Насколько реально сделать в домашних условиях ЖРД? - часть 2

Это продолжение темы

Форумы Авиабазы

---

ikono>> - Самовоспламенение, если таковое желательно, можно достичь по принципу "коктейля Молотова" - растворением в любом подходящем топливе небольшого количества белого фосфора. Это только идея, пробовать нужно ОСТОРОЖНО!
Serge77> НЕ, ты так больше не шути! ;^))
Serge77> Ничего себе домашняя технология. Белый фосфор - страшный яд и самовоспламеняется на воздухе.
Все не так страшно. Что самовоспламеняется - да, так это же и есть желаемый эффект! А ты как думал: ЖРД - игрушка безопасная? Между прочим, тетроксид азота - тоже яд, не говоря уже о НДМГ и просто гидразине. Белый фосфор я делал когда был маленьким (в 5 классе примерно) - из намазки спичечных коробков. Там фосфор красный, но превращается в белый при нагревании без доступа воздуха (пракически - в закрытой пробирке). Да, самовоспламеняется и да, таки воняет,
но это все-ж таки по токсичности не гидразин. Слышал - в хлорке есть хлор. Он тоже ядовит. А еще ею унитазы моют и все остаются живы после дефекации:) Так что фосфор подходит как раз. А осторожность всегда нужна, еще и потому что могут получиться взрывчатые соединения.

Вот данные по ПДК:
пятиокись фосфора - 1 мг/м3
хлор - 1 мг/м3
азота тетроксид 1,8 мг/м3
гидразин - 0,1 мг/м3

Как видим, вещества бывают ядовитые и ядовитые!

Поищи ПДК для белого фосфора.

А.С.>> 2. При одинаковой температуре разложение перекиси даст больший УИ, т.к. средняя молекулярная масса продуктов реакции роданида аммония и перекиси больше (25,45 против 22,67)
Serge77> А у меня PROPEP даёт 21.4 для 50%-ная Н2О2 - 66%-ный роданид.
Serge77> Или 21.8 для 50%-ная Н2О2 - 100%-ный роданид.
Serge77> Ведь здесь в выхлопе почти 90% молекул - это вода.
Вот с продуктами выхлопа у меня здесь проблемы. Точно известны? И PROPEPу тоже?
Serge77> Сравни:
Serge77> 1. купил перекись и роданид, развёл роданид водой. Всё. Можно даже прямо из магазина ехать на поле запускать ракету, не заезжая домой ;^))
Купил ГДЕ? Нет, правда, мне тоже может понадобиться. Похоже, в Киеве многое уже изменилось!

ikono> Вот с продуктами выхлопа у меня здесь проблемы.

Поставь себе PROPEP и посчитай, никаких проблем:




ikono> Купил ГДЕ?

Есть фирмы, торгующие химреактивами. Приходишь, как в гастроном, и покупаешь. Приедешь, я тебе покажу ;^))

ikono> У меня он давно стоит, но проблемы все же есть. Насколько я помню описание, PROPEP не знает кинетику реакций

Не знает, у меня же так и написано. Но это проблема не PROPEP.

ikono> так что продукты в конкретных условиях он берет с потолка, типа предполагает полное разложение перекиси в двигателе и сгорание выделяющегося кислорода

Не с потолка! Именно в этом вся суть: он считает продукты при полном идеальном сгорании.

Всё же данные Пропипа обычно неплохо согласуются с экспериментом. Неполнота сгорания - это, конечно, бывает, и обычно учитывается соответствующим коэффициентом при расчётах, который в первую очередь зависит от форсунок, ну и, конечно, длины и объёма камеры. То есть, в итоге как раз и получается, что Пропип - полезный, хотя, конечно, не абсолютно безошибочный инструмент.

Да, и еще пара замечаний. Давление подачи топлива и окислителя должно быть чуть больше давления в камере сгорания. Мне кажется, пластиковый шприц в перспективе может быть для этого слабоват, т. к. больше 1-2-3 кгс им выжать может быть проблемно.

С точки зрения применения двигатель на пасте должен быть совершенно равноценен ЖРД, имеет иногда даже преимущество большей плотности топлива.
ЖРД делают ИМХО из-за того что его можно регулировать, в отличие от твердотопливного. Ну, мне пока такая регулировка совершенно ни к чему, т. к. даже в космос можно выйти на ТТ, но раз у тебя есть желание его делать - это в любом случае хорошо. Или я что-то упустил из виду из преимуществ ЖРД?

avmich> Всё же данные Пропипа обычно неплохо согласуются с экспериментом.
Я хотел только сказать что для ЖРД это согласование предвидится особенно плохим. С теоретической точки зрения для сравнения топлив это интересно, это как КПД машины Карно - верхняя граница КПД. Только реальные тепловые машины либо заметно хуже, либо совсем плохи, потому что, как говорил мой научный руководитель во времена моей юности: "Черт прячется в подробностях!"
Serge77> Оно очень легко может вылететь, сгорев только частично, что часто и наблюдается. То же самое может быть в любом двигателе.
Но это нештатный режим. Мало ли что может быть! Обычно из моих двигателей горящие частицы не вылетают: если это происходит - оно хорошо заметно на видео. По длине штриха и выдержке тогда можно грубо оценить скорость газов.

У подобных Пропипу программ расчёта термохимии обычно есть два крайних случая моделирования равновесности - "замороженная" (frozen), когда считается, что реакция полностью прошла в камере, и в дальнейшем реакции нет, и "двигающаяся" (shifted), когда считается, что равновесие непрерывно поддерживается при движении через сопло. Различие УИ эти два режима дают не такое уж большое - несколько процентов, а на практике двигатели имеют УИ промежуточное между этими двумя крайними значениями.

Не знаю насчёт РДТТ а для ЖРД расчёты термохимии, подобные пропиповским, вещь вполне полезная.

Возможным направление развития конструктивной схемы ЖРД может явится разработка двигателя, использующего при своей работе две топливные композиции. Примером может служить двигатель фирмы "Эроджет" (США). На первом режиме работы двигатель использует жидкий кислород и керосин, на втором режиме, при полете в верхних слоях атмосферы, - кислород+водород. Такая схема работы позволяет уменьшить гравитационные потери благодоря большей начальной тяговооруженности и аэродинамичьности-вследствии большой плотности керосина и уменьшения объема бака с жидким водородом.

итак пример...
Универсальная камера сгорания двигателя ЖРД, создающая тягу 10т, суммарная тяга двух камерного двигателя 20т.
Интересно какова бы была стоимость такого ЖРД средней тяги? Надеюсь не более $1.000.000

Ты пишешь не на тот форум. Это не имеет отношения к ракетомоделизму, даже очень продвинутому.

Или ты действительно собрался делать такой двигатель ?

А насколько реально освоить технологию с керамическими стержнями?
В здешних перикисных двигателях 1000Н было принято решение делать трубчатую камеру.
Последние два дня читал топики по этой теме и не нашёл обсуждения варианта с высокоточным литьём.
Предлагаю обсудить такой вариант: две оболочки, между ними стержни, под вакуумом заливаем медно-серебрянный сплав.

1)Оболочки
Оболочки - тела вращения, изготовление не вызывает больших сложностей: на восковую
модель наносится керамическая суспензия, сушится, модель выплавляется, оболочка
отжигается - как в обыкновенном литье по выплавляемым моделям

2)Стержни
Самая проблеммная часть. Смог найти что
стержни изготавливаются из электрокорунда или плавленного кварца. Насколько понимаю
сначала пресуются а затем отжигаются. Пресформу можно отфрезеровать в негативе в
графите, а зетем электрохимическиким методом перенести в металл ( какой? ).
Для пресования понадобится мощный пресс - но это не самая редкая вещь.
То что делается по подобной технологии для газовых турбин - настоящее произведение
искусства. Думаю что изготовить простые стержни в "домашних" условиях
должно получится.

3)Вакуумное литьё
Делается очень просто. Литейная форма помещается в "кастрюлю", закрывается плитой с
отверстием, на отверстие ставится тигель. В днище тигля проделано небольшое (доли мм)
отверстие закрытое легкоплавкой пробкой.
Из "кастрюли откачивается воздух. Заливаем в тигель метал, пробка раплавляется и маталл
попадает в форму. Естественно надо предесмотреть чтобы струя не размыла форму не
сильно дробилась.

Не сразу понял, но потом решил, что ты предлагаешь отлить камеру целиком, а формой предлагаешь керамику.
Это так?
Тогда нереально.
Одной деталью нельзя, несколькими - как соединять.
В принципе возможен вариант гальванопластики, но практически, наверное, так никто не делал.
Более простым может оказаться контролируемое травление силовой стенки с последующим вальцеванием в нее огневой.
Но это все полеты фантазии.

pdk, на самом деле не очень ясно, из какого материала в конечном итоге получается камера? Из металла или керамики?

Чтобы изготовить литейную форму, готовый блок моделей окунают в огнеупорную смесь, представляющую собой суспензию маршалита (60...70 в гидролизованном этилсиликате (30...40 . После окунания на моделях, питателях и стояке остается тонкая огнеупорная пленка смеси. Эта же смесь заполняет все полости и отверстия в моделях, образуя стержни. Для упрочнения огнеупорной пленки блок моделей посыпают мелким сухим кварцевым песком. Прилипая к сырой пленке, песок образует огнеупорный слой, который сушат либо на воздухе, либо помещая блок моделей в аммиачную камеру для ускоренной химической сушки. Когда слой высыхает, операции окунания, посыпания песком и сушки повторяют от 3 до 5 раз. Послесушки последнего огнеупорного слоя получают форму в виде многослойной оболочки с заформованными легкоплавкими моделями. Форму помещают в сушильный шкаф и выдерживают при температуре более 100 °С или погружают в горячую воду. Модели и элементы литниковой системы (стояк и питатели) плавятся и вытекают из формы. Для выжигания остатков модельного состава из полости, а также для упрочнения оболочки полученную литейную форму в металлическом ящике 6 засыпают металлической дробью и помещают в термическую печь, где обжигают при температуре 800... 900 °С. Заливку металла производят в горячую форму, что дает возможность получать тонкостенные сложной конфигурации отливки. Выбивку отливок и отделение литников осуществляют на виброустановках.

 

гидролизованном этилсиликате - это продукт долгого размола кварцевого песка с этиловым спиртом в шаровой мельнице

Деталь получается естественно из металла.
Да, камеру предлагаю отлить целиком в керамическую форму( если точнее то оболочковую ). Технология широкораспостранённая. Позволяет получить очень точный отливки, но достаточно трудоёмкая - что в данном случае значения не имеет.
Так что главная сложность здесь - стержни.

Если повезёт до удастся сегодня поговорить с литейшиком - спросить что он об этом думает.

Как вариант - взять в качестве стержней стальную проволку.

Т.е. керамические стержни изнутри отливки нужно как-то удалять? Как?

Растворять. Чем?
Тебе наверное на этот вопросс ответить будет проще.
В промышленности применяют составы с плавиковой кислотой.

Нашел:
-бифторид калия с бифторидом аммония
-КОН или NaOH
в автоклаве