между двух плоскостей и затвердевшую нарезать ножовкой. Можно отвердить сместь в бумажной трубке с торцевым сжатием, и тоже нарезать потом таблетки.

a_centaurus > мне нужно вырубать таблетки разнои формы.

 

Если не секрет, зачем некруглые таблетки? Вырубка конечно эластичности требует.

a_centaurus> занимаиусь смесевыми топливами на базе АП и ПП ы епокси, как пиросоставами длиа пироклапанов гибридных моторов.

Я думаю, что здесь в качестве связки вполне может подойти даже обычный клей на растворителе, например типа нашего старого клея Момент или БФ или резинового. Ведь размер пироклапана относительно небольшой и усадка не является проблемой. Состав на таком клее получится нехрупким, можно будет сделать лист методом полива, а потом вырубать шайбы. А можно и заливать в формочки.

Какой формы нужны таблетки? Какой размер?

Эластичность важна только потому, что предполагается таблетки вырубать? Или она важна и для использования?

потому можно использовать карамель - она очень прочная (ну естественно таблетка только прижимом является для запирающей отверстие подачи закиси резинки).

 

'termostat'

Я думаю, что здесь в качестве связки вполне может подойти даже обычный клей на растворителе, например типа нашего старого клея Момент или БФ или резинового. Ведь размер пироклапана относительно небольшой и усадка не является проблемой. Состав на таком клее получится нехрупким, можно будет

 

Serge77
Наверное надо сначала немного описать наши гибридные моторы. Идеа была моего сына, которыи начал с ними возитьсиа сам, а потом увлиек и мениа. Первыи мотор, разработанныи и сделанныи был классическии Урбански- Колбурн - монокок. С
тиагои около 200 Н*с... Встретились с проблемои трубки из неилона. Если вы помните Н2О при нормальнои температуре находициа в баллонах при давлении ок.800 пси (55Атм) Он предполагает заправку через систему напуска жидкои фазы в бак, охлаждиенныи до -30 н.р. азотом или в морозилке. Трубка обычо из неилона 6 мм длиа высокого давлениа до 2000 пси. Оказалось непростым делом наити и купить еие. Затем стенд длиа статик тестов... Короче вот только подошли к статик тестам. Пока то да сие, решили расчитать и изготовить микрогибрид на цапсулах Н2О длиа изготовлениа морож. Такие у нас продаиуциа по $0.75 за упаовку из 10 штук. Но решили, что "за падло" повториать неуклиужуиу идеу Р. Калдера ы всех многочисленных "болельшиков" Микрогибрида на Инете. Мы же всие-таки профессионалы в космических технологиах. То есть никаких монококов, никаких болтов в заднице мотора, никаких барст диафрагм, которые если даиут мотору заработать так это раз в 10 пусков... За прототип были взиаты моторы Аеротека - наиболее продвинутои фирмы в области гибридов, хотиа и более крупного калибра. То есть мотор функционально представлиает собои три независимых блока, соединиаемых резьбои. причем ходом этои же резьбы протыкаециа диафрагма на капсуле. Затем следует блок преварительнои камеры, пироклапана, ы преднагревательнои камеры... Причем пироклапан (и это сразу ответит на некоторые ваши с Сергеем вопросы и предложениа по поводу своиств топлива) находитьсиа в зоне где, после рашширениа вырвавшегосиа из капсулы газа, температура резко падает до -30-50ºЦ... Вопрос, длиа чего нужна камера прехитер: оказываециа из-за в обсчем-то бедного содержаниа кислорода в НОX его нужно сначала нагреть до температуры ок. 350º-500ºЦ, чтобы он дескомпонерилсиа (вот это иа сказал по-русски !!!) на кислород и азот... И тогда уже начинаециа процесс испарениа(возгонки) твиердого топлива ы горениа в камере сгораниа (лучше сказать в обиеме внутри грана)... Температура и давление мгновенно за примерно 0.1 сек подскакиваиут до маx. значении (3000К и 0к 1000 пси), газы набираиут суперзвуковуиу скорость вытекаиа из графитового сопла с риевом ы демострируиа незабываемые "Мах Диамандс) кольтся в узлах пучности сверхзвуковои струи...
Ну и график этого процесса - монотонно убываиушаиа функциа Т от т... Обычно траст длитьсиа около 1.35 сек в случае Микрог. С 0.7 гр сгоревшего за это времиа топлива и 7 гр НОX, импулс достигает (в наших моторах) 220 с в коммерческих до 170-180 с. Кстати масса (взлиетнаиа) коммерческого микрогибрида ок 150 гр. Нашего стендового - 120 гр , длина 160 мм(адаптированного длиа полиета на представленнои ракете проекта Д_МH). Массу промышленного образтся (в изготовлении на заводе) удалось уменьшить до 80 гр а длину до 140 мм. Ну и основнаиа проблема -это пироклапан, которыи сдерживает высокое давление криогеннои жидкости -газа , однозначно поджигаециа, горит достаточно долго, поднимаиа Т длиа разложениа НОX и , к тому же, должен быть недорогим и безопасным в изготовлении и ,желательно, многоразовым... На этом иа пока закончу, приложу фото и подожду вопросов. Ну и потом поговорим на тему гориучеи смеси длиа пироклапана с аспектов баллистики состава, механических и термических своиств.
A_C

A eto skreen shot s video static testa nashego Micro Hybrid motora. Khorosho vidny resonansnye sgustki plotnosti v sverkhzvukovoi strue...

Y thrust curve odnogo iz static tests. Poka,
A_C

a_centaurus, 04.05.2004 21:12:05:

Если вы помните Н2О при нормальнои температуре находициа в баллонах при давлении ок.800 пси (55Атм) .
A_C

 

А может в порядке исключения разрешить А_С пользоваться латинским шрифтом. Я сначала долго не мог понять, что за вода при таком давлении. Да и вообще по моему с латинским шрифтом читать было проще

a_centaurus, 04.05.2004 21:12:05 :

capsulakh N2O dlia izgotovlenia morozh. Takie u nas prodaiutsia po $0.75 za upaovku iz 10 shtuk.

 

Расскажи поподробнее, что за капсулы с закисью для мороженого?

У нас ведь все продается.

Напиши пожалуйста их точное название, желательно производителя и фотку.

termostat, 05.05.2004 12:38:27 :

a_centaurus, 04.05.2004 21:12:05 :

capsulakh N2O dlia izgotovlenia morozh. Takie u nas prodaiutsia po $0.75 za upaovku iz 10 shtuk.

 

Расскажи поподробнее, что за капсулы с закисью для мороженого?

 

Да , очень интерестно, никогда о таких не слышал. Веселое мороженое наверно получается.

А зачем вам капсулы, если закись можно и в медицинском 10л баллоне взять, 300р заправка

А где заправить? и где купить баллон?

termostat, 06.05.2004 19:34:05 :

А где заправить? и где купить баллон?

 

Где то в подмосковье, я сам лично не покупал, лаборатория покупала для пламенного спектрофотометра, он там как окислитель для ацетилена,если тебе точно надо попробую узнать у тех кто меняет

И не оченьто он смешной, лично проверял,сказки это, его надо почти чистый нюхать чтобы подействовал

Вот еще здесь можно заправлять Адрес: ул. Николая Химушкина д.1. В здании пожарной части.(База ГДЗС) тел. (095) 743-96-78

Metanol, 07.05.2004 01:00:33 :

И не оченьто он смешной, лично проверял,сказки это, его надо почти чистый нюхать чтобы подействовал

 

Может на всех по разному действует, мне в больнице когда наркоз делали я хохотал, причем я не хотел хохатать но у меня не получалось остановиться..... после этого наркоза сильно пострадала память. очень плохо все помнил длительное время.

А зачем вам капсулы, если закись можно и в медицинском 10л баллоне взять

 

Не думаю что ее так просто можно купить. Вот жидкий кислород окаозывается продается.

Поискал закись азота, что-то с трудом ищется от 700 рублей за кг.

Раньше я находил недорогую в Красногорске но телефон потерял. может в форуме сообщал, надо будет поискать.

Вот думаю НА разлогать можно, не дорого получится, возможно и не очень сложно. только не дома.

Т.е. самогонный аппарат на давление 65 атмосфер нужен. Емкость с НА нагревается "на бане" до 220 градусов, при 210 НА начинает разлогаться на воду и закись азота. из 80 грамм получится 44 гр закиси. т.е. закись всего в 2 раза дороже НА получится.

при 65 атм в установке, вода закипит только выше 270 градусов, значит она должно быть будет выделятся в жидком виде при 220-240 градусах процесса.

Интересно, а растворенный в воде НА будет ли дальше разлогаться при 220 градусах?


дальше как обычно змеевик и баллон для закиси азота. в змеевике проточной водой охлаждение газа до 25 градусов и сжижение его. его давление при 25 градусах 58 атм.

Змеевик, стальная или медная трубка тормозная автомобильная.

Ну еще манометр, предохранительный клапан на 65 атм, и источник создания начального давления. Хотя если немного воды в закиси не пугают то можно изначально давление не создавать.

Вода препятствует разложению НА (повышает давление)
Ионы железа, меди, хрома, хлора и чегото еще являются катализаторами разложения (понижают давление реакции)
расплавы солей на порядок активнее нерастворимых окислов.

Расскажи поподробнее, что за капсулы с закисью для мороженого?

 

Спасибо за понимание к моим страданиам с транслитом. Правда, по-русски писать уже разучилсиа... Значит цапсулы с нитроус оxид (закись азота) Прикладываиу фото траде марк. Иа думаиу, что вполне уже могли привезти в быв.Соиуз, поскольку это продукт импорта из Европы. С Н2О из баллона дело сложнее... Не забудьте спросить баллон с забором жидкои компоненты а не газа... Длиа медицинских целеи используиут газообразнуиу фазу... Иа сам купил баллон 40 кг и мне не прислали тот, что просил... Так что приходитьсиа заправлиать из него в перевернутом виде... Затем шланги. Вообсче-то всие зависит, какуиу схему вы выберете длиа своего гибрида... Мы ведь потому и начали с капулами, что здесь не надо думать ни о клапанах длиа криогеники, ни о шлангах длиа заправки. Длиа стенда можно обоитись медными или нерж. трубками, но о клапанах надо подумать. А вот в случае схемы Урбанскы-Колбурн без всего этого можно обоитись, но... надо наити неилоновыи шланг 6 мм не более, держасчии давление не менее 1500 пси и не боиасчисиа криогеннои жидкости. Стоит он не дорого, иа купил 100 м за $60 (меньше не продавали), но надо искать. Ладно, фотос: здесь - фирма-импортадор из Австрии

I drugoi rakurs.

Да, это из раздела "никогда бы не поверил". Я был бы абсолютно уверен, что это баллончики с углекислотой, если бы не было фотографий испытания двигателя. Интересно, как же их используют? Почему именно закись азота, а не углекислота (я имею в виду для мороженого)?

termostat, 07.05.2004 12:51:14 :

Вот думаю НА разлогать можно, не дорого получится, возможно и не очень сложно. только не дома.

 

Это не та реакция, с которой можно спокойно экспериментировать, даже не дома. При перегреве расплав нитрата аммония начинает очень бурно разлагаться, с разогреванием, с выбросом массы. Детонации не будет, но герметичный сосуд разорвёт, предохранительный клапан скорее всего не поможет. Поэтому если нет абсолютно точной надёжной методики, лучше не пробовать.

Смешное морожение получится

А с жилкой фазой нет проблем,достаточно баллон перевернуть,или перелить в нужный баллон с трубкой,баллоны на 150атм продаются от 1л

Я то себе баллончик для машины купил, а можно и для ГРД применить

Пробовал в краскопульт налить керосина и распылять закисью,неплохо горит

И непонятно зачем закись в баллончиках,свойства у нее с углекислым одни и теже,а прилично дороже

a_centaurus, 07.05.2004 22:09:59 :

firma-importador iz Avstrii

 

Такие балоны я в детсве использовал в сифоне для гизирования воды и конечно там углекислый газ.

Зашел я на сайт что на упаковке указан, закись они не продают. А продают:

FILLING ........ Carbon Dioxide (CO2), Nitrogen (N2)

вот это в балонах.

a_centaurus и на этом ГРД работает?

Или я плохо посмотрел сайт? надо глубже покапать.

вот номенклатура продукции:

a_centaurus и на этом ГРД работает?

 

Случилось чудо! Хотя на этом вряд ли что-то будет работать.

если магний в качетве топлива использовать то СО2 в качестве окислителя подойдет.

если магний в качетве топлива использовать то СО2 в качестве окислителя подойдет.

 

Никогда бы не подумал! Все время считал, что СО и СО2 подавляют горение чего бы то ни было.