Гибридный Ракетный Двигатель: от тактики к практике.

 
1 13 14 15 16 17 21
RU Laska_2879 #04.09.2007 10:44  @Serge77#04.09.2007 10:33
+
-
edit
 

Laska_2879

опытный

Serge77> Да, конденсатор - интересная мысль ;^))
Serge77> Жалко, что там слои не проклеенные. Пропитаны маслом.
Угу,верно...а как у нас маслецо-то,с данным видом окислителя работает? ;^)
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Масло работает, но механические свойства такой шашки не позволяют её безопасно использовать в ГРД.
RU Laska_2879 #04.09.2007 10:52  @Serge77#04.09.2007 10:46
+
-
edit
 

Laska_2879

опытный

Serge77> Масло работает, но механические свойства такой шашки не позволяют её безопасно использовать в ГРД.
Гм-м...А армировать чем-нибудь,огнеупорным?Впрочем,отвлекаю от темы.Потом можно вернуться...так,тема для размышления.
 
DE justman #04.09.2007 14:27  @a_centaurus#03.09.2007 20:55
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

a_centaurus> Перфорация - блестящая находка. По моему скромному пониманию, кратеры, образовавшиеся в стенке вкладыша и выходящие внутрь канала, помогают как образованию ТУРБУЛЕНТНОСТЕЙ (мы почему-то забыли о их важной роли в РП ГРД) так и улучшают теплопроводность всего пакета. Прежде всего газификацию всех компонентов нашего сандвича одновременно. То есть помимо атомов и окиси алюминия в камеру диффундируют также диссоцировавшие молекулы эпоксида и нейлона, улучшая (поддерживая) горение. Сам придумал или это ДСП...

Ну какое ж это ДСП ;) просто в своё время было много чего перепробовано. Это одно из решений.

>В любом случае можешь воспользоваться результатами этих экспериментов. Если нужно, могу предоставить подробное описание двигателя и результаты испытаний. Хоть чем-то "Родине послужить"...

Спасибо, уже пользуемся некоторыми вашими результатами в плане уточнения методик ;)

одна голова хорошо а 2 всегда лучше.
 
DE justman #04.09.2007 14:46  @a_centaurus#03.09.2007 20:57
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

a_centaurus>>> Горение топлива с разделёнными компонентами сильно отличается от горения смесевых топлив. И предлагают вообще этот процесс называть не горением, а "газификацией"
justman>> Именно так ;)
justman>> Я как раз сейчас занимаюсь расчётами HRM на PE+NOX+SP Вот как в Мазинге написано так оно и есть (если брать фундаментальные модели)
a_centaurus> What is it - SP?

Solid Propellant (ТТ по русски).

Используется как игнитор/сопроводитель и для термического разложения
N2O см. кусочек расчётной схемы.
Прикреплённые файлы:
 
 
DE justman #04.09.2007 14:58  @a_centaurus#03.09.2007 21:26
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

a_centaurus> К сожалению мы зарегистрировали, что они сгорают не полностью (конденсат на краях сопла и "фейерверк" на кадрах видео снаружи)

Боюсь вас разочаровать но размеров камеры микрогибрида не хватит
для полного догорания Al в виде фольги.

Конечно всё зависит от скоростей в камере и дисперсности частиц (капель алюминия). Для более менее полного догорания 40 мкм частиц Al при правильной организации РП нужна камера не менее 1 м
(коэффициент догорания порядка 0.98). Есть правда субмикронный наноалюминий (размер менее 1 мкм) но там имеют место быть другие проблемы. Само получение такой фракции мегапроблема и существовать он может только в какой либо матрице другого вещества, которое препятствует его окислению кислородом воздуха.
 
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

justman>> Нет, там горение отличается существенно
Serge77> Блин, да отличается, кто спорит?
Serge77> Но газификация есть везде. И газификация - это не горение.

В Мазинге рассматривается влияние различных факторов на линейную скорость регрессии ТТ. Вот в ГРД эта скорость определяется только скоростью газификации. В обычном ТТ скоростью продвижения тепловой волны (и с ней же волны разложения), связанной с химической реакцией на поверхности. Эти процессы внешне похожи но есть существенное различие. В шашке ГРД разложение идёт с поглощением тепла, в шашке ТТ с выделением тепла (точнее выделение тепла от химреакций там превалирует над поглощаением тепла на разложение) для смесевых и баллиститных топлив эти процессы слегка различаются но принцип остаётся примерно тем же.
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

justman, опять я с тобой согласен ;^))
Ты наверно не уловил, против чего я возражал. Вот против этого:

a_centaurus> Горение топлива с разделёнными компонентами сильно отличается от горения смесевых топлив. И предлагают вообще этот процесс называть не горением, а "газификацией"

Моё возражение такое: газификацией горение нельзя назвать. Газификация - это один из этапов горения.

Гибридный Ракетный Двигатель: от тактики к практике.

  А какая в этом проблема. Ну и пусть это будет композитное топливо эпокси + Ал. Главное, что это топливо уже дало прирост УИ. Правда ещё с нейлоном в упряжке. Я бы не менял сильно состав выигравшей команды (закон в спорте). Масса 10 мкм фольги на 20 витков составляет - 200 мг. Масса эпоксидки примерно столько же. Будет сандвич 50/50. Есть другой вариант. Я подобрал из имеющихся в лаборатории рулонов с Ал фольгой два других типоразмера, так же подходящих для вставки. // Дальше — forums.airbase.ru
 

С этим согласен?
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

Serge77> justman, опять я с тобой согласен ;^))
Serge77> Ты наверно не уловил, против чего я возражал. Вот против этого:
a_centaurus>> Горение топлива с разделёнными компонентами сильно отличается от горения смесевых топлив. И предлагают вообще этот процесс называть не горением, а "газификацией"
Serge77> Моё возражение такое: газификацией горение нельзя назвать. Газификация - это один из этапов горения.
Serge77> Гибридный Ракетный Двигатель: от тактики к практике.
Serge77> С этим согласен?

В ГРД да, газификация это один из этапов горения. Тут важно что под горением имел ввиду автор книги, когда разделил их. Видимо под "горением" (или точнее скоростью горения) имелось ввиду разложение шашки топлива - т.н. regression rate которое в ГРД не что иное как газификация в чистом виде в отличае от того же ТТ.
 
AR a_centaurus #04.09.2007 17:46  @Serge77#04.09.2007 16:05
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Serge77> justman, опять я с тобой согласен ;^))
Serge77> Ты наверно не уловил, против чего я возражал. Вот против этого:

a_centaurus>> Горение топлива с разделёнными компонентами сильно отличается от горения смесевых топлив. И предлагают вообще этот процесс называть не горением, а "газификацией"
Serge77> Моё возражение такое: газификацией горение нельзя назвать. Газификация - это один из этапов горения.

Да, полно тебе Serge. Это ты не меня опровергаешь, а Мазинга... По физике процесса можно добавить. В ГРД всё же происходит не "горение", а "сгорание" сублимированных продуктов в струе окислителя при наличии в КС области повышенной температуры, достигаемой применением дополнительного заряда твёрдого топлива или другого устройства. Всё это хорошо описано в литературе и бессмысленно тратить время на споры.
 
AR a_centaurus #04.09.2007 17:56  @justman#04.09.2007 14:46
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

justman> justman>> Именно так ;)
justman> justman>> Я как раз сейчас занимаюсь расчётами HRM на PE+NOX+SP Вот как в Мазинге написано так оно и есть (если брать фундаментальные модели)
a_centaurus>> What is it - SP?
justman> Solid Propellant (ТТ по русски).
justman> Используется как игнитор/сопроводитель и для термического разложения
justman> N2O см. кусочек расчётной схемы

Так бы сразу и сказал. Preheater grain, стало быть. Ну это как бы служит для первичного разложения закиси с образованием высокотемпературной зоны вокруг инжектора. Но, безусловно, даёт и свой вклад в общий импульс. Архиважный элемент схемы. Я с ним долго-долго возился. И продолжаю возвращаться к этой теме. Самый удачный дизайн был вот этот (наверное есть ниже на страницах).
В нём preheater (шашка композитного топлива на PP + Mg) находится в отдельной камере, позволяющей направить всё тепло аксиально для эффективной диссоциации двухфазного окислителя из инжектора.
 
Это сообщение редактировалось 25.09.2007 в 17:59
UA Serge77 #04.09.2007 17:57  @a_centaurus#04.09.2007 17:46
+
-
edit
 

Serge77

модератор

a_centaurus> Да, полно тебе Serge. Это ты не меня опровергаешь, а Мазинга.

Ну и что. В книжках тоже бывают ошибки.
Не подскажешь, на какой странице эта газификация?

a_centaurus> В ГРД всё же происходит не "горение", а "сгорание"

Горение и сгорание - это синонимы. Не нужно изобретать лишних терминов.

a_centaurus> при наличии в КС области повышенной температуры, достигаемой применением дополнительного заряда твёрдого топлива или другого устройства

Сгорание идёт и без дополнительных зарядов и устройств.
AR a_centaurus #04.09.2007 18:05  @Serge77#04.09.2007 17:57
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

а "сгорание"
Serge77> Горение и сгорание - это синонимы. Не нужно изобретать лишних терминов.
a_centaurus>> при наличии в КС области повышенной температуры, достигаемой применением дополнительного заряда твёрдого топлива или другого устройства.

Serge77> Сгорание идёт и без дополнительных зарядов и устройств.

Не идёт. И в ГРД горение и сгорание не есть синонимы. И больше я в беспредметные споры на темы терминологии не вовлекаюсь. Времени нет.
 
DE justman #04.09.2007 18:10  @a_centaurus#04.09.2007 17:56
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

a_centaurus> Так бы сразу и сказал. Preheater grain, стало быть. Ну это как бы служит для первичного разложения закиси с образованием высокотемпературной зоны вокруг инжектора. Но, безусловно, даёт и свой вклад в общий импульс. Архиважный элемент схемы. Я с ним долго-долго возился. И продолжаю возвращаться к этой теме. Самый удачный дизайн был вот этот (наверное есть ниже на страницах).
a_centaurus> В нём preheater (шашка композитного топлива на PP + Mg) находится в отдельной камере, позволяющей направить всё тепло аксиально для эффективной диссоциации двухфазного окислителя из инжектора.

Сразу два вопроса по конструкции.
1) Шашка горючего (нейлон-полиамид)
составная или это просто указатель попал в корпус ?

2) Зачем нужно уширение в предсопловой области ? Это технологический ньюанс или за этим стоит какая-то особая идея ?

Ну и вопрос по результатам (если таковые есть)

Почему канал шашки цилиндр а не конус ? Выгорание нейлона идёт равномерно в начале и в конце канала ?

PS: А есть более подробные чертежи с размерами и параметры бака с закисью ? По идее я могу засунуть всю эту конструкцию в мой симулятор и посмотреть как оно будет гореть в модели. к сожалению сейчас нет готовой модели по газификации нейлона (только для полиэтилена) но можно чего нибудь будет придумать на этот счёт + примерный состав ТТ прехитера чтобы прикинуть термодинамику (по хорошему нужно его плотность и закон горения в виде U=U0*p^k но наверно можно сунуть туда чего нибудь из стандартного.)
 
Это сообщение редактировалось 04.09.2007 в 18:15
AR a_centaurus #04.09.2007 18:15  @justman#04.09.2007 14:58
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

justman> Боюсь вас разочаровать но размеров камеры микрогибрида не хватит
justman> для полного догорания Al в виде фольги.
justman> Конечно всё зависит от скоростей в камере и дисперсности частиц (капель алюминия). Для более менее полного догорания 40 мкм частиц Al при правильной организации РП нужна камера не менее 1 м
justman> (коэффициент догорания порядка 0.98). Есть правда субмикронный наноалюминий (размер менее 1 мкм) но там имеют место быть другие проблемы. Само получение такой фракции мегапроблема и существовать он может только в какой либо матрице другого вещества, которое препятствует его окислению кислородом воздуха.

Однокамерные (одноканальные) ГРД вообще мало эффективны. Но здесь конструкция превалирует над внутренней баллистикой. А вот в нашем эксперименте мы должны где-то остановиться. Уже видно (и известно), что 100% металлическая шашка, особенно из Al малоэффективна. Стало быть оставим Ал роль "additive" и поищем сопровождающие компоненты, делающие применение Al фольги обоснованными. Для этого я сейчас готовлю к испытаниям стендовый двигатель, шашка которого (nylon), проточенная до канала в 11 мм с упором на 9 мм, позволит применять более толстостенные вставки. Когда принесут из мастерской, начнём монтировать следующий эксперимент. Читал ли ты мой документ по расчёту ГРД на закиси? Он лежит на моей страничке.Читал ли ты мой документ по расчёту ГРД на закиси? Он лежит на моей страничке. Было бы интересно услышать мнение специалиста. Собственно это компилляция из известных, адаптированная для собственного пользования и переведённая на русский язык.
 
AR a_centaurus #04.09.2007 18:20  @justman#04.09.2007 18:10
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

justman> Сразу два вопроса по конструкции.
justman> 1) Шашка горючего (нейлон-полиамид)
justman> составная или это просто указатель попал в корпус ?
С удовольствием и подробно отвечу. После обеда (моего). А сейчас в лазерную лабораторию надо идти. Мне всё же за другое платят.
 
DE justman #04.09.2007 18:34  @a_centaurus#04.09.2007 18:15
+
-
edit
 

justman

втянувшийся

a_centaurus> Читал ли ты мой документ по расчёту ГРД на закиси? Он лежит на моей страничке.Читал ли ты мой документ по расчёту ГРД на закиси? Он лежит на моей страничке. Было бы интересно услышать мнение специалиста. Собственно это компилляция из известных, адаптированная для собственного пользования и переведённая на русский язык.

Да. Разумеется. Мой коллега даже написал небольшую программку
частично на его основе (примерно то же что и HSIM только вместо данных proper-а используются данные Астры-4 + еще кое-какие ньюансы учтены). У меня правда там есть несколько замечаний к используемым допущениям в модели (речь о программе а не о вашей методике, с инженерной точки зрения она вполне применима для эскизного проектирования).
 
UA Serge77 #04.09.2007 20:50  @a_centaurus#03.09.2007 18:00
+
-
edit
 

Serge77

модератор

a_centaurus> Горение топлива с разделёнными компонентами сильно отличается от горения смесевых топлив. И предлагают вообще этот процесс называть не горением, а "газификацией"

Всё-таки у Мазинга совсем не так написано.

"в применении к твёрдому компоненту правильнее использовать не термин "горение" и "скорость горения", а термины "газификация" и "скорость газификации"" (стр. 12)

"Горение топлива в КРД включает в себя распыл и испарение жидкого компонента, прогрев и газификацию твёрдого компонента, химическое взаимодействие компонентов (собственно горение), выравнивание состава и параметров продуктов сгорания" (стр. 61)

Так что у Мазинга всё верно, в смысле так же, как и в других книжках. Газификацией он называет не горение топлива, а газификацию твёрдого компонента.
AR a_centaurus #04.09.2007 21:54
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Вот неугомонный, Серёга. Конечно же речь шла о "твёрдом компоненте топлива". А не о топливе, как смеси окислителя и уже газифицированных продуктов. Правильно докопался.
 
AR a_centaurus #04.09.2007 22:10
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Шашка монолитная. В первых вариантах была 35 мм и точилась из болванки 50 мм... Такие болванки кончились и остались 25 мм. Да и облегчить движок хотелось. Я ведь на нём ракету сделал, хотя он и проектировлся (моим сыном Николаем ), как стендовый. Кроме того после неоднократных отказов в 100% пережигании нейлоновой заправляющей трубки, пришла идея с дополнительной камерой для preheater grain а также с цилиндрическим козырьком вокруг инжектора, куда вставляется надетая на трубку маленькая отрезающая шашка из того же топлива (красный цвет шашки - это катализатор Fe2O3). Поэтому основную шашку пришлось отрезать по длине на 80 мм... И получился тот самый РД комбинированного топлива, который вы разрабатываете. То есть, шашка твёрдого топлива (20 г) кроме обеспечения температуры разложения закиси ещё и участвует в производстве тяги. Первая конструкция центрирующих опор для малогабаритной шашки была полностью из дюраля. После первого огневого испытания передняя опора расплавилась (частично сплавилась с нейлоном), поскольку сгорел о-ринг между графитовым соплом и опорой и началась утечка газов в полость. Тогда я её заменил на нерж. сталь. У неё всё же теплопроводность на порядок ниже. Эта замена была удачной. Мотор отработал штатно и давал тягу в течение 3.0 с. Запись не производилась, но факел и звук были очень плотными и интенсивными. Я стоял в 2 метрах за перегородкой и не выдержал, зажал уши. По видео было видно очень мощное начало и достаточно ровный факел в течение всего процесса. Мотор расчитывался в проге Hybrid calc. для It = 600 N*s... Наверное, что-то похожее он и выдал. Посмотри в архиве этого топика, я там подробно писал об оценке этого теста. Был и видео выложен.
Коническое расширение чисто технологическое. Чтобы не было завихрения на срезе шашки, которое выжигает потом о-ринг. Насколько это расширение влияет на эффективность не могу сказать.
Канал у шашки и вправду цилиндрический. Делал я ступенчатые каналы, но конические никогда. А разгар шашки конический, с большим диаметром у выхода. (А вот и нет. Цилиндрическим канал остался и после испытания. Как сверлом прошли. Сгорело где-то 11 г нейлона. Диаметр изменился примерно на 1-1.5 мм (было 16 мм). По всей длине. То есть укороченная шашка, помещённая в зону наибольшей атомизации окислителя, работает лучше, чем "длинная", в которой существует практически мёртвая зона. Написал, потом взял и посмотрел снова. ).
То же и у микрогибрида (А вот у микрогибрида именно так: усечённый конус) . Там, я , кстати, также уменьшил диаметр шашки в лётной модели. Уменьшая соотношение Мшашки/Мтоплива. Смотри, в монококке сгорает где-то 30-40 г топлива (твёрдого) а масса шашки 38 мм была 170 г. То есть этот коэффициент где-то 0.18. В микрогибриде масса шашки 4.5 г, а сгорает где-то 0.75 г. То есть, те же 0.18. И тяговооружённость у них примерно одинакова. Если микроГРД имеет среднюю тягу в 11 N а снаряжённый вес - 0.7 N, то ratio будет около 15. Монококк весит 1200 г (12 N) и при средней тяге в 180 N его показатель будет также 15... То есть гибридный двигатель, работающий на одних и тех же компонентах топлива не дает выигрыша при масштабировании. Может это и дилетантский вывод, но пока у меня так получается. Причём дизайн был, особенно в микрогибриде очень экономный. С отсечением всего лишнего.
Чертежи, конечно есть. В AutoCAD 2005. А пока как фигура в jpg.
 
Это сообщение редактировалось 25.09.2007 в 18:00
UA Serge77 #04.09.2007 22:19  @a_centaurus#04.09.2007 22:10
+
-
edit
 

Serge77

модератор

a_centaurus> в монококке сгорает где-то 30-40 г топлива (твёрдого) а масса шашки 38 мм была 170 г. То есть этот коэффициент где-то 0.18. В микрогибриде масса шашки 4.5 г, а сгорает где-то 0.75 г

А зачем такая большая шашка, если сгорает так мало? Какие тут причины?
AR a_centaurus #04.09.2007 22:21
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Foto 3. 2 grains: before and after fire test.

Куриозное фото: это тот самый случай, когда шашку изнутри "выдуло" в конвергентный конус... Получилась отливка-реплика. А дюралевая опора при этом играла роль тигеля - муфеля и в итоге сплавилась с нейлоном. Со стальной ничего подобного не произошло. Это пример на тему адекватного выбора материалов для конструкции. В микрогибриде у меня есть вроде пустяковая деталька - сепаратор из нержавейки между корпусом пироклапана и шашкой. Пока его не было (в стендовом) шашка приваривалась к дюралю корпуса... Именно его я сейчас отдал сделать, чтобы возобновить испытания с Al вкладышем на стендовом двиге. А то ведь если что, то у меня ведь эти два движка стоят на кластерной ракете Cluster One, до сих пор не испытанной. Жалко будет потерять.
 
Это сообщение редактировалось 25.09.2007 в 18:01
AR a_centaurus #04.09.2007 22:55  @Serge77#04.09.2007 22:19
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

a_centaurus>> в монококке сгорает где-то 30-40 г топлива (твёрдого) а масса шашки 38 мм была 170 г. То есть этот коэффициент где-то 0.18. В микрогибриде масса шашки 4.5 г, а сгорает где-то 0.75 г
Serge77> А зачем такая большая шашка, если сгорает так мало? Какие тут причины?


Причины тут две. 1. Данные расчёта. Ведь расчёт ведётся в приближении, что вся поверхность канала участвует в "газификации"... Но с простым однофорсуночным инжектором этого не происходит. Распыление и зона высокой температуры начинается где-то на 3/4 длины (в лучшем случае) шашки, считая от инжектора. Обычно эту часть используют для установки прехитера (пардон за ин.слово). Но из-за высокой поглотительной способности нейлона в ИК диапазоне, большая часть этого тепла поглощается стенками шашки без особого газифицирующего эффекта, поскольку
горение быстрое. Его хватает, чтобы пережечь нейлоновую трубку, но в производстве тяги оно не участвует.
2. Эффект "обезьяны"... Ведь большинство любительских конструкций сделано именно в "подражание" аналогу, весьма далёкому от совершенства. Поэтому проще отрезать
кусок трубы PVC или PE нужной длины, чем пытаться усовершенствовать эту весьма несовершенную конструкцию (У-К). К тому же, не забывайте, что шашка в этом дизайне - элемент размерной цепочки. На неё опирается плавающий инжектор. И от длины шашки в принципе зависит и длина (а вместе с ней) и обьём бака. Или пропорции ракеты, в конечном итоге. А они у гибридных ракет совсем не идеальные. Чего стоит расчитать статическую устойчивость при таком длинном моторе и смещении (не линейном) ЦТ при выгорании топлива. Ну это моё персональное мнение. Но, например, моторы Аеротека (и я с них компиллировал свой микрогибрид) более свободны от этих недостатков.
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Чего-то я так и не понял, почему не сделать камеру сгорания гораздо меньшего диаметра и соответственно уменьшить толщину стенки шашки, сохранив длину и внутренний диаметр канала. Выигрываем на массе корпуса и шашки.

А вообще у тебя видимо талант. ;^))
Всего одно сообщение - и опять несколько фраз, где термины или явления не стыкуются или получилось сказать не то, что хотелось.
Ну и ладно. Главное, чтобы ракеты летали ;^))
UA Serge77 #05.09.2007 00:01  @a_centaurus#04.09.2007 22:21
+
-
edit
 

Serge77

модератор

a_centaurus> Пока его не было (в стендовом) шашка приваривалась к дюралю корпуса.

Чтобы не приваривалась, можно шашку снаружи обмотать бумагой или алюминиевой фольгой, или лавсаном.
1 13 14 15 16 17 21

в начало страницы | новое
 
Поиск
Поддержка
Поддержи форум!
ЯндексЯндекс. ДеньгиХочу такую же кнопку
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru