РДТТ конструкции технологии материалы - VIII

a_centaurus: По схеме, приведённой в Саттоне, ...
первичным является ТЗ Заказчика и ТУ на изделие
(ракету).

varban: Однозначно.

 

вот именно это я и сказал:

h--p://forums.airbase.ru/index.php?showtopic=32498&st=165#

> termostat
Если проектируется ракета - то давление для конкретного
топлива наверно будет зависить от параметров ракеты и
ее задачи.

 

вот именно это я и сказал:

 

Причём гораздо раньше Джорджа...

termostat> Накка получил зависимость импульса от давления для карамели -
termostat> по моему экспериментальную.

Экспериментальную? Где? Я не видел.

termostat> Для решения задачи не достаточно исходных данных.
termostat> 1) ракету на такую высоту можно поднять за разное время

Время любое, мы же не зенитную ракету делаем.

termostat> 2) Не ясно что является критерием оптимальности.

Вот именно это я хочу услышать от специалистов, которые такие задачи решают профессионально.

По схеме, приведённой в Саттоне, ...

 

Лучше один раз увидеть. Я их (2) вставлю в свою Упрощённую Методику расчёта и дизайна моторов на сахарах, как reference, а пока посмотрите сами на критерии разработки ракетного мотора по Саттону.

Вот именно это я хочу услышать от специалистов, которые такие задачи решают профессионально.

 

У того же Д.С. в главе "Flight performance" рассматривается задача для студентов с решением на расчёт параметров полёта по баллистической траектории небольшой ракеты зонда (без учёта сопротивления воздуха)... Я по ней составлял свой алгоритм расчёта траектории и проверял потом экспериментально. Такой алгоритм даёт большее число параметров, чем стандартные комп. проги, поскольку учитывает угол наклона направляющей. А драг можно вводить как поправочный коэфф. Как видно из условия задачи, основными параметрами, определяющими траекторию полёта, будут взлётный вес ракеты, вес горючего (и его тип), Is мотора, угол вылета ракеты и thrust time... Я также внесу решение этой задачи для конкретной ракеты, как основание (ТУ) для разработки конкретного мотора.

Fig.3 Second diagramm from Sutton RPE Chapter 14: Design approach

> Не ясно что является критерием оптимальности.

Э, в этом-то все и дело.

В случае противоградовой ракеты это была максимальная эффективность системы противоградовой защиты страны. Это очень глобальный критерий оптимизации.

А в случае демонстратора технологии - рекорд высоты на поднятие стандартного (стандартных) груза FAI - та самая высота подъема. Не считаясь с ценой.

Так что давайте не будем о ракете. Это задача для людей масштаба Циолковского, и все равно решение будет не для Земли, а для Луны

Serge77> Экспериментальный 135 при 70 атм. Теоретический (PROPEP) для того же давления - 165.

Экспериментальный приведен к пустотному?
Стандартный удельный импульс в США расчитывается при давлении в камере:срезе 70:1, без учета противодавления атмосферы. Следует приводить и экспериментальный импульс к пустотному. Об этом писал еще Станислав Лем

Фигура 3 на Лайфстрим AOL : Login не указывает степень расширения, но похоже, что все импульсы указаны для расширения до 1 атмосферы.

И еще замечание: удельный импульс растет больше не за счет увеличения давления в камере, а за счет степени расширения.
Сделайте расчет, в котором степень расширения сопла фиксирована, например 1:10.
Другое дело, что чем меньше диаметр критики, тем больше возможность расширить поток.

varban> Экспериментальный приведен к пустотному?

Нет, при 1 атмосфере, в двигателе с эффективным соплом.

varban> Фигура 3 на Лайфстрим AOL : Login не указывает степень расширения, но похоже, что все импульсы указаны для расширения до 1 атмосферы.

Да, этот график постороен по результатам расчёта в PROPEP, расширение до 1 атм.

varban> Сделайте расчет, в котором степень расширения сопла фиксирована, например 1:10.

Это ты мне предлагаешь? Что ты имеешь в виду?

a_centaurus, у Саттона есть расчет корпуса
РД на прочность?

Если есть посмотри пожалуйста учитывается ли
при расчете трубы корпуса, напряжение осевого
растяжения от крышки и сопла?

В книгах по проектир. РД (которые я смотрел)
это усилие не учитывается, а оно дает
напряжение в материале ~ в 50% от напряжения
поперек оси трубы, и я считаю что должно
учитываться в расчете.

Varban, ты можешь выяснить этот вопрос
у прочнистов?

> Это ты мне предлагаешь? Что ты имеешь в виду?

Что удельный импульс зависит в большей степени от уширения сопла, чем от давления в камере.

Т.е., если менять давление в камере, но оставлять уширение одно и то же, то импульс растет намного медленнее.

a_centaurus, у Саттона есть расчет корпуса

 

Я спросил у Саттона, я спросил у Накки, я спросил у самого себя...И все трое мне ответили, что уважаемый "термостат" занимается "ловлей блох"... Все трое для расчётов прочности цилиндрического корпуса (определения толщины стенки - d металлического цилиндра), используют формулу прямой зависимости d - от давления в камере, среднего диаметра камеры - D (определяется по середине толщины стенки)и обратной зависимости от величины предела прочности материала - сигма (ultimate tensile strength) умноженной на фактор надёжности (обычно - 2)... Вот в эту двойку и входят все остальные критерии прочности, как поверхностные, так и торцевые, а также нагрев стенки и экспериментальные данные по поведению материала.
Как правило - этого достаточно. И не надо выдумывать, всё до нас уже было придумано и сделано. Надо научится использовать чужой опыт. От себя лично добавлю, что многое в правильном дизайне любой штуки зависит от умения компиллировать (искать аналоги и прототипы). И тут, главное, не испортить. Но и слепо следовать не стоит, надеясь на авторитет. Так, мотор А-100 Накка имеет весьма слабый мех. дизайн (для Yuran). При всём своём авторитете тщательного исследователя уважаемый мной Ричард, весьма посредственный конструктор-механик. Специально зашёл посмотреть дизайн этого мотора и с удивлением обнаружил крепление крышки и сопла 3 винтами... В любом пособии по дизайну сосудов высокого давления указано 6 винтов уже начиная с этого диаметра. И дело тут вовсе не в прочности винтов на срез (кстати, относительно высокой), а в передаче усилия от головок винтов на мембранный корпус. Финт в том, что винты работают только цилиндрической частью и их нельзя закручивать, а только доводить до касания с телом корпуса... Потому что главная проблема, это неравномерный нагрев корпуса, в результате которого корпус обязательно "ведёт". И если торцевая часть трубы камеры (предварительно уже напряжённая при мех. обработке) не имеет равномерной разгрузки (6, а не 3 винтами), то в течение импульса может произойти отклонение от круговой поверхности и образоваться микротечь через о-ринг... Дальше - мгновенный прогар стального корпуса... Как от этого уйти? Сделать приливы на торцах, ( у Накки, наоборот, увеличение диаметра), использовать большее количество винтов для разгрузки, и обязательно отпускать корпус мотора после мехобработки (на болванке).

Для примера, фото собственной ошибки в дизайне, чтобы вы не думали, что я критикую Апостола Eхp.Rock. не имея подобного опыта. Польстился на подходящюю стальную тонкостенную трубку, да ещё сделал отверстия под головки винтов, а не под сами винты.

Всё сказаное выше верно.
Но в интернете только у него, я нашёл исчерпывающее описание и проведённое тестирование(более 15 прожигов), наверняка нечто подобное есть... но, вопрос в том сколько времени я готов потратить на разбор и узучение многих вещей, причём в большинстве случаев важна не сколько теория, сколько опыт, а чтобы его поиметь нужно угрохать на это направление не мало времени, хорошо что есть люди подобные a_centarus, которые как експерты могут посоветывать, причём потому что у них есть ОПЫТ! и они уделяют этому много времени! я делаю мотор не ради удовольствия, , а для того чтобы поднять некую полезную нагрузку, возможно по достижении некого результата меня заинтересует разработать свой мощный мотор, тогда я уже буду просчитывать, учитывать, итп.
Надеюсь моя позиция ясна, простите за сумбурность, сегодня был напряжённый день, да ещё приболел к сожалению =(

Ну скажем аналог и у меня есть 404 - Nerasta - Not Found и пожигов не менее 15-20 а некоторые из них на 100атм даввления создавали.

> a_centaurus
И не надо выдумывать, всё до нас уже было придумано
и сделано. Надо научится использовать чужой опыт.

 

Я пытаюсь это делать, вот спросил тебя и Varbana,
и даже сказал что читал книжки, и я их правда читал.

Только я ни когда не использовал и не буду использовать
слепо, то что не понимаю. А уж тем более преподносить
кому-то как истину то что не верно.

> a_centaurus
Вот в эту двойку и входят все остальные критерии прочности,
как поверхностные, так и торцевые, а также нагрев стенки и
экспериментальные данные по поведению материала. Как
правило - этого достаточно.

 

Эта двойка означает совсем другое. Ты привел классическую
формулу расчета стенки бесконечной трубы нагруженой избыточным
давлением.

Надеюсь ты найдешь время взять карандаш и бумагу, поймешь
откуда в формуле появляется двойка и напишешь опровержение
своего трактата о магической смеси всех коэфицентов
выраженой одним числом И сразу для всех материалов и всех
видов нагружения!

А опровержение нужно, так как ты вводишь людей в
заблуждение, говоря что формула уже учитывает "все
остальные критерии прочности" - а она их НЕ УЧИТЫВАЕТ!

========

Вот еще прикольно:

> a_centaurus
Я спросил у Саттона, я спросил у Накки, я спросил у
самого себя... Все трое для расчётов прочности...

 

читаем ниже:

> a_centaurus
уважаемый мной Ричард, весьма посредственный
конструктор-механик.

 

А Саттон? А сам?

> Serge77
h--p://airbase.ru/users/serge77/kmrd/kmrd.htm

рис. 3 время работы ТД-1 1с, ТД-2 0.5с.
видно, что гильзы близки к прогару

 

Но смотри как радикально снижает обугливание
снижение времени работы мотора, хотя давление
и выше во втором случае.

=====

Трассер по моему совсем не эффективен, слишком
мало заметен,

если есть желание, попробуй из цветного фальшвеера
распиленого на куски сделать вставочку залитую
карамелью, чтоб не "цветил" пока мотор работает.

у нас большой в розницу 3 долара стоит,
всяких цветов.

=====

Труд титанический, фундаментальный.

А рыжий герметик будешь пробовать? Его можно нанести
заранее на чать бумаги из которой будешь клеить гильзы.

Еслиб еще шашку лаком водозащитным покрыть, можно б
было сразу мотор склеивать "всборе" и с завальцовками
на концах.

Интересно, можно ли шашку хитро завернуть в тонкий
пищевой полиэтилен и вывести хвостих через сопло
наружу, чтоб после сборки и просушки мотора можно
былобы вытянуть полиэтилен? Фокус...

Простейшее решение
чехол полиэтиленовый в котром
запаяна шашка и зернышко селикагеля, один конец
выведен наружу через сопло.
Так мотор и хранится.
Перед запуском полиэтилен вскрывается и в канал
вставляется воспламенитель. ПЭ сгорает.

Такая влагозащита для любых РД подойдет.

Эта двойка означает совсем другое. Ты привел классическую формулу расчета стенки бесконечной трубы нагруженой избыточным давлением.

 

Товарищ не понял и обиделся. За себя и за всех остальных парней. Дорогой Серёжа, я тебе ответил на твою просьбу : "посмотреть пожалуйста в Саттоне пример расчёта прочности ТРД"... Что я и сделал, только копировать страницу мне было некогда и я написал своими словами. Ну а раз моего юмора ты не понял, обьясняю про "я спросил у..." Так вот у Джорджа, у Ричарда (ну и у меня, поскольку я читал их обоих и принял их точку зрения) при расчёте прочности ТРД используется одна и та же формула (см выше) Она эмпирическая и хорошо служит для практического применения. То есть, если вы выбрали сертифицированный материал и не ошиблись в простейших расчётах, то ваш мотор будет надёжно работать. Safety factor компенсирует локальные неточности...

А Саттон? А сам?

 

А вот на это я тебе отвечу так: и Накка, и я, и ты, и большинство остальных (за Джорджа не скажу, но он был авиационный инженер, сотрудник Lawrence Livermore, профессор Massachusetts Institute of Technology и советник Rocketdyne, a division of Rockwell Int.Corp. в Експ. Рок.) являемся дилетантами-любителями с теми или иными профессиональными знаниями, опытом и техническими возможностями. Но это и здорово, поскольку именно дилетанты, в лучшем смысле этого слова, двигают прогресс. Чистый конструктор-механик мало пригоден к аппликации в конкретной отрасли. Это я проходил в собственном ОКБ ИКИ, видел в промышленности, вижу за рубежом... Не хочу далее продолжать говорить прописные истины, но добавлю, что именно дилетанту, свободному от шор свойственно изобретать на стыках наук и технологий...И его сила в том (ИМХО), что он не влезает в долгие и скрупулёзные вычисления, а берёт только главное и нужное, оставляя это узким спецам-расчётчикам... Поэтому-то я беру эту формулу, считаю в двух действиях, делаю мотор, испытываю его и летаю... Эта формула работала в миллионах разработок... Почему я должен в ней сомневаться... Есть множество других проблем, достойных творческого поиска и дизайнерских находок... Когда ты это поймёшь, то быстро продвинешься в реальных делах, а не в "опинологии" (opinar esp.- "opinologo" иронич.означает человека имеющего мнение и готового спорить на любую тему)...

Да, забыл добавить, что "история ракетостроения писалась дилетантами"... Эту фразу я прочитал в книге "История американского ракетостроения. Первые шаги. 1949 г. Там, кстати Д.Саттон уже цитируется. 1 издание его RPE вышло в 1946 г.

Когда я начал проектировать свой первый движок, появилась надобность в расчёте трубы и заглушки я начал приставать к людям с производства (работаю я на нефтепереробатывающем заводе) с прозьбами выдержит-ли труба 25мм в диаметре и 2,5мм стенками, 30-50 атм они говорили "чего здесь считать, конечно выденжит". Когда я просил доказать математически, они говорили "чего тут считать, и так ясно". Когда я спросил как вы считаете трубы на установке ответ был тот-же "на глаз". Сходил к проэктировщикам та-же ботва, я был шокирован завод построили от балды и он работает уже 30лет........ С тех пор я меньше считаю и бльше доверяю этой "2"-ке.

termostat> Но смотри как радикально снижает обугливание
termostat> снижение времени работы мотора, хотя давление
termostat> и выше во втором случае.

Давление во втором случае не выше, а примерно такое же.

termostat> Трассер по моему совсем не эффективен, слишком
termostat> мало заметен

Мало заметен? Ты по какому видео это смотрел?

termostat> если есть желание, попробуй из цветного фальшвеера
termostat> распиленого на куски сделать вставочку

Да я могу и сам сделать вставочку, без разборки фейерверков, но эти двигатели расчитаны на школьные кружки, незачем их учить ковырять пиротехнику.

termostat> А рыжий герметик будешь пробовать? Его можно нанести
termostat> заранее на чать бумаги из которой будешь клеить гильзы.

Какие гильзы я буду клеить? Что-то я не понял.

termostat> Еслиб еще шашку лаком водозащитным покрыть, можно б
termostat> было сразу мотор склеивать "всборе" и с завальцовками
termostat> на концах.

Что значит "в сборе" ? Зачем завальцовки?

termostat> Интересно, можно ли шашку хитро завернуть в тонкий
termostat> пищевой полиэтилен и вывести хвостих через сопло
termostat> наружу, чтоб после сборки и просушки мотора можно
termostat> былобы вытянуть полиэтилен?

Зачем обматывать шашку? Достаточно заклеить сопло скотчем, ведь двигатель герметичен. Можно гильзу снаружи ещё раз лаком покрыть, хотя она уже достаточно покрыта.

Как вы думаете какое максимальное давление выдержит нержавейка толщиной в 0,4мм??? Или может подскажете как посчитать, меня интересует не труба а вот такая кофнигурация, где в узком месте 0,4. Просто на верхней крышке мне не нравиться выемка, вот думаю забить или упрочнить B) Что то токарь схалтурил =)

Может проще заказать токарю новую крышку?

Всем привет!
Хочу поблагодарить a_centaurus, за предоставленный чертеж двигателя, благодаря чему у меня теперь есть то, что вы видите на фото.
Правда пришлось не много уменьшить размеры, т.к MEX_200 для меня великоват. Full-scale сделал чертеж, я нашел токаря, который все это выточил (за свою работу он взял с меня 300 руб.). Вес двигателя 144гр.