Гибридный Ракетный Двигатель: от тактики к практике.

Именно так. На вынимаемой оправке намотать плотно не получается. Если эту цель преследовать, то надо делать исчезаемую оправку.
Итак, вставка из 20 мкм фольги. Длина ленты - 450 мм, ширина - 32 мм. Масса Ал фольги - 1.15 г. После склейки и перфорации - 1.3 г. Примерно 12-13 витков. Нейлоновая шашка - 8.0 г. Комбинированная шашка со вставкой - 9.3 г. По сути дела, впервые Масса Ал добавки будет превышать полимерное топливо.
Испытания проводились с тем же двигателем на том же стенде. Температура за бортом + 7-9º... Результаты: Положительно. Форма графика - треугольник. Ф мах ок. 14 N (в половину меньше чем на двух первых графиках). Время около 1.7-1.8 с.
Вставка исчезла. Масса отработанной нейлоновой шашки - 7.55 г. То есть нейлона сгорело всего 0.45 г, остальное - Ал+эпокси (эпокси я бы оценил в 0.15 г). Или, масса сгоревшего твёрдого топлива - 1.75 г.
Файл обработаю за выходные, но уже видно, что увеличение процента Ал в твёрдом топливе, уменьшило его ТТД по тяге. Но посчитаем, тогда и сделаем выводы.Видео имеется.

Здесь можно посмотреть видео: http://www.albe76.newmail.ru/MECH_01_st_7_09.07_Alg.MPG .
Да, шашка другая. И материал другой. Но самое, главное, масса сгоревшей Al вставки была больше сгоревшего полимера. И дало, так сказать экстремальную точку в графике: масса Al vs. Isp. Isp этого варианта был минимальным из всех - 165 с.


График тяги:

Я тут обещал фото бруска Al горевшего в кислороде

А никто мне не напомнил и я чуть не забыл

Собственно задача была не зажечь его а разрезать.

Обычные черные стали как раз режут сжигая их в струе с избытком
кислорода. С Al обычной горелкой такой опыт не проходит из за его высокой теплопроводности и окисной плёнки. В лучшем случае удаётся его расплавить. Чтобы поджечь этот брусок понадобилась горелка (относительно маломощная), генерирующая сверхзвуковую струю. При этом рез имеет
характерную поверхность по которой можно судить что брусок именно горел а не был просто расплавлен в месте реза.

А если шашку намотать из липкой алюминиевой ленты?

Я обновил уже выложенный документ сравнительными видеограммами испытаний двух моторов (стендового и лётного)с полимерными и комбинированными (Al foil) шашками. Советую посмотреть. Для себя я пока предложил гипотезу версии рабочего процесса горения в микро ГРД с твёрдой полимерной шашки с Al вставкой. Именно на основе двух испытаний: первого и последнего. Первый, самый удачный тест, правда, был проделан на более совершенном двигателе, коим является MECH_FA_01. Стендовый в среднем не дотягивает до показателей лётного.
Итак, в первом тесте вставка (ок. 0.35 г) из 10 мкм Al фольги в первые 0.3-0.4 сек тяги (4 кадра) первой сгорела в струе окислителя и подняла температуру и давление в камере (в канале нейлоновой шашки). Вследствие высокого молекулярного веса эта часть импульса не достигла обычных максимальных значений тяги (32-38 N для этого двигателя со стандартной шашкой твёрдого топлива из нейлона ). Затем наступил черёд уже полимерного горючего (0.75 г) с малым молекулярным весом (хотя , дававшего свою часть импульса в оставшееся время - 1.35 - 1.4 с. А это ведь стандартное время тяги для полимерной шашки. И пропорция сгоревших компонентов была: 35/75 = 0.47. То есть, мне кажется, что в первом тесте был случайно угадан один из лучших вариантов как дизайна, так и соотношения масс для такого типа комбинированной шашки твёрдого топлива. На стендовом двигателе использовались вставки из более толстой фольги и большей массы. И ни одна из них не дала такого относительного прироста по Isp для данного двигателя, как первая. И пропорция, например для последнего варианта была: 1.2/0.55 = 2.2
Конечно, выводы делать рано. Нужно продолжить испытания и набрать статистику. Конечно, надо постараться достигнуть воспроизводимости по основным параметрам.
Кстати, в последней вставке из 30 мкм толщиной стенки почти в 1 мм я смог перфорировать отверстия только с помощью зубопротезного бора... Хотя с ней гораздо удобнее работать. У неё сохраняется нагартованность. Следующий тест я хотел бы подготовить с вставкой из той же 30 мкм фольги, но с меньшей массой. Например, с теми же 0.35 г. Тогда можно будет посмотреть на конечную пропорцию твёрдых топлив и на результирующий импульс.

Почему узкая, 3М до 20 дюймов шириной делает. Но толстая, согласен, 0,12 мм.

Приготовил очередную вставку для испытаний. Сделана она из 20 мкм Al фольги. Вес - 350 мг. Полосу фольги предварительно накатал ручкой пробойника, чтобы получился гофр. Высота несколько десятых (на фото). Хотелось получить процный стаканчик, поэтому клеил эпокси едва разведённой. Масса эпокси - 150 мг. Общая масса вставки - 500 мг. Перфорация внутрь с отверстиями 1 мм диам. L = 130 мм, 4 витка. Это первая вставка имеющяя достаточную механическую прочность и сохраняющая форму при последующих операциях перфорации и установки внутрь полимерной шашки.
Также в изготовлении пироклапаны. Вернее в перезарядке. В нескольких из них попробую поместить катализатор. На стальной сетке в форме диска, укладываемого внутрь заряда.

Два любопытных фото: этот конус "Фиг-вам" -точный слепок конвергентного конуса графитового сопла микро ГРД MECH_01. "Слепился" в последнем тесте (7.09.07) из продуктов горения комбинированной шашки твёрдого топлива. Тут и оксид Ал и металлические сферы ("внутре"). И зола (вернее мазут) от полимерной основы. Снялся скальпелем.

Тема возникла из личной переписки с "justman". Но, полагаю, она будет интересна и другим участникам. Небольшой эксперимент, выполненный экспромтом сегодня в лазерной лаборатории. Материалы и оборудование: алюминиевая губка, изопропиловый спирт, жидкий азот... Образец Al губки давно был у меня в заначке. И лишь сегодня вдруг пришла идея, как из бруска сделать шашку для гибрида. Опускаю подробности технологии. Образцы шашек (вставок) на фото. Вторая идея также давнишняя, сделать комбинированную шашку на твёрдом-жидком носителе. То есть, пористая твёрдая структура удерживает высококалорийное жидкое топливо. И третья идея (Gracias a "justman") заморозить жидкое топливо в твёрдой матрице (в данном случае - металлической) до криогенных температур (жидкий азот)... Это, конечно, не металлический водород и не мороженная перекись, а всего навсего спирт, да ещё и с достаточно низкой точкой замерзания (ниже -40º)... Но для первой пробы пойдёт. Вернее пошло. Эксперимент был вполне удачным. Напитанная спиртом алюминиевая губка помещалась в жидкий азот... Затем вынималась и наблюдалась. Спирт превращался в гель и хорошо удерживался стенками шашки около 30 сек при комнатной температуре.
Сделал несколько вставок из такой губки и хочу попробовать (в продолжение наших экспериментов с Al) в сочетании с разными наполнителями. Самым удачным представляется парафин. Есть также гелеобразный спирт, акриловый лак (для высокого напряжения)... Если есть другие предложения, давайте.

А в чём идея с замороженным спиртом? Какое тут преимущество?

Foto 3 Алюминиевая губка и сделанные из неё вставки в шашку твёрдого топлива для испытаний в микро ГРД.

Какая плотность у губки? Или может известен процент пористости?

Завтра померяю плотность губки. У жидкого (пусть даже замороженного компонента) неизмеримо выше тот самый коэфф. газификации. Поэтому идея три-гибрида давно муссируется как любителями так и специалистами. Пару лет назад один парень из Германии сделал опыт с коммерческим микрогибридом, начинив ПЕ шашку (в насверленные каналы) бензином. Видео был эффектный. Факел с метр длиной. Но график он не записывал, поэтому об УИ ничего сказать нельзя было. Ко всему прочему, было видно горение бензина наружи... Но идея мне лично, запала. Тут вопрос в конструкции шашки.

Сделал несколько вставок из такой губки и хочу попробовать (в продолжение наших экспериментов с Al) в сочетании с разными наполнителями. Самым удачным представляется парафин. Есть также гелеобразный спирт, акриловый лак (для высокого напряжения)... Если есть другие предложения, давайте.
_____
А если пропитать AL губку расплавленной серой S ? Что будет хорошего ?

А если не замораживать, а использовать изначально загущенные углеводороды (что-то типа напалма), или губку пропитывать парафинами?

Загущённые можно. Это ещё Королёв показал на ГИРД-9, впервые в мире.