Гибридный Ракетный Двигатель: от тактики к практике.

Хотел на День Победы отличиться с испытанием мотора Me_H_38/600 с новым swirl - инжектором... Не получилось, хотя вина оказалась не инжектора, а игнитора. Вместо того, чтобы пережечь трубку на срезе инжектора, он провалился в канал шашки и там пережёг трубку на половине длины (сделал шашку игнитора на два мм меньше). Естественно, по прекращению горения preheater grain тяга прекратилась и шла только атомизированная струя окислителя. Но на видео хорошо видно, что по-сравнению с простым инжектором этот дал и большее время распыления и сам спрей был более насыщенным и расширенным в диаметре. То есть, поток был явно турбулентным. Что ж, придётся повторить, учтя заминку с игнитором. А пока коллаж с теста. Видео - по требованию.

Провёл ещё один тест мотора с геликоидальным (шнековым) инжектором. С тем же отрицательным результатом, хотя никаких проблем с preheater-ignitor уже не было. К сожалению также не удалось получить видео (проблема с дискеттой), но из визуального наблюдения можно заключить следующее: в том виде как есть, геликоидальный (swirl) инжектор создаёт закрученный и прецессирующий вокруг оси шашки поток окислителя. Это приводит к позднему поджигу смеси (при пониженном давлении, когда часть закиси уже вылетела из сопла, не прореагировав с горючим) и прецессии факела на срезе сопла (хорошо было видно вращение факела в заключительной фазе работы мотора). Может быть окажет положительное влияние дополнительный виток на геликоидальном вкладыше? Надо пробовать. Но уже сейчас видно, что применение обычной для ЖРД шнековой форсунки-инжектора для гибридного мотора не эффективно (не так эффективно), скорее всего из-за более длинной камеры сгорания последнего. Хотя форма канала шашки после испытаний близка к цилиндрической (слева), тогда как при обычном инжекторе она конусная, с расширением к соплу.

Может быть конус распыла искажался остатками нейлоновой трубки на инжекторе?

Ты не проверял, какой получается распыл со спиральной вставкой? Например, просто на воде под давлением.

Нет, трубка вся сгорела. И вылет распылённой струи окислителя был именно таким - прецессирующим вокруг оси. Отдельно инжектор не тестировался, хотя это просто: подсоединить фиттинг прямо к баллону с закисью, открыть кран и снять видео. Надо бы сделать да времени нет на всё. С водой сложнее интерпретировать, потому как трудно достигнуть того же давления (700 пси), что у закиси, да и поверхностная энергия, отвечающая за распыление, у этих жидкостей разная. Ну и смысл по-настоящему делать какие-то сравнения приходит после того, как мотор заработает без сбоев. Сейчас я готовлю многодырочный инжектор, уже проверенный на многих моделях моторов Ratt Works. С ним, как говориться, успех должен быть гарантирован. А вот со шнековой форсункой пока неясно. Хотя интересно дойти до какого-то положительного результата. Уж больно штука простая в технологии.

Всё забываю, что у тебя закиси много ;^))
Конечно, лучше с ней, чем с водой.

a_centaurus ,когда я писал мой последъй постинг думал об одна френская разработка 60 годов .Там встретил идея про турбулентный поток .К сажилению етот материал уничтожил когда форматировал диск .
А про тово что тъй сказал о Hybrid Manual .Мне он нужен толъко почему теория у меня очен мало .

Напиши мне на e-mail. Я отсканирую пару страниц и тебе перешлю. Однако, как я уже писал, лучше тебе прочитать пример уже адаптированного расчёта гибридного мотора, сделанного мною. Также можешь из Библиотеки форума скачать книгу Волкова и Мазинга: Двигатели на комбинированном топливе. Она поможет получить общие сведения по теме. Тема эффективной атомизации окислителя в гибридном моторе очень важная. В дизайне современных любительских (и не совсем любительских тоже) моторов существуют несколько стандартных решений, в зависимости от класса мотора: от элементарного инжектора с одним отверстием, до дисковых плоских и многоступенчатых инжекторов-форсунок. В последних, кроме того применяется расположение каналов под разными углами. Проблема эта всегда связана с клапаном подачи. Вернее с его дизайном. Наиболее сложно реализовать хорошее распыление в самом простой системе с "клапаном" типа Урбанский-Колбурн (пережигаемой трубкой, надетой на обычный fitting). И просто создание турбулентной струи, как оказалось, не улучшает, а наоборот, ухудшает мотор. Можно конечно, попытаться сделать геликоидальную вставку с большим количеством витков, но это приведёт к уменьшению эффективной площади сечения канала и приведёт к падению расчётного давления. А увеличить диаметр инжектора сложно, поскольку он расчитан на применение стандартной 6 мм нейлоновой трубки высокого давления для заправки окислителем.Так что велосипед тут изобретать нет смысла. Проще компиллировать до собственных технологий уже опробованный дизайн разрезанного на несколько сегментов инжектора-трубки. К нему мы ещё подойдём в недалёком будущем. Best regards.

Имею такое мнение (не знаю, откуда оно взялось ), что в некоторых случаях струя, имеющая вращение вокруг продольной оси, более устойчива к дроблению, чем не имеющая такой составляющей.
Думаю, тебе недостает сужения и сопла в твоем инжекторе.

Да, сужение нужно обязательно. Для форсунок с завихрителем. А для центробежных с тангенциальным вводом можно и без сопла, но нужно не меньше четырёх вводов, а лучше, шесть, при отсутствии сужения.

Спасибо за советы. Сам знаю, что один оборот мало и сужение необходимо. Проблема в том, что не просто сделать всё это в канале фиттинга 2.66 мм. Ведь сверху крепится накидной гайкой через пластиковое уплотнение заправочный шланг. А давление там не шуточное (если сорвёт трубку с соска при заправке бака - мало не покажется). Сейчас некогда а после выложу инжектор Ratt Works, который и сужение имеет и распыляет лучше. Хотя занятно попробовать с многовитковым шнеком. Может и сподоблюсь. Ювелирная работа, однако. ;D

Продолжаем работать над темой инжектора для монококка Ме_H_38/600. Представляю два на базе стандартного фиттинга (соединительный элемент в вакуумной технике). Один имеет два вкладыша - диафрагмы на резьбе диаметра 2 и 1.7 мм. Ограничительная диафрагма вворачивается внутрь фиттинга и служит для управления потоком окислителя. То есть даёт больший или меньший его расход в единицу времени. Необходимы для оптимизации параметров горения и тяги. Второй инжектор -многофорсуночный (5). Впервые такие были опробованы фирмой Ratt Works и показали хороший результат, увеличивая реальный Is до 200 с по сравнению со стандартными 170 с цилиндрического инжектора. Изготовлен напайкой медной трубки на сосок фиттинга и резкой и последующей формовкой сопел-форсунок пайкой и тем самым "дремелем", вокруг которого развернулась дискуссия. Действительно, такой универсальный ручной мини станок позволяет выполнять большой обьём точных работ с широкой гаммой используемого инструмента. Ну и подождём испытаний. Хотели сегодня, да снег пошёл. Зима начинается, однако, в Южном полушарии.

Проведены испытания инжекторов для Ме_Х_38/600. Цель: определить визуально диаграмму распыления окислителя N2O. На фотографиях: инжектор со вставкой-жиклёром 2.0 мм; инжектор со вставкой-жиклёром 1.7 мм; инжектор типа Ratt Works с 4 радиально расположенными (диам. 0.9 мм, под углом 30º)и одним осевым отверстием (1.0 мм). Виден хорошо атомизированный конус окислителя с широкой диаграммой направленности. Отмечено, что несмотря на примерно равную суммарную площадь с 2.0 мм инжектором, сопротивление потоку RW инжектора выше. Конечно, основной тест инжекторы пройдут в составе мотора.

Переставили испытательный стенд для испытания гибридов в вертикальное положение. Первые испытания мотора Ме_Х_38/600 с инжектором 2.0 мм прошли успешно, хотя были заметны флуктуации в горении. Зато не было долгого дожигания остатков газообразной фазы. Так что для гибридного мотора вертикальное расположение бака с окислителем всё-таки обязательное. На фото: стенд с дефлектором пламени (песок с гравием в железном ящике); screen shot начала тяги. Общее время работы - 6 с.
Кстати песок выдуло. Надо будет камнями забить.

После анализа результатов предыдущего теста было обнаружено, что питающая (и запирающая) нейлоновая 6 мм трубка не была пережжена полностью, а вытянулась в капилляр, длиной 15 мм... Это и было причиной флуктуаций горения. Что и было учтено в разработке нового варианта ignitor-preheater grain. Так, в формулу композитного топлива введена добавка 1.0 % металлического магния в форме мелко размолотой стружки (частицы игольчатой формы 0.3х3 мм). Добавка приводит к возникновению локальных долгогорящих центров с повышенной температурой, которые вероятно могут инкрустироваться в стенки полимерной или парафиновой шашки, увлекаемые внутрь потоком распылённого окислителя. Кроме того, после формовки шашки внутрь канала вставляется нихромовая спираль (5-6 витков нихрома 0.3 мм). Эта мера, вместе с обмазкой ЧП+НЦ спирали после установки , будет способствовать более надёжному перегоранию трубки и полному открытию инжектора за счёт разогрева спирали и создания кольцевой зоны "теплового ножа". На фото видны все детали описанных элементов. Конечно, окончательный ответ об эффективности описанной конструкции, дадут огневые испытания в составе мотора.
Но надо подождать несколько дней пока закончится процесс полимеризации шашек.

Модели ракет это конечно хорошо,
а вот по "сурьёзным" движкам такого типа ссылочек не подскажите?

мужественный> Модели ракет это конечно хорошо,
мужественный> а вот по "сурьёзным" движкам такого типа ссылочек не подскажите?

А тебе зачем? Будешь сразу делать "сурьёзные", минуя "модели"? Или будешь реферат писать?

мужественный>> Модели ракет это конечно хорошо,
мужественный>> а вот по "сурьёзным" движкам такого типа ссылочек не подскажите?

Serge77> А тебе зачем? Будешь сразу делать "сурьёзные", минуя "модели"? Или будешь реферат писать?

Возможны варианты.
Или здесь такою информацией не располагают?

мужественный> Возможны варианты.

Нда, ответ исчерпывающий, располагающий...

Ссылок много:

Спасибо.

Ну как такую штуковину запросто сделать?
Информация заинтересовала, только и всего.
А уж что из этого выйдет, диплом или реферат или вообще ничего поживём - увидим.

мужественный> Ну как такую штуковину запросто сделать?

Запросто нет, но сделать можно.

Вот ещё ссылка:



На форуме ещё есть две-три темы по гибридам, почитай, там ссылки есть.

Спасибо, непременно посмотрю.

Ну, во-первых, здесь всё-таки речь идёт не о моделях ракет, а об экспериментальных постройках вполне серьёзных ракет исследовательских с вполне серьёзными двигателями. Двигатель ракеты ПЗРК не сравним с двигателем МБР, однако ты его не отнесёшь к разряду несерьёзных. На самом деле речь в данном случае должна идти о двигателях малой тяги. Но "малость" здесь не уничижительная характеристика, а принадлежность к соответственному классу. От этого ни физические параметры (давление, например), ни сложность механического дизайна, ни баллистика топлив, не отличаются от двигателей и моторов больших классов. Про гибриды лучше всего начни читать с книги "Двигатели на комбинированном топливе". Есть в РМ.

К сожалению, в годы студенческой молодости этот класс ДУ был нашими преподами пропущен.
А вот жизнь заставляет проявить интерес.
Кстати, в библиотеке эта книга не отображается, к сожалению.

Волков Е.Б., Мазинг Г.Ю.,Шишкин Ю.Н.
Ракетные двигатели на комбинированном топливе.

h_t_t_p://airbase.ru/modelling/rockets/res/books/grd/grd.html

http://airbase.ru/modelling/rockets/res/books/grd/grd.zip

1.7 МВ

Сколько этит файл весить должен? А то у меня архивчик битым прикидывается - может закачивается не до конца?