Возможно построить ракету на воде?

 
1 8 9 10 11 12 13 14
UA Ckona #27.04.2009 20:43  @a_centaurus#27.04.2009 19:49
+
-
edit
 

Ckona

опытный
★☆
a_centaurus> В имеющейся инфраструктуре стендов будет проще установить двигатель в вертикальном положении... с затычками проблем нет. В схеме с фиттингом можно будет использовать кусок трубки, с заглушкой из термоклея.

Идея с 90-градусным отводом снимается. Это - попытка "адаптировать mocup к креплению".

Под "оптимальной формулой пиросостава" я понимаю способность быстро воспламеняться за минимальное время и равномерно сгорать с повторяемой скоростью.
Если имеется возможность измерять реактивную тягу от водяной струи, можно делать выводы о давлении и динамике его изменения.

Объективный практический выигрыш от использования ТТГГ в водяных ракетах - отсутствие объема для сжатого воздуха и как следствие - существенное уменьшение аэродинамич. сечения конструкции.
 
AR a_centaurus #27.04.2009 21:37  @Ckona#27.04.2009 20:43
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Ckona> Идея с 90-градусным отводом снимается. Это - попытка "адаптировать mocup к креплению".
OK.
Ckona> Под "оптимальной формулой пиросостава" я понимаю способность быстро воспламеняться за минимальное время и равномерно сгорать с повторяемой скоростью.
И изготовленной из доступных (в первую очередь тебе) материалов. Наиболее отработана у меня формула композитного топлива на эпоксидке и КNО3 с добавками FeO, Mg и KClO4. Но есть и рекомендованный для ГГ топлива нитрат аммония. С ним надо тоже попробовать. Как и с нитропорохом. Так что наберёмся терпения и будем делать step by step. Первое испытание проведём для общего понимания процесса. Потом посмотрим, что изменить или замерить. Сейчас нарисую между делом крышку сопла (крышка пироустройства уже есть) и отдам в мастерскую. Надо будет подумать о герметизации проводов для воспламенения. Ведь этот двигатель был разработан для ввода кабля через сопло. А контейнер на фронтальной крышке предназначен для вышибного заряда. Надо как-то загерметизировать отверстие в имеющемся дизайне.
 3.0.93.0.9
UA Ckona #27.04.2009 22:13  @a_centaurus#27.04.2009 21:37
+
-
edit
 

Ckona

опытный
★☆
a_centaurus>Надо будет подумать о герметизации проводов для воспламенения.

Думал об этом, рассматривая фото трубки-"газогенератора".
Вроде бы по диаметру может подойти автомобильная свеча зажигания.
 
AR a_centaurus #27.04.2009 23:19  @Ckona#27.04.2009 22:13
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Ckona> Думал об этом, рассматривая фото трубки-"газогенератора".
Ckona> Вроде бы по диаметру может подойти автомобильная свеча зажигания.

Вот эскиз сборки передней крышки с газогенератором. Чтобы ты представлял как детали конструкции, так и её размеры. Думаю, что свечу ставить не будем, а обойдёмся вот таким дизайном. Актуальная конструкция головки пироактиватора (вышибной заряд) имеет место для нарезания резьбы под дюралевую пробку с каналом. В этот канал пропускается кабель игнитора и заливается силиконовым герметиком. Этого достаточно, чтобы удержать давление изнутри. У меня есть дизайн более совершенного устройства, с перезаряжаемым резистором-пробкой для систем спасения и пироигниторов РДТТ переднего действия. Но его пока нет смысла ставить.
 3.0.93.0.9
UA Ckona #28.04.2009 00:25  @a_centaurus#27.04.2009 23:19
+
-
edit
 

Ckona

опытный
★☆
По-моему, левое по чертежу расширение силикона можно не выполнять.
Тогда проще будет удалять силикон для повторного использования деталей.

Обязательно ли (впоследствии) изготавливать корпус ГГ из стеклопластика ?
Или пойдет такой же Д16Т (дюраль) ?
 
AR a_centaurus #28.04.2009 01:37  @Ckona#28.04.2009 00:25
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Ckona> По-моему, левое по чертежу расширение силикона можно не выполнять.
Ckona> Тогда проще будет удалять силикон для повторного использования деталей.

Ckona> Обязательно ли (впоследствии) изготавливать корпус ГГ из стеклопластика ?
Ckona> Или пойдет такой же Д16Т (дюраль) ?

Ступенька в канале после камеры всегда делает большую работу по сдерживанию давления. Если оставить только цилиндрическую часть под заглушкой может быть прорыв газов. У меня такое было с прожогом дюралевой детали. Поток газов действует, как кинжал. А силикон легко удаляется с дюраля нагревом с последующим опусканием в воду. Конечно, можно (и нужно) заменить стеклотекстолит на дюраль. Прочнее будет и долговечнее. Это я могу позволить себе применить различные материалы, в том числе и одноразовые. Но если платишь сам, то лучше использовать металл. Когда пройдём этап первичных испытаний (так сказать, "физических") я постараюсь оптимизировать дизайн и упростить его. А сейчас просто использую уже наработанное. Вот таким получился дизайн соплового блока. Фиттинг из нерж. с эффективным отверстием 2.4 мм.В канал перднего колпачка залита гибкая диафрагма из силикона. С небольшим давлением она выстреливается наружу, открывая путь струе воды.
 3.0.93.0.9
AR a_centaurus #28.04.2009 01:55  @a_centaurus#28.04.2009 01:37
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

И сам двигатель. Инженерная модель (IM).
 3.0.93.0.9
UA Ckona #28.04.2009 08:44  @a_centaurus#28.04.2009 01:55
+
-
edit
 

Ckona

опытный
★☆
a_centaurus> И сам двигатель.

Наверное, сейчас ничего менять не надо.

Есть замечания по узлу водяного сопла.
При выталкивании воды направленной струей газа
контакт газа с сопловым отверстием наступает раньше, чем закончится вода.
Примерно 15 процентов воды начинает "ходить по кругу" и выбрызгивается конусом в виде аэрозоля.
Насадка с силиконовой пробкой "заберет импульс".
Кроме того, цилиндрическую часть отверстия D2,4 я бы вдвое сократил по длине.
(я понимаю - сейчас это готовая деталь)

Даже будет полезно зафиксировать процесс в текущей версии, а потом сравнить с результатами после изменений.
 
AR a_centaurus #29.04.2009 01:24  @Ckona#28.04.2009 08:44
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Ckona> Есть замечания по узлу водяного сопла.
Ckona> При выталкивании воды направленной струей газа
Ckona> контакт газа с сопловым отверстием наступает раньше, чем закончится вода.
Ckona> Примерно 15 процентов воды начинает "ходить по кругу" и выбрызгивается конусом в виде аэрозоля.
При инжекции струи газа в границу раздела с жидкостью ВСЕГДА возникает турбулентное насыщение (аерозолизация) жидкости. Есть два способа борьбы с этим: 1 - поршень, 2 - диффузор. Поршень штука надёжная, но пока технологически негативная из-за проблем с отводом газов. Диффузор или дефлектор потока может сгладить эффект. Простая перегородка с сеткой (0.3-0.5 мм), думаю, дала бы результат.
Ckona> Насадка с силиконовой пробкой "заберет импульс".
Это так. Диафрагмирование потока и связанные с этим турбуленции будут иметь место. Можно колпачок не навинчивать, а установить пробку прямо в дивергентную часть сопла. Она полированная (вых.диам. 8 мм) и большой адгезии с силиконом не даст. А удержать воду сможет.
Ckona> Кроме того, цилиндрическую часть отверстия D2,4 я бы вдвое сократил по длине.
surrealismo:)) => Ckona> (я понимаю - сейчас это готовая деталь)
Ckona> Наверное, сейчас ничего менять не надо.
Вот-вот.
Ckona> Даже будет полезно зафиксировать процесс в текущей версии, а потом сравнить с результатами после изменений.
Архиполезно.
 3.0.103.0.10
RU umbriel #29.04.2009 10:19  @a_centaurus#29.04.2009 01:24
+
-
edit
 

umbriel

опытный

Соплу, через которое будет течь несжимаемая жидкость, не нужна дивергентная часть.
 
AR a_centaurus #06.05.2009 17:46
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Есть проблемы со временем для ER, поэтому пока делаю то, что не требует большой подготовки. Так, испытал перед праздниками рабочий макет нашего гидравлического РД в конфигурации "inverted". То есть поставил двигатель будущим соплом вверх на импровизированный держатель, дающий свободное скольжение в пределах 140 мм и закрепил его на стенде с manifold газов в лаборатории. Фитинг, используемый в качестве с. подключил к магистрали компрессора с давлением 5 кг/см2. А в отверстие крышки генератора газов вклеил коническую конвергентную насадку диаметром в кр. 3.8 мм. Отверстие затыкалось шариком из пластилина. В камеру заливалось 0.2 л воды. Под горлышко подставлялось ведро. Процесс снимался на видео камерой Panasonic_Lumiх. К сожалению я пока не дошёл до обработки видео этого формата (quick time), поэтому сделал видограмму. Масса "сухого" двигателя - 0.36 кг. Результаты: двигатель давал тягу в течение 1.2-1.3 с. Выхлопная струя жидкой фазы имела узконаправленную коническую форму. Только в последние доли секунды появилась паровая фаза. Реактивная сила смогла поднять двигатель до верхнего упора после примерно 0.5 с действия. То есть тяга, созданная струёй воды под известным давлением была в пределах 6-8 N. Для победителей физических Олимпиад советского времени есть хорошая задачка по гидродинамике: апроксимировать эти результаты на будущий вариант двигателя с газогенератором. Фото и видеограмма прилагаются.
Прикреплённые файлы:
 
 3.0.103.0.10
AR a_centaurus #06.05.2009 17:50  @a_centaurus#06.05.2009 17:46
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

a_centaurus> Фото и видеограмма прилагаются.

Струя на видео не очень заметна, но всё равно её можно оценить.
Прикреплённые файлы:
 
 3.0.103.0.10
AR a_centaurus #06.05.2009 18:44
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Для справки. Несмотря на то, что жидкость несжимаема, устройства, применяемые для выброса струи в свободное пространство (обьём) и не ограниченные простым отверстием, имеют насадки всевозможных геометрий. В том числе с конвергентно-дивергентной частью. Эти насадки преследуют цель формирования вытекающей струи. Например, для её распыления (в топливной форсунке). Или, наооборот, для её поджатия и уменьшения турбулентных эффектов. Вот как на рис., взятом из книги: Расчёт форсунок. Наверное, в случае гидравлического ракетного двигателя такой насадок мог бы иметь форму сопла Вентури или даже Лаваля с увеличенной критической частью. Это рекомендуется для сглаживания зон разрежения, образованных протеканием потока жидкости На рис 2-4. Книга, кстати даёт подробные алгоритмы расчёта подобных устройств.
Прикреплённые файлы:
 
 3.0.103.0.10
UA Ckona #06.05.2009 19:43  @a_centaurus#06.05.2009 18:44
+
-
edit
 

Ckona

опытный
★☆
После окончания воды двигатель опускается - значит, давление упало.

Какой интервал времени между кадрами на видеограмме ?
Давление 5 кГс/кв.см. - это избыточное давление или абсолютное ?
Как удерживался шарик из пластилина, закрывавший сопло ? - смысл этого вопроса в способе подачи давления: либо "затыкнул сопло - открыл вентиль=подал давление", либо "открыл вентиль=подал давление - перестал удерживать сопло закрытым".

Принимая избыточное давление 4 кГс/кв.см постоянным !! во время истечения воды и гидравлические потери давления в сопле 0,8, получаем реактивную тягу в 7 Ньютон, скорость истечения 25 м/с, время работы водяной тяги 0,8 с.

Есть подозрения, что пластилин удерживался левой рукой, а правой рукой открывался и закрывался вентиль, после чего левой рукой прекращалось удержание пластилиновой затычки.

Если подозрение окажется правильным, то для корректного расчета нужно знать объем сжатого воздуха, который выталкивал воду при адиабатическом расширении.
При этом давление во время работы уменьшается, а время истечения увеличивается,
может быть раза в полтора (надо считать).
 

Ckona

опытный
★☆
Реплика по поводу рисунка с водяными соплами.

Интуитивно - вариант номер 6 будет обладать наименьшими гидравлическими потерями.
толковых исследований по оптимизации формы сопла в любительской водоракетной тематике я не встречал. Это повод заняться стендом (компенсационным).

Еще такая мысль. Энерговооруженность водяных ракет с ростом давления растет. Масса - тоже. Существует ли оптимум по критерию "высота полета", как он смещается при замене сжатого воздуха на твердотопливный газогенератор ?
 
AR a_centaurus #06.05.2009 22:16  @Ckona#06.05.2009 19:43
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Ckona> После окончания воды двигатель опускается - значит, давление упало.
Давление постоянно в магистрали и контролируется манометром - 5 Атм. Важное дополнение: без воды этого давления недостаточно, чтобы тягой только воздушной струи поднять сборку.
Ckona> Какой интервал времени между кадрами на видеограмме ?
high resolution mode даёт 30 кадров/сек. Но я не поставил в в.г. все кадры. Их слишком много.
Ckona> Как удерживался шарик из пластилина, закрывавший сопло ?
Только трением. Испытатель находился в 2 метрах от установки, поворачивая кран на магистрали.
Ckona> Принимая избыточное давление 4 кГс/кв.см постоянным !! во время истечения воды и гидравлические потери давления в сопле 0,8, получаем реактивную тягу в 7 Ньютон, скорость истечения 25 м/с, время работы водяной тяги 0,8 с.
Очень похоже.Я так и оценил. Учитывая массу, поднимаемую в результате реактивного истечения струи и время действия.
 3.0.103.0.10
AR a_centaurus #06.05.2009 22:33  @Ckona#06.05.2009 20:01
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Ckona> Реплика по поводу рисунка с водяными соплами.
Ckona> Интуитивно - вариант номер 6 будет обладать наименьшими гидравлическими потерями.
Это насадок Вентури. Именно такую форму имел насадок нашего двигателя при испытании. Сегодня постараюсь провести повторное испытание с насадком формы "цилиндр с донышком" имеющим отверстие 2 мм. С записью видео другой камерой.
Ckona> Еще такая мысль. Энерговооруженность водяных ракет с ростом давления растет. Масса - тоже. Существует ли оптимум по критерию "высота полета", как он смещается при замене сжатого воздуха на твердотопливный газогенератор ?
В случае газогенератора мне кажется, что это не так. Ведь вода в камере находится при нормальном давлении. И ракету не нужно удерживать механически под давлением на рампе. И только количеством произведённого газа будет определяться рабочее давление над мениском жидкости. Ну и площадью критики, разумеется. Да и давление над мениском будет поддерживаться постоянным, вследствие продолжительности горения. А количество молей газа (и возможное давление или расход) растёт с ростом массы топливной шашки, которая по сравнению с массой всей ракеты пренебрежимо мала. Поэтому, априори, ракета правильного дизайна с газогенераторным приводом должна быть эффективнее конвенциональной. Несмотря на большую взлётную массу. Хотя, может быть, рациональнее было бы использовать этот дизайн (если пойдёт) для двухступенчатой ракеты. С бустером обычной схемы и второй ступенью, оснащённой г.г. двигателем.
 3.0.103.0.10
AR a_centaurus #07.05.2009 00:04  @a_centaurus#06.05.2009 22:33
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

a_centaurus> Сегодня постараюсь провести повторное испытание с насадком формы "цилиндр с донышком" имеющим отверстие 2 мм. С записью видео другой камерой.

2 horas despues/later) Очень полезно делать сравнительные испытания. Несмотря на давление сегодня в магистрали - 7 Кг/см2 (100 psi) наш двигатель с отверстием 2 мм не дал тяги. То есть тяги, превышающей вес сборки - 6 N (было ок.230 мл воды почти по горлышко). После обратной установки уже работавшего насадка (типа Вентури) с диаметром 3.6 мм, двигатель бодро и весело повторил свой "прыжок касатки". Сегодня уже не успею обработать видео, записанное в формате mpg. Завтра выложу.
 3.0.103.0.10
US 666serge666 #07.05.2009 09:24  @a_centaurus#27.04.2009 21:37
+
-
edit
 

666serge666

новичок
a_centaurus> И изготовленной из доступных (в первую очередь тебе) материалов. Наиболее отработана у меня формула композитного топлива на эпоксидке и КNО3 с добавками FeO, Mg и KClO4.
Уточните, о каком конкретно составе идёт речь?
Укажите массовые отношения компонентов.
2x2=5  3.0.13.0.1
US 666serge666 #07.05.2009 09:50  @a_centaurus#27.04.2009 21:37
+
-
edit
 

666serge666

новичок
Ckona>> Идея с 90-градусным отводом снимается. Это - попытка "адаптировать mocup к креплению".
a_centaurus> OK.
Ckona>> Под "оптимальной формулой пиросостава" я понимаю способность быстро воспламеняться за минимальное время и равномерно сгорать с повторяемой скоростью.
a_centaurus> И изготовленной из доступных (в первую очередь тебе) материалов. Наиболее отработана у меня формула композитного топлива на эпоксидке и КNО3 с добавками FeO, Mg и KClO4. Но есть и рекомендованный для ГГ топлива нитрат аммония. С ним надо тоже попробовать. Как и с нитропорохом. Так что наберёмся терпения и будем делать step by step. Первое испытание проведём для общего понимания процесса. Потом посмотрим, что изменить или замерить. Сейчас нарисую между делом крышку сопла (крышка пироустройства уже есть) и отдам в мастерскую. Надо будет подумать о герметизации проводов для воспламенения. Ведь этот двигатель был разработан для ввода кабля через сопло. А контейнер на фронтальной крышке предназначен для вышибного заряда. Надо как-то загерметизировать отверстие в имеющемся дизайне.

Составы на эпоксидной связке Вы запрессовываете, или они у Вас льются?
Какой процент связки ? «%englich»
2x2=5  3.0.13.0.1
UA Ckona #07.05.2009 13:53  @a_centaurus#07.05.2009 00:04
+
-
edit
 

Ckona

опытный
★☆
a_centaurus> Несмотря на давление сегодня в магистрали - 7 Кг/см2 (100 psi) наш двигатель с отверстием 2 мм не дал тяги, превышающей вес сборки - 6 N.

Тяга составляла 4 Ньютона, вода вытекала около 2,3 секунды.
Если 360-граммовый двигатель "не вздрогнул" даже в конце выброса воды - коэфф.потерь в сопле превышает 0,7.

Для уточнения потерь в сопле на видеограмме нужен номер кадра - чтобы знать время.

Я теперь понял, как производится эксперимент.
1) пластилином закрывается сопло
2) заливается вода, (+устанавливается на стенд, +подключается воздушный шланг)
3) открывается вентиль.

Что происходит:
давление воздуха нарастает постепенно,
вода начинает выталкиваться в случайный момент времени, вероятнее всего - до достижения максимального давления,
основная часть воды выталкивается при постоянном давлении,
после выталкивания воды сохраняется реактивная тяга от воздушного потока, недостаточная для "отрыва"- поэтому "двигатель опускается на место".

Желательно участок шланга от вентиля до водного мениска сделать как можно короче, а вентиль открывать как можно быстрее.
 
AR a_centaurus #07.05.2009 15:58  @666serge666#07.05.2009 09:24
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

666serge666> Уточните, о каком конкретно составе идёт речь?
666serge666> Укажите массовые отношения компонентов.

Yes, Sir, Yes!
1. Здесь на "ты". И без повелительного наклонения.
2. Подробно состав (и метод изг. шашки) описан в топике:"ГРД - от тактике к практике."
 3.0.103.0.10
AR a_centaurus #07.05.2009 16:05  @666serge666#07.05.2009 09:50
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

666serge666> Составы на эпоксидной связке Вы запрессовываете, или они у Вас льются?
666serge666> Какой процент связки ? «%englich»

Не делай длинных цитат. Нужно оставить nick цитируемого в начале строки (e.g. scona>) и только соль фразы. А на вопрос я тебе уже ответил выше, послав к...
 3.0.103.0.10

Ckona

опытный
★☆
Страдая прагматизмом, задал себе вопрос:
Как обеспечить транспортабельность снаряженной водяной ракеты с твердотопливным газогенератором (ТТГГ) во второй ступени ?
Конкретно - как избежать намокания ТТГГ (или воспламенителя) в процессе транспортировки, при негерметичном водяном поршне ?
Понятно, что выходное отверстие ТТГГ надо закрывать. Чем ? Как ?

Для справки: делается водяная ракета "Пеликан", с массой второй ступени до 2,5 кГ.
Узел стыковки ступеней проектируется с учетом вывода на ... некоторую высоту системы "вода и огонь".
 
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
AR a_centaurus #07.05.2009 17:32  @Ckona#07.05.2009 17:00
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Ckona> Страдая прагматизмом...
Прагматики обычно страдают только излишней уверенностью. А тут... Элементарно, Watson! Годится воск, скотч, силикона etc. Как вставка в отверстие г.г. Я даже на РДТТ делаю это, чтобы влага не попадала.

Между опусканием ключа рукой по магистрали в 2.0 м (4 мм d.int) волна давления достигает мениска над жидкостью за 50-100 ms. По сравнению с трением в опорах, синхронизацией кадра это величина пренебрежимо мала. Так что ставить электроклапан (хотя он есть рядом) для этого очень импровизированного эксперимента на функционирование, нет смысла. Как и укорачивать трубку. Ну выиграешь 20 ms и что изменится. Давление над жидкостью можно считать постоянным, поскольку площадь магистрали больше площади критики. Да и потери в воздухе меньше. Этот тест уже дал достаточно данных для будущего проектирования. Теперь мне нужно найти время, зайти в лаб. jet prop. и приготовить шашку для первого эксперимента на г.г. тяге. Потом будем сравнивать. Videos are there:

QIP.RU: почта, поиск, новости, знакомства, игры и развлечения

QIP.RU - новости и развлечения. Сайт объединяет в себе все необходимые пользователям сервисы: почту, поиск, знакомства, хранение данных: фото, видео, файлов, а так же широкий спектр различных онлайн игр.

// albe76.newmail.ru
 


QIP.RU: почта, поиск, новости, знакомства, игры и развлечения

QIP.RU - новости и развлечения. Сайт объединяет в себе все необходимые пользователям сервисы: почту, поиск, знакомства, хранение данных: фото, видео, файлов, а так же широкий спектр различных онлайн игр.

// albe76.newmail.ru
 
 3.0.103.0.10
1 8 9 10 11 12 13 14

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru