РДТТ конструкции технологии материалы - XIV

Да, рассчитывал, видно было, что для нейтрального профиля нужно 6 шашек - очень узкая труба, но у меня были отлиты раньше 3 шашки длиной 55 мм для бумажных двигателей, я их укоротил ножовкой до 52, отлил четвёртую, и испытал с таким набором. Такая схема давала явно прогрессивный профиль, но я на это наплевал, посмотрев, что давление не слишком возрастает в конце.

Движок по конструкции очень близок к SFM2, только пропорционально меньше. Заглушка и сопло крепятся на 4 винтах М3, заглушка дюралевая, сопло - стальное. Уплотнения смазывались не силиконовой, а водно-глицериновой смазкой, по чуть-чуть. В смазке была и ещё какая-то органика, но, поскольку, кхм... гарантировалось нейтральное отношение к латексу... я решил, что для о-рингов она подойдёт. Вот эта органика у меня немножко закоксовалась, в результате, выбивая заглушку, повредил о край трубы шкуру на правом большом пальце Размачивание не помогало. Двигатель-то не пострадал, а вот я...

А.С.> Уплотнения смазывались не силиконовой, а водно-глицериновой смазкой

По-моему, это не годится. Вода и глицерин очень легко испаряются, уже при 150С. Судя по всему, это и произошло, а оставшаяся "какая-то органика" закоксовалась, потому что наверняка не термостойкая. Самый обычный солидол прекрасно бы справился.

Опять этот загадочный треугольный профиль горения. До сих пор никто точно не определил, почему он возникает. Одна из версий - из-за брака бронировки, т.е. плохое прилипание или прогрев топлива сквозь слишком тонкую бронировку.

Уже много раз писал, что для смазки о-рингов надо использовать твёрдую вакуумную смазку (ЦИАТИМ например) в количествах, исчезающе малых. Смазка берётся на один палец и о-ринг пропускается между двух. Идея в том, чтобы на поверхности НЕ ОСТАВАЛАСь смазка в заметных количествах. Слой смазки должен быть мономолекулярный. Если узел неправильно разработан, то много смазки всё равно не спасут. Зато именно излишек смазки, обладающей высокой теплопроводностью, нагреваясь и коксуясь, разрушит резину и приведёт к прогару. Насчёт солидола не уверен из-за наличия твёрдых частиц, которые также могут нарушить целостность резины при сборке узла, а вот вазелин (лучше детский) смазка проверенная лично как в гибридных моторах так и в РДТТ.
Треугольная форма графика у меня была на всех моторах канди с высоким Kn (250-300). Вернее это была сильно искажённая трапеция. При этом теплоизоляция и остальной дизайн мотора были в норме. Только моторы из ПВЦ с уменьшенным Kn (100) давали нейтральный профиль. Тут наверное дело в форме канала, хотя я делал и конус. Может быть оставление в хвосте мотра шашки торцового горения исправит форму. На моторах до 10 грамм, которые я испытывал это давало более трапецевидную форму. Во всяком случае графики тяги реального мотора на сахарах весьма далеки от теоретических. И к этому надо относится спокойно. Ведь эксперимент всегда есть только усреднённое отображение теории. Наооборот опытные экспериментаторы всегда относятся подозрительно к 100% "совпадениям".

Насчёт солидола - я имел в виду, что даже он будет несравнимо лучше водно-глицерина. Но не самый лучший, конечно.

Извиняюсь, если вопрос уже перемалывался...
Не подскажите, какие материалы сравнительно легко могут держать температуру до 1100С в сочетании с сигма порядка 300-600МПа ?

ampjet> В процессе работы был хлопок

Похоже на взрыв, что-то не в порядке в моторе было. Не штатная ровная работа.

Мне показалось, что на раскадровке Запуски ракет и испытания [ampjet#03.09.06 22:42] видно, как из сопла вылетают твердые частицы - вероятно, шлак или куски от 59 НА/20 Al (АМД-50)/1 Fe2O3/20 силикон.

_B1_> Извиняюсь, если вопрос уже перемалывался...
_B1_> Не подскажите, какие материалы сравнительно легко могут держать температуру до 1100С в сочетании с сигма порядка 300-600МПа ?

Наколько я помню, обычные стали отпадают. Естессно, алюминиевые сплавы отпадают еще быстрее. Можно посмотреть жаростойкие стали, но сигма меня смущает. Почему так много?

Сплав иридий-ниобий вас спасёт

_B1_>> Извиняюсь, если вопрос уже перемалывался...
_B1_>> Не подскажите, какие материалы сравнительно легко могут держать температуру до 1100С в сочетании с сигма порядка 300-600МПа ?
timochka> Наколько я помню, обычные стали отпадают. Естессно, алюминиевые сплавы отпадают еще быстрее. Можно посмотреть жаростойкие стали, но сигма меня смущает. Почему так много?

А разве это много? Столько у меди при комнатной температуре, а медь отнюдь к числу рекордсменов прочности не относится.

300 МПа при 1100 градусов - это, наверное, даже инконель обеспечит. Во всяком случае, лопатки ТРД примерно в таком режиме и работают.

А.С.> _B1_>> Не подскажите, какие материалы сравнительно легко могут держать температуру до 1100С в сочетании с сигма порядка 300-600МПа ?
timochka>>... Почему так много?
А.С.> А разве это много? Столько у меди при комнатной температуре, а медь отнюдь к числу рекордсменов прочности не относится.

У меди это предел и при комнатной температуре. А если умножить на запас + ресурс то получится, что нормально это или 30 МПа при 1000 С, или 300 МПа при 20 С. Ну ты сам это все знаешь.

А.С.> 300 МПа при 1100 градусов - это, наверное, даже инконель обеспечит. Во всяком случае, лопатки ТРД примерно в таком режиме и работают.

Ага, только его достать + обработать А лопатки вообще плохой пример, потому что их производство это хайтех не хуже процессора.

Отсюда и вопрос, почему у автора такие бешенные требования. Может конструкцию поменять?

_B1_> Извиняюсь, если вопрос уже перемалывался...
_B1_> Не подскажите, какие материалы сравнительно легко могут держать температуру до 1100С в сочетании с сигма порядка 300-600МПа ?

Вот здесь есть всякая экзотика (вольфрам,молибден,тантал,ниобий)
(цены соответствующие)
http://specmetal.ru/price

Спасибо большое всем, кто ответил.

Хотел с вами посоветоваться, как лучше крепить графитовою вставку в сопле, нужно ли покрыть герметикам те поверхности вставки, которые прилегают к стенкам сопла или достаточно плотно вставить вставку. Да еще, какой у графитовой вставки ресурс работы на топливе с магнием или алюминием. Заранее спасибо.

Barmaley, нарисуй хоть примерно, какая конструкция сопла, будет яснее, что посоветовать.
Какое топиво ты имеешь в виду?

У меня главный чертеж у токаря, но есть эскиз

Топливо NA/Mg/полиэфирка или 59 AH/1 Fe2O3/20 Al/20 Силикон (на крайний случай карамелька), это пока еще в планах.

Между графитом и сталью нужно оставить зазор 0.5 мм и заполнить его силиконовым герметиком, чтобы графиту было куда расширяться, когда он нагреется.

Графит - хрупкий материал, а нагрузки в сопле он испытывает большие. Поэтому очень важно обеспечить равномерное прилегание к удерживающим поверхностям. И желательно, чтобы на графите не было царапин, случайных следов от резца.

Графит всегда должен быть абсолютно сухой, иначе сразу треснет.

Меня смущает ступенька на наружной поверхности графита. Мне кажется, это лишний концентратор напряжений. Если это сопло треснет, то следующий вариант лучше сделать без ступеньки.

Длительность жизни сильно зависит от марки графита. Мягкий может стираться твёрдыми частицами. Твёрдый может работать практически вечно. Если не треснет.

А какой размер двигателя? Какая под него будет ракета?

Serge77> Меня смущает ступенька на наружной поверхности графита. Мне кажется, это лишний концентратор напряжений. Если это сопло треснет, то следующий вариант лучше сделать без ступеньки.
Serge77> Длительность жизни сильно зависит от марки графита. Мягкий может стираться твёрдыми частицами. Твёрдый может работать практически вечно. Если не треснет.
Serge77> А какой размер двигателя? Какая под него будет ракета?

Эта ступенька была сделана, чтобы упираться в выступ в сопле, ну а если треснет то сделаю новое с твоим замечанием. Графит у меня чистый бес примесей (по крайней мере обещали, щетки от генератора) но мягкий, в руках пачкается.
Планирую 2 двигателя с такими соплами:
1- Dнар=34мм 5-6шашек (корпус от машинного насоса)
2-Dнар=42мм 5-6шашек (корпус от садоводческого распылителя, насоса (алюминиевый)).
Ракета только в мыслях, ~1,5м и D=100 верхней части с камерой, хотелось бы высоту 1-1,5км.
Но это пока планы, времени нету, т.к. недавно диплом получил теперь суета с работой
(но я своего добьюсь!)

Barmaley> Эта ступенька была сделана, чтобы упираться в выступ в сопле

Я понимаю, но я бы сделал, чтобы упиралось только в одном месте, торцом.

Стальную поверхность сопла, обращённую внутрь двигателя, желательно обмазать теплоизоляцией, например силиконовым герметиком, чтобы уменьшить теплопередачу в район резиновых колец.

Успешных испытаний!

Всё что написал Sergе абсолютно правильно (молодец, умеет компиллировать, даже без своего опыта). А вот рабочий, многократно испытанный дизайн сопряжения сопловой вставки с материалом сопла: 1. вставка делается либо в виде кольца (цилиндр с отверстием) и вкладывается с зазором (0.5 мм) в посадочное место; 2. вставка имеет упор в виде буртика 45º, которым и будет упираться в такую же ответную поверхность соплового блока или ретейнера (в случае целого графитового сопла (если нужно выложу чертёж). После точения лучше отполировать внутреннюю поверхность обычной бумагойдо блеска. Никакой эррозии в случае использования карамельного топлива не возникало. Тем более в гибридах. Сопла выдерживали по 100 испытаний. Никакого герметика не нужно. Ни в коем случае не мыть водой. Для очистки лучше нагреть и осторожно снять налёт шпателем. Всё это про графит высокой плотности. Любой другой работает плохо. Морока при изготовлении не покрывает преимуществ. Вообще я стал использовать более дешёвые вставки из стали. Два-три пуска, выбросил и поставил другую.

a_centaurus> Вообще я стал использовать более дешёвые вставки из стали. Два-три пуска, выбросил и поставил другую.

А при использовании металла в качестве материала нужно менять конструкцию вставки или можно оставить как есть?

Я думаю, конструкция подойдёт. Выдержит ли сталь твоё топливо - это вопрос, всё-таки двигатель не маленький. Но попробовать стоит, шанс есть.

Serge77> Я думаю, конструкция подойдёт. Выдержит ли сталь твоё топливо - это вопрос, всё-таки двигатель не маленький. Но попробовать стоит, шанс есть.


Да уж нужны тесты.

У меня конструкция не менялась. Как и допуски. Конечно, сталь эррозируется быстрее, чем графит, но с ней проще работать. Можешь попробовать медь. Только у неё коэфф.об.расш. выше.