Гибридный Ракетный Двигатель: от тактики к практике.

a_centaurus> На фото 1.2 модифицированный узел инжектора. Жиклер необходимого диаметра изготовлен из бронзы и будет впаян твёрдым припоем в носик стандартного фиттинга. Его внутреннему сечению будет придан профиль сопла Лаваля

Это эксперимент? А с 4х форсуночным инжектором, будет продолжение испытаний.

Если не трудно, выложи фото узла крепления заправочного шланга к инжектору.

Вся наша деятельность носит экспериментальный характер. Испытаю и этот жиклер, который мне кажется альтернативой 5-портовому. Особенно вместе с более эффективным узлом нагревателя. Честно говоря мне этот мотор уже хочется положить на полку. С ним хорошо проходить "курс молодого бойца-гибридчика". Но следовать дальше с такой конструкцией клапана и инжектора уже нет смысла. Всё равно более 170 сек Ис на нём не получишь. А у меня уже есть разработанный и испытанный мотор (микрогибрид), дающий более 200 с. Стало быть надо использовать его положительные качества (и не повторять отрицательные) и идти дальше.

Прочное и герметичное соединение нейлоновой трубки высокой прочности(2000 пси) вн. диаметра 6 мм, обеспечивается полиэтиленовой сферической прокладкой, надеваемой сверху на трубку и обжимаемой по особому профилю накидной бронзовой или стальной гайкой. Обычно хватает ручного затяга, но лучше поджать ключом. См. на фото

a_centaurus> обеспечивается полиэтиленовой сферической прокладкой, надеваемой сверху на трубку и обжимаемой по особому профилю накидной бронзовой или стальной гайкой.

Это коммерческие элементы?

Где скрыт резерв по увеличению УИ? В распыле? Тогда почему нельзя это реализовать в данной конструкции.

Это коммерческие элементы. В основном, да. R.a.t.t Works делал эксперименты с многопортовыми (до 24 отверстий) длинными инжекторами и увеличивал у.и. до 200 с. Но в индивидуальном экспериментальном моторостроении их производство не принесёт желаемого эффекта (ИМХО), поскольку заморочки с пережиганием заправочной трубки в нужном месте (за отверстиями инжектора) с лихвой отобьют охоту от базирования на этом принципе. Поэтому сейчас все пытаются сделать многопортовые инжекторы с независимой заправкой. Зайди в форум High Altitude Hybrid Project и посмотри линки на счёт SORAC_inyector, например.

Огневые испытания модернизированного гибридного двигателя Me_H_38/700. С шашкой игнитором из KNSu+FeO. Было заправлено около 200 гр (75%) окислителя. Положение двигателя на стенде - вертикальное, соплом вниз. Поджиг от батареи 12 В с ручного пульта. Запись на видео: digital camera Sony Mavica. Запись тяги вс. время не производилась. Видео анализ - программа MGI (камеры) Время выхода на режим - 0.4 с. Время активной тяги (жидкая атомизированная фаза) ок. 4 сек, что соответствует расчётному (3.9 с). Масса сгоревшего топлива - 12 гр нейлона + 30 гр candy = 24 гр. Масса жидкого окислителя - около 150 - 160 гр (убыль 40-50 гр за счёт вентиляции и газовой фазы, не участвующей в производстве тяги). То есть фактически в камере горел bipropellent. Канал шашки разгорелся на 2 мм (18 мм с 16), что свидетельствует о достаточно эффективном сгорании на данной длине шашки. Раньше сгорал 1 мм. Трубка была пережжена у выхода инжектора, то есть пиронож сработал нормально. После теста двигатель разобрался легко. Все о-ринги целы. На дюралюминиевых деталях тепловых повреждений не обнаружено. Можно собрать и пускать снова. В отрицательные аспекты можно занести сильное дымление, особенно в начале тяги. Поэтому нужно будет провести сравнительные испытания с полностью композитной шашкой. На ту самую "совместимость". Фото прилагаются. Видео выложу на страничку.Интересная деталь, на видео видно, как газовая струя разбрасывает тяжёлые керамические плитки в ящике-дефлекторе. Ну и на расстоянии двух метров от стенда в укрытии закладывает уши на сверхзвуке.

Нда, вопрос о крыльях получился не очень умный.
Форма стабилизатора ну очень похожа на мне привычные крылья, да и ракета тоже ну очень сильно кое что мне напомнила, внешне. Только у нас располагаемые перегрузки порядка 50 единиц, а крылья к двигателю крепятся сваркою. Удивила приклейка, отсюда и возник столь странный вопрос: проводились ли уже пуски ракет с подобной организацией крепления стабилизаторов?

Для такого небольшого калибра, к тому же при использовании углепластиковых (и стеклопластиковых) композитных материалов такая техника вполне оправданна. Перегрузки не превышают 20-30 g, а адгезия у использованной эпокси к этим материалам высокая. Техника эта стандартная, неоднократно опробованная как персонально, так и в мире экспериментального ракетостроения. На ракете большего калибра с РДТТ S_2S_3000 (см топик) использовалась смешанная техника механического крепления с заливкой. На ракете S_1S_300 с РДТТ также использовалась смешанная техника с применением супорта кольцевой формы. /See photos/

Кусок видео последнего испытания с активной тягой от капельной фазы окислителя: примерно 4 сек. Правда сжатие файла убирает звук.

a_centaurus раскажи как у тебя пробка для электроники крепится на корпусе ракеты.

Спасибо.

Буртик пробки (PVC)имеет утолщение и два разреза по бокам для подпружинивания. Вставляется достаточно туго в отверстие (20 мм) вырезанное в углепластиковом фюзеляже.

В продолжение работ по усовершенствованию системы пиротехнического (или иного) срезания заправной нейлоновой трубки проведены испытания варианта такого устройства. На видео видно как сработала шашка композитного топлива (KNO3+PP+FeO) со стружкой Mg. В отсутствии давления закиси процесс пережигания шёл довольно долго. Заряд ЧП был заложен в конусовидный колпачок напаянный на гайку инжектора. Также пробовалась нихромовая (0.5 мм) спираль намотанная на трубку возле инжектора. Этот девайс работает хорошо, но проблема будет в синхронизации поджига шашки нагревателя-игнитора и действия спирали.

Изготовлен цилиндрический экран-отражатель для более полного пережигания нейлоновой заправочной трубки. Статические испытания (без окислителя) показали его эффективность. Посмотрим, как будет в полном комплекте. Цилиндрический латунный цилиндр имеет внутри коническое сечение (меньший диаметр на выходе). Использована гильза калибра 0.45 R у которой было отрезано донце. Её выходной внутр. диаметр совпал с внешним диаметром накидной гайки фиттинга инжектора. Далее экран был припаян к гайке твёрдым припоем. Следующий шаг - изготовление пирозаряда сложной формы: шашка игнитора на основе композитного топлива (PP+AP+FeO+Mg + эпокси)с внутренним цилиндрическим сквозным отверстием и ступенчатым обнижением, равным по диаметру другой шашке, устанавливаемой внутрь экрана. После перемешивания компонентов шашка игнитора формовалась в колпачке из силиконовой резины (от вакуумных клапанов) подходящего диаметра. Смесь имеет высокую адгезию ко всему, поэтому форма и кусок нейлоновой трубки (и пальцы), формовавшей канал обильно смазывались силиконовым же маслом (ура силикону!!!). Эпокси отверждалась в течение 20 минут от жидкотекучего, до состояния пластилина, после чего трубка вынималась и при помощи самого экрана выбиралось углубление в 5 мм. Другая шашка формовалась руками на куске трубки, используя экран как калибр. Через полчаса готовая шашка игнитира была вынута из формы, а шашка пережигателя снята с трубки. Свидетель полученного топлива был сожжён через 40 мин и показал быстрое горение на воздухе с выбросом каскада горящих частиц магния (толчёная стружка). На фотографиях: техпроцесс изготовления цилиндрического экрана и композитного пирозаряда сложной формы.

Foto 3

Solaris_3H_600 после покраски основным цветом (белый). Вместе с новой микрогибридной ракетой "Claster One" использующей связку-кластер из двух микрогибридов MECH_FA_01. О дизайне этой гибридной ракеты расскажу позднее.

Итак, гибридная ракета "Cluster One". Идея ракеты пришла с год назад после испытаний связки (кластера) из двух микрогибридных двигателей MECH_FA_01. Удалось запустить оба двигателя практически синхронно. Удвоенная тяга двух микрогибридов (около 70 Н в пике и примерно 32 Н*с) позволяет поднять массу 0.45-0.5 кг на высоту ок. 200 м. На Инете упоминались 1-2 случая кластерных микрогибридных ракет с коммерческими моторами, но ни фото, ни чертежей я не видел. Так что "C-1" - оригинальная унифицированная конструкция на базе собственных разработок.
Планер ракеты был выполнен на базе уже имеющейся микрогибридной ракеты DESSA, с использованием верхнего парашютного сегмента с пиротехническим устройством и бортовой электроники (таймера с инерциальным реле). Заново был разработан моторный блок для связки 2 моторов MECH_FA_01 и изготовлен новый сегмент для электроники. В виду увеличения массы хвостовой части его пришлось удлинить на 40 мм, чтобы остаться в пределах статической устойчивости в 2.2 калибра. Все новые элементы ракеты выполнены из полимеров. Так сегмент фюзеляжа выточен из трубы PVC 40 до толщины стенки в 0.8 мм. Корпуса моторных отсеков вырезаны из готовой тонкостенной пластиковой трубы диам. 25 мм. Самый сложный узел - соединительный, изготовлен точением из 3 конусов (серый PVC). Малые конуса, соединяющие моторные отсеки с фюзеляжем, имеют углы образующих, большие, чем у основного. Это сделано для того, чтобы развести оси двигателей на 2º относительно оси ракеты. Эти оси пересекаются в ЦТ ракеты, что уменьшить эффекты возможной несинхронности зажигания. Стабилизаторы традиционной удлинённой трапецеидальной формы укреплены попарно на моторных отсеках. Длина ракеты - 680 мм, калибр - 35 мм, в нижней части - 50 мм. Сборка узла соединителя (coupler) выполнена при помощи моментального клея (La Gotita) и специальной эпокси 3М (Scotch). Этот двухкомпонентный клей/герметик серого цвета обладает высокой растекаемостью и хорошо смачивает соединяемые поверхности (низкое давление паров и малый к.т.р., позволяют использовать его для соединений стекла с металлами для вакуума). Таким образом прочный шов формируется минимальным количеством клея. Соединение стабилизаторов выполнено с эпокси Araldit (белого цвета). Трубы моторных отсеков с coupler выполнены с быстротвердеющей эпокси PoхYpol 10 мин. А вот соединение хвостовика большого конуса с фюзеляжем осуществляется винтами (0.07"). Парашют крестообразной формы, способ его инжекции - поршневой, от пиротехнического устройства, смонтированного в соединителе сегментов. Обтекатель сделан из бальзы и покрыт эпокси. Очевидно ракета будет покрашена в бело-жёлтые цвета и декорирована. Ну и мономоторный вариант DESSA также сохранён. Детали дизайна "Cluster One" на фото и эскизах.

Decoration scheme (Cluster One and DESSA)
C_1 partes

Сборка моторных отсеков была, пожалуй, самым сложным делом. На фото:

Foto 3,4

Последние стендовые испытания двигателя Me_H_38/700 были самые удачные из всех проведённых. Шашка preheater-ignitor специальной конструкции, изготовленная на базе композитного топлива на смеси ПП+АП+FeO+Mg+epoхy resinе, установленная в специальной камере, показала свою высокую эффективность. Отражатель на гайке фиттинга также отработал надёжно, отрезав заправочный шланг у самого инжектора.
Активная часть тяги длилась 3.7 - 3.9 сек, что соответствует расчётному времени. Сгорело всего ок. 260 г топлива (210 г - N2O (80% от полной заправки); 50 г - fuel) , что соответствует It = 125-130 N*s (ок. 500 Н за время тяги)при Is = 175-180 с. То есть при полной заправке бака окислителем (260 г) двигатель будет способен дотянуть до расчётных 600 Н. Тест записывался на видео. На коллаже хорошо виден интенсивный тонкий факел с "mach diamonds", свидетельствующий о сверхзвуковой скорости газов. Звук в 3 метрах (за стенкой) был настолько сильным, что пришлось закрыть уши. После разборки оказалось, что нижняя часть полимерной шашки оплавилась и сплавилась с нижним дюралевым саппортом, который от давления сверху и нагрева слегка деформировался. Восстановлению он не подлежит и будет заменён на стальной для лётных испытаний в составе ракеты Solaris_3H_600. Видео,коллаж и фото канала шашки после испытаний прилагаются.
На этом экспериментальна работа с этим двигателем заканчивается. К лётным испытаниям ракеты будет подготовлена последняя конфигурация.

Video, foto canal

Solaris_3H_600 вместе с мотором Ме_H_38/700 и автором на корточках. На втором фото показаны вентиляционные отверстия (4) в отсеке фюзеляжа над мотором. Напомню,что в передней крышке мотора находится вентиляционный клапан, стравливающий избыток давления в баке.

У вас там лето...

Ракета красивая! Когда запуск?)))

Красивая. А красивую ракету, как и красивую женщину (в которую много было вложено) отпускать от себя не хочется... Пусть постоит, порадует. А пока надо сделать контроллер для цифровой камеры (Almatek), которую планируется установить в носовом обтекателе. Тогда и полетим. Больше шансов полететь во время каникул в декабре-январе у "Claster one" также гибридной (см. выше) микроракеты с двумя двигателями MECH_FA_01.

>А красивую ракету, как и красивую женщину (в которую много было вложено) отпускать от себя не хочется...

Никуда не денется, вернется!)))

А ты не пробовал схему разборного крепления стабилизаторов? Вижу что здесь на клею, но иногда стабы мешают при транспортировке, особенно когда в багажнике автомобиля много вещей а в салоне народ! Не на крышу же их привязывать)))))

В данном конкретном случае высота стабилизатора всего 70 мм. А техника клеевого соединения позволяет съэкономить около 50 гр веса по сравнению с разборным (болтовым). Правда, разборное соединение позволяет восстановить стабилизатор, сломавшийся при жёстком приземлении. Но такая уж судьба у ракет: рождаются, живут в полёте и умирают при падении... Как звёзды.
Перевозка на стартовую позицию гибридной ракеты производится вместе с баллоном окислителя. Стандартный баллон N2O (70 кг) весит ок. 120 кг (см. фото). Оборудование для заправки, стартовое оборудование etc ... Короче обычно используется служебный Ford Ranger с с крытым кузовом. Идея (и мечта) оборудовать штатный полигон. А для ракеты лучше использовать подходящий контейнер. Здоровее будет.