Возможно построить ракету на воде?

Через некоторое время мне, возможно, захочется от бутылочных ракет пройти дальше.
Прагматизм ведь тверже романтики.

Один из вариантов - ныне рассматриваемый.
Реализация будет возможна при объединении усилий с пиротехниками.

Для затравки - будет полезно "блюдечко с голубой каемочкой",
то есть публикация (конструкций и технологий изготовления) двух
вариантов твердотопливных газогенераторов - на 15...20 литров газа и на 100...150 литров газа,
корпуса которых гарантированно выдерживают давление не ниже 100 кГс/кв.см.

Ckona> Через некоторое время мне, возможно, захочется от бутылочных ракет пройти дальше.

Об альтернативах. В "разрушителях легенд" ребята в пепси-лайт кидали какие-то мятные конфеты - эффект был очень интересный. Струя из бутылки метров на 5-6. Чем не мотор?

Ребята занимались ребячеством.

---

Реактивный снаряд - аэродинамически устойчивый летающий объект с реактивным принципом создания движущей силы.
Действующая модель ракеты - реактивный снаряд многократного действия с системой спасения любого типа.
Полезная нагрузка - дополнительное бортовое оборудование для съема информации в процессе полета модели.

Неплохо бы после надлежащего редактирования опубликовать набор таких вот определений в разделе "для начинающих".

---

В продолжение "ребячества" - а у меня струя бъет вверх на 20 метров.

Ckona> Ребята занимались ребячеством.
В каждой шутке есть доля нешутки. Во всех любительских движках используется именно химический способ создания давления. Почему нельзя использовать его для водяных двигателей? Если планируется еще и разогрев жидкости, то вместо кипятильника можно было бы использовать и хим.реакцию.

umbriel> Лучше всего в качестве ПАДа торцевик из NH4NO3 + C, чтобы не было шлака и температура поменьше.

Торцевик длиной 1 мм?

Ckona> Через некоторое время мне, возможно, захочется от бутылочных ракет пройти дальше.
Ckona> Реализация будет возможна при объединении усилий с пиротехниками.
Ckona> Для затравки - будет полезно "блюдечко с голубой каемочкой",
Ckona> то есть публикация (конструкций и технологий изготовления) двух
Ckona> вариантов твердотопливных газогенераторов - на 15...20 литров газа и на 100...150 литров газа,
Ckona> корпуса которых гарантированно выдерживают давление не ниже 100 кГс/кв.см.

Я бы с удовольствием поучаствовал в ТВОЁМ проекте. В смысле - ты лидер. И Заказчик. Со своим ТЗ. У меня сейчас очень трудно как со временем так и с "free memory" для переключения на новую тему. В смысле расчётов. А вот в дизайне смогу помочь. Ну и в испытаниях того же генератора. Да и самого прототипа двигателя. В лабораториях у меня есть всё для этого. Холодные газы, воздух из компрессора. Мастерские, наконец. Я тебе постепенно скину несколько подборок из фундаментальных книг по РД на тему расчёта генератора газов, а ты (или любой, кто хочет присоединиться на уровне практическом, без маниловщины) скомпиллируешь и посчитаешь обьёмы. ОК? На самом деле идеальным пока видится генератор на шашке из композитного топлива с простым КNО3. Дёшево, доступно и легко формуется. На базе эпоксидки или силикона. У меня много наработок на эту тему и есть несколько корпусов, пригодных для испытаний. Также пригоден бездымный порох с замедлителем.

Спасибо, А.Б. ! Договорились.
Сначала будет стенд. Затем - газогенератор, с учетом накопленной и усвоенной информации.
Водотрубная часть - более-менее освоена.
А со временем и у меня тоже трудно. Но огонек не гаснет.

Ckona> А со временем и у меня тоже трудно. Но огонек не гаснет.

И хорошо, что не гаснет. Вот здесь собрал в pdf несколько стр. из книги M. Barrere: "Rocket Propulsion", посв. "вспомогательному использованию твёрдых топлив". С примером расчёта. Напиши если тебе это показалось полезным. И читабельным. А то, что-то за качеством не уследил, копируя из djvu. Попробуем понемногу.

Ckona> Безразмерная величина "молекулярный вес" поставила меня в тупик.

Какие там цифры? Обычно это грамм на моль.

Serge77> Какие там цифры? Обычно это грамм на моль.

То есть это молярная масса газа, который образуется после сгорания топлива ?
В одном примере - 21,2 , в другом - 19,5 .

Я это подозревал, но без опытных поводырей трудно пробираться по чужому незнакомому лесу.

Ckona> То есть это молярная масса газа, который образуется после сгорания топлива ?

Да, конечно.

Ckona> В одном примере - 21,2 , в другом - 19,5 .

Грамм на моль.

Весьма маленькие цифры. Водорода много? Какое топливо?

Serge77> Какое топливо?
Очень неразборчиво. Которое с меньшей цифрой - вроде бы 70% нитрата аммония и 30% синтетич.каучука.

Да, Варбан писал про такие топлива. Для них обычно нужно высокое рабочее давление, атмосфер 100. Там давление указано?

Да, около 40 атмосфер.
Но я учитываю, что литература как бы учебная, авторы могут безответственно относиться к практическому содержанию.

А какая молярная масса у сгоревших самодельных карамельных топлив ?
Проходить с нуля путь по твердотопливным газогенераторам - неоптимально.

Ckona> А какая молярная масса у сгоревших самодельных карамельных топлив ?

У топлив на нитрате калия, в том числе карамельных, - около 30.
Думаю, для этого применения, особенно для первых опытов, это неважно. Важно, какое топливо тебе будет проще сделать.

Хорошо бы учитывать, что вода будет испаряться (особенно, если много шлака) и поднимать давление больше чем нужно.

Serge77> Важно, какое топливо тебе будет проще сделать.

Для меня все топлива - одинаково сложные !
Я надеюсь "с бору по сосенке" определить основные конструктивные параметры твердотопливного газогенератора, а тонкости технологии обойти. Это не сольный проект выходного дня.

Ckona>> А какая молярная масса у сгоревших самодельных карамельных топлив ?
Serge77> У топлив на нитрате калия, в том числе карамельных, - около 30.
Serge77> Думаю, для этого применения, особенно для первых опытов, это неважно. Важно, какое топливо тебе будет проще сделать.

Именно так. Около 30 и это не очень важно знать точнее. Для первых экспериментов.
Повторяю: лучше всего использовать композитное топливо. Оно менее дымное. Менее гидроскопное. Готовится вхолодную. Лежит сколько нужно. Также перспективное топливо баллистное, т.е. бездымный порох. С ними и попробуем. Вот такой setup (на фото) видится для первого опыта. Это из того, что есть под руками. Куски соединил циакриловым клеем для наглядности. РДТТ на 10 -12 г топлива крышка которого (переделаю) - одно целое с крышкой камеры. Камера - труба 3.5Х30 см, V=280 см3. С демпферным объёмом - 0.250 l. 1/10 от проектного значения. Задняя крышка имеет отверстие (диаметр) с соединением к гибкому шлангу. Шланг длиной 2-3 м. Двигатель будет играть роль газогенератора. Обьём камеры будет заполнен водой (0.25 л). Затем тестовый девайс крепится на стенде так, чтобы выходное отверстие смотрело в землю. Шланг закрепляется петлёй с выходом вверх (чтобы не делать b.d.). Сифон будет. ГГ запускается от игнитора и производит газ. Эффект наблюдается. Ожидаемый эффект -струя, бьющая вверх на n-метров. По высоте можно оценить все остальные параметры. Можно, конечно, поставить манометр и мерять давление газов и расход, но с водой интереснее и нагляднее. Какие мнения, вопросы или дополнения будут?

a_centaurus> Вот такой setup (фото 3)

Планируется давление в десятки атмосфер? Резиновый шланг порвёт.

Мнения с дополнениями.

Эксперимент в предлагаемом виде позволит зафиксировать факт выталкивания воды и отработать поршневой элемент, в который будет ударяться струя газа от твердотопливного газогенератора (ТТГГ).

Достоверные данные по реактивной тяге не могут быть получены вследствие сужения канала в шланговом штуцере, потерь давления в шланге и упругой деформации шланга.

Предлагаю доработать сопловый узел на основании следующих расчетов/оценок.

Масса ТТ составляет 1/3 моля, объем производимых газов - 7,5 литров.
В момент полного вытеснения воды и при условии полного сгорания ТТ,
давление в камере двигателя составит 26 атмосфер.

Если предположить, что:
1) сгорание ТТ и расход воды происходят синхронно, т.е. рабочее давление постоянное,
2) время работы ТТГГ составляет 0,8 с.
3) сопло не имеет гидравлических потерь,

то
- скорость истечения воды составит 70 м/с,
- сопло должно иметь диаметр 2,4 мм,
- реактивная тяга должна составлять 23 Н.

Доработка заключается в изготовлении сопловой заглушки с отверстием под углом 90 градусов к оси трубчатой камеры. (эскиз прилагается)
Заглушка может навинчиваться как вместо шлангового штуцера, так и на резьбу трубчатой камеры.

Заглушка позволит закрепить устройство на стенде для горизонтальной ориентации РД.
Фото такого стенда публиковалось, слева на фото был сруб.

В качестве разрывной мембраны предлагаю использовать резиновую пробку,
которой затыкается расточка в заглушке.

Serge77> Планируется давление в десятки атмосфер? Резиновый шланг порвёт.

Планируется использовать нейлоновый шланг высокого давления (для заправки бака NОх, например) 6 мм х 2000 пси. Также есть всевозможные композиции полимерных шлангов на высокий вакуум или давление. Вышеупомянутый шланг позволяет использовать стандартный фиттинг для его крепления.
Ckona> Эксперимент в предлагаемом виде позволит зафиксировать факт выталкивания воды и отработать поршневой элемент, в который будет ударяться струя газа от твердотопливного газогенератора (ТТГГ).
Correctly.
Ckona> Достоверные данные по реактивной тяге не могут быть получены вследствие сужения канала в шланговом штуцере, потерь давления в шланге и упругой деформации шланга.
Достоверные данные по тяги проще всего получить, установив наш mocup на стенд. Надо будет только подумать, как адаптировать его к креплению. Пока задача подобрать оптимальную формулу пиросостава. Причём, с минимальными затратами средств и времени.
Ckona> Предлагаю доработать сопловый узел на основании следующих расчетов/оценок.
Ckona> Масса ТТ составляет 1/3 моля, объем производимых газов - 7,5 литров,давление в камере двигателя составит 26 атмосфер.
Ckona> - сопло должно иметь диаметр 2,4 мм
Примерно такой диаметр канала фиттинга.
Ckona> - реактивная тяга должна составлять 23 Н.
Ckona> Заглушка позволит закрепить устройство на стенде для горизонтальной ориентации РД.
В имеющейся у автора инфраструктуре стендов будет проще установить двигатель в вертикальном положении. На самом деле с затычками проблем нет. В схеме с фиттингом можно будет использовать кусок трубки, с заглушкой из термоклея. Или что-то из имеющегося в наличии. Таких элементов сотни в номенклатуре фиттингов. За это можно не беспокоится. Твою идею (отвод на 90º) можно реализовать с фиттингом формы "Т". Только я пока не понимаю назначение этого девайса.
Вот о таких ф. идёт речь. Можно выбрать.