продолжение темы "Спутник миниморум"

Большое спасибо.

Тут ещё вопрос возник касательно марганцевых солей, растворимых в керосине. Хочется керосин сделать самовоспламеняющимся к перекиси, а обычная марганцовка не растворяется. Что бы такое подыскать?.. Правда, это пока несрочно .

В начале этого года возник предшественник этого топика. Он возник с вопросом - можно ли запустить спутник ракетой без УВТ и СУ.

Мы забыли сформулировать ответ. Он таков:

"Да, можно, при наклонном старте и сохранении положения продольной оси ракеты в пространстве за счёт аэродинамической стабилизации и стабилизации вращением на верхних ступенях.

При этом необходима довольно высокая тяговооруженность всех ступеней, кроме последней (последняя должна иметь умеренную тяговооруженность), баллистические паузы между второй и третьей и между третьей и четвертой, так, чтобы активный участок закончился на высоте не менее 170 км.

Поворот вектора скорости будет происходить за счёт искривления траектории под действием силы тяжести. В конце такого полёта угол между вектором скорости и вектором тяги составит более 40 градусов. Суммарные потери ХС на неоптимальное управление не могут быть меньше 800 м/с. Тем не менее, их можно сэкономить, например, на отсутствии потерь тяги (и УИ) на газовых рулях, облегчении веса из-за отсутствия СУ и УВТ."

> вопрос химикам. Что такое этилситикат?

Этилсиликат - это Si(OCH2CH3)4 и его олигомерные формы, применяется в литье керамики, об этом писали на ракетомодельном, можно поискать.

В керосине он может и не раствориться, поэтому лучше брать силиконовое масло, оно растворяется. Этих масел очень много типов, используются много где, от косметики до тормозных жидкостей, я использую в качестве жидкости для нагревательных бань (как и все химики).

Есть один нюанс: если температура горения топлива в камере двигателя будет ниже, чем температура плавления двуокиси кремния (2200 С), то он наверное не будет оседать тонкой плёнкой, как нужно, а будет улетать в виде твёрдого дыма.

pokos, 28.07.2004 13:36:43:

Из интересующих ингредиентов в составе имеется диметилсилоксан и силикон.
Что касается буржуйского названия "диметилсилоксан", то, если копнуть былые знания по химии, это типа ацетона, в котором вместо центрального атома углерода имеется атом кремния.

 

К сожалению, такого "ацетона" не существует ;^))
У силиконового масла много разных названий, среди них - силикон, полидиметилсилоксан, диметилсилоксан. Причём одно и то же название может быть у разных силиконов, которые отличаются прежде всего молекулярным весом, т.е. степенью полимеризации, а значит и вязкостью.

avmich, 28.07.2004 14:51:30:

Тут ещё вопрос возник касательно марганцевых солей, растворимых в керосине. Хочется керосин сделать самовоспламеняющимся к перекиси, а обычная марганцовка не растворяется. Что бы такое подыскать?

 

Я уже писал в этой теме: сиккативы - это растворы органических солей металлов в бензине/керосине. Это ускорители отверждения олифы, ищи в строймагазинах. Ищи марганцевый сиккатив. А возможно более эффективным окажется какой-нибудь смешанный, с несколькими металлами, такое часто бывает.

avmich, 28.07.2004 06:59:27:

Mullaney put 1 percent of GE silicone oil in isopropanol

 

Вот это и есть силиконовое масло.
Об этом на ракетомодельном давненько писали. ;^))

Шикарно. Вот и задачка для следующих экспериментов - подбор присадок к керосину. Ещё сам керосин поискать или, может, какой ещё углеводород?

На самовоспламенение проверять относительно просто. На осаждение кремниевой плёнки - посложнее, подумаем.

Температура в центре КС легко 2200К превысит. А вот вблизи стенки... не хотелось бы . Так что будем думать... и пробовать.

Мда. Тогда, в первой половине топика, мы не дошли до определения температуры жидкостной стенки при охлаждении перекисью.
ОЧЕНЬ грубые прикидки, ибо лень мне считать честно, показывают, что она будет несколько меньше 200 градусов, но, вероятно, больше 150, чего перекись не выдержит.

Течение у нас в каналах ламинарное, перемешать перекись эффективно не удастся, оторвать от стенки газовые пузырьки на 10 м/с тоже не всегда выходит. На этилсиликат надежды мало. Вывод - завеса необходима.

Скорее всего, хватит одного пояса, сантиметра за два до начала сужения камеры.

Да, кстати, сначала мы ошибочно считали для 8 атм выходного давления. Правильный расчёт был чуть позже, вот здесь - Форумы Авиабазы

Андрей, не хочешь трубки - до первичного сгибания, но после отрезания - обрабатывать стальным прутом, что-то вроде внутренней резьбы нарезая? Чуть-чуть...

Нет, там нужно не углубления, а выпуклости делать, конечно. Для турбулизации потока.

Серж, в той же книжке в главе про перекись есть такие строчки:

"Higher concentration (you can buy 98 percent stuff now) have appeared in the last few years [год издания книжки - 1972], and they appear to be rather more stable then the 90 percent material..."

Что добавляет соблазна рассматривать 98% как желаемую концентрацию...

Ну, между выпуклостями обязательно будут углубления. И в них будут застревать пузырьки, если они образуются по любой причине...

Углубления должны раз в 10 превышать длину выпуклостей. Так что они уже углублениями не очень-то называются.

Ну, сначала посчитать надо всё же потщательнее.

Можно попробовать капилляры впаивать в швы. Эдакая симуляция транспирационного охлаждения . А предварительно - померять всё же, насколько перекись греется в трубках. Делается это так: ФГ питается от бака, а перекись под давлением - из того же бака или другого - проходит через рубашку но не поступает в ФГ, а поступает в отдельные ёмкости - 60 штук - где быстренько меряется температура. Пока перекись не разложилась . Будем знать, как реально работает рубашка, насколько охлаждает.

Турбулизация потока, действительно, не так уж много даёт. С другой стороны, это значит, что ламинаризация - не так уж много отнимает.

Мне кажется, засовывать проволоку не слишком хорошая идея... Разброс...

Как показывает чтение некоторых глав некоторых учебников, нужно ещё учитывать теплопроводность, вязкость... Перекись даёт более точные экспериментальные данные, конечно, ценой несколько большей сложности.

А вот маленькие трубки повпаивать в швы было бы интересно, и поясов таких трубок сделать побольше. Тогда расход можно держать маленьким, пристеночный слой - равномерным... Но, чтобы избежать излишних усложнений, надо сначала посчитать, а потом всё же ещё и поэкспериментировать .

Или .

Нафига трубки-то? И нафига несколько рядов?

Вот прямое измерение температуры жидкостной стенки - было бы круто. Но не выйдет. Нельзя термопару ввести в канал - она течение исказит. Можно просверлить под неё такую же дырочку, и запаять её в шов. Штук шесть нужно - на разных расстояних от ФГ и в разных швах.

А дырочка с капилляром хороша для измерения давления в камере. Если нет расхода - трубочка только до датчика, - то и падения давления в капилляре нет.

На самом деле, температура жидкостной стенки у нас высока еще и потому, что стенка тонкая, медная и перепад мал между газовой стенкой и жидкостной. А так - перекиси больше, чем азотки, и у нее теплоемкость больше, так что среднемассовый подогрев её меньше, чем азотки. Но азотка под давлением может греться до 250, а перекись только до 140.

Мало того, азотка при закипании не разлагается, а при отрыве пузырька от стенки он конденсируется и схлопывается. Так что при охлаждении азоткой т-ра жидкостной стенки может быть и несколько выше местной т-ры кипения.

Больно сложная у вас система получается...
Завеса, хитрый керосин, силикаты.
Может попроще надо? Все-таки не SSME строите

Хм. Сложная, говоришь?..

Система зажигания какая-то нужна? А с самовоспламеняющейся парой куда как удобнее.

Охлаждение нужно? На самом деле, возможно - возможно - одних трубок хватит. Кстати, Гамма-8 - это английский движок на керосин-перекиси - работал с соотношением свыше 8 масс компонентов. А мы пока ниже планируем. Если добавить перекиси, слегка улучится проточное охлаждение.

Все эти фокусы с силикатами, завесами, пристеночными форсунками - для страховки. Движок может давать малый УИ - это одно. И движок может взрываться - это совсем другое, менее желательное...

Пока вот мы видим, что нужно подотошнее проанализировать теплопотоки, чем общую энергию посчитать. А до SSME... не, у нас не будет стенок на ФГ для гашения колебаний .

Самовоспламенение при первом запуске практически гарантировано серебряными швами между трубками. Во всяком случае, это 100% гарантия от накопления перекиси при сбоях системы подачи.

При повторных запусках шов, как катализатор, может отравляться и переставать гарантировать самовоспламенение. Но для этого на стенде достаточно набрызгать раствор перманганата натрия на стенки через критику. А в полёте двигатель не будет зажигаться повторно.

Вот в той книжке есть пример расчёта охлаждения движка азоткой. Там у них стенка стальная, гладкая, правда, переменной толщины. Перепад температур между газовой и жидкостной стенками в районе 200-400 градусов в зависимости от участка, материал - нерж. У нержа теплопроводность в 15 раз меньше, чем у меди. Кроме того, у нас стенка в 3-4 раза тоньше за счёт частых связей. А это значит, что перепад температур между ЖС и ГС у нас будет в десять, а кое-где и в 20 раз меньше. Кроме того, у нас поверхность теплосъема более развита и давление в камере больше почти в два раза. Часть этих факторов повышают т-ру ЖС, часть - снижают. Но то, что она превысит 150 градусов - не ходи к гадалке. Поэтому и завеса, и этилсиликат уместны.

С другой стороны, охлаждать камеру керосином в этой ситуации безмазово. Керосина вдвое меньше, чем в случае с азоткой. При практически таком же УИ. Керосином в нашем случае можно охлаждать высотный сопловый насадок при модификации этого движка для второй ступени.

А может просто керамическую футеровку сделать? Армированную стекловолокном, например. А то пристеночные форсунки технологически сложно сделать, а этилсиликатам я не доверяю, признаться.

>Но для этого на стенде достаточно набрызгать раствор перманганата натрия на стенки через критику.

Вот это простой и изящный выход