Карамельный торцевик и ракета для него

Люди, а скажите, какой минимальный диаметр сопла допустим для торцевика
на сахарной карамели? У меня есть титановая труба наружным диаметром 20 мм
и стенкой 0.5 мм. Хочу замутить на ней торцевик. Поскольку труба легко
выдержит давление и в сотню атм, то хотелось бы чтобы реальное давление было
хотя бы пару-тройку десятков атм. для получения более-менее хорошей тяги.
но получается тогда диаметр критики меньше миллиметра, что-то страшно...
Для начала хочу сделать 2 мм. Допустимо ли это?
И еще небольшая идея. Для медленного ухода с направляющей думаю
применить стабилизацию вращением, для чего поставить радиално от основного
два малюсеньких сопла под углом, чтобы закручивать ракету.
А чтобы не отказываться от стабилизаторов, укрепить их к кольцу, надетому
на корпус ракеты, в котором она могла бы свободно вращаться.

2 мм - ещё нормально. Может и 1.5 пойдёт, но здесь уже может влиять материал стенки. На металле могут оседать шлаки, сопло забьётся.

На диаметр шашки 12 мм я давал критику около 2 мм, тяга получалась около 350 г. С учетом теплоизоляции диаметр твоей шашки получается миллиметров 16 .. 17. Если оставить тот же диаметр критики, то тяга должна возрасти в два раза.

Если делать от того же заряда и раскрутку, то она съест часть осевой (полезной) тяги. Какую именно часть - надо или считать, или ставить опыты. Но скажу, что тяговооруженность карамельного торцевика и так оставляет желать лучшего, т.е. имхо пустая затея.

Я бы сделал вращающийся стартовый стол-трубу на люнетах, который раскручивал бы двумя-тремя небольшими наземными торцевиками, по типу китайского колеса. В торце трубы - заглушка с дыркой, в которую смотрит сопло раскручиваемой вместе со столом ракеты; напротив дырки, не касаясь вращающегося днища стола-трубы, укреплен неподвижный внешний воспламенитель маршевого двигателя. После раскрутки стола подаем импульс на этот самый воспламенитель, и получаем плавный, медленный старт. Стабилизаторы не нужны.

Неясно, правда, как поведет себя плохо сбалансированная система на высоких оборотах, тут нужен эксперимент. Диаметры ракеты и стартового стола-трубы невелики - имхо есть хорошие шансы на успех предприятия. Тем более, что исторический прецедент уже был - забей в Гугль "Конгрев Вилли Лей Ракеты и полеты в космос", почитай, узнаешь много интересного.

Serge77 Материал сопла - керамика. Причем длина сопла 4 мм -
нашел подходящую бусинку от какого-то нагревательного элемента.
Ни сужения ни расширения нет. Я так думаю, что "плохое" сопло
без сужения и скруглений краев позволит еще несколько повысить
давление, за счет большого сопротивления. Я прав?

Non-conformist
А зачем титану теплоизоляция? Тыщщу - полторы градусов он держит
практически без снижения прочности.
Насчет раскрутки. Два каппиляра от манометрического термометра,
в качестве сопел. Там дырка не более 0.5-0.6 мм, к тому же длинные и
изогнутые. В них ртом-то дуть трудно. И еще есть надежда, что они после
старта забьются мусором, ведь они нужны только для старта.

> А зачем титану теплоизоляция? Тыщщу - полторы градусов он держит практически без снижения прочности.

Теплоизоляция нужна не титану, а шашке. Без теплоизоляции корпус будет сильно разогреваться, и тепло будет переноситься к еще несгоревшим слоям шашки по стенкам трубы, как бы забегая вперед фронта горения. В этом случае вероятно искривление этого самого фронта горения с увеличением его площади, причем неконтролируемым. Однако труба у тебя тонкостенная, и это обстоятельство может обернуться в твою пользу. Надо пробовать, но будь готов ко взрыву через две-три секунды после запуска.

Бронировка же обязательна во всех случаях, поскольку карамель топливо неэластичное, отслоение от стенок при наддуве трубы неизбежно - с описанными выше последствиями.

Капилляры не дадут нужной тяги, поскольку для обеспечения гироскопического эффекта раскрутка должна быть весьма и весьма энергичной. Я знаю, о каком термометре ты говоришь, из его капилляра сопла не получится, можешь не пробовать.

> Но скажу, что тяговооруженность карамельного торцевика и так оставляет желать лучшего, т.е. имхо пустая затея.
> ИМХО, это мягко говоря неправда.

Что неправда, что тяги мало? Тебе виднее, наверное.


> Если тяга в 6 раз больше массы ракеты

Откуда эта цифра? В обсуждении ее нет. В шесть раз - это НЕ медленный старт.


> Ну это конечно при нормальной компоновке (двигатель поднят внутри корпуса, стабилики вынесены назад).

Я до сих пор думал, что "нормальная компоновка" - это когда критическое сечение сопла находится в непосредственной близости к плоскости кормового среза. Истечение газов в трубу корпуса еще больше затупит тягу, которой и так недостаточно.


> как собираешся крепить сопло и заглушку?

В такой тонкостенной трубе сопло-заглушку я бы крепил вальцовкой, обычным молотком - точно так же, как я это делал в случае фотобарабана. Окончательно можно определиться после простейшей пробы механических свойств материала трубы.

Вальцовка дает наиболее равномерное распределение осевой нагрузки по всему сечению трубы. Именно этот способ крепления и используется в сигнальных ракетах промышленного изготовления, корпуса которых выполнены из тонкостенных металлических трубок, примерно как у тебя.

С точки зрения механики вальцовка намного предпочтительнее, чем радиальные болты, которые являются концентраторами напряжений. Тем более она предпочтительна с точки зрения технологии - тонкостенную трубу очень легко вальцевать самым обычным молотком. "Многоразовость" же радиальных болтов пусть тебя не прельщает. Дело в том, что как правило любительский РДТТ живет недолго, а "трех-" или "четырехразовость" вполне обеспечивает и вальцовка: после прожига/пуска поясок аккуратно обрезается ножовкой или просто стачивается на точиле, двигатель чистится, снаряжается, и вальцуется вновь. При каждом цикле труба укорачивается максимум на три-пять миллиметров (если перевальцовывать только одну сторону).

Титан плохо поддается вальцовке, во всяком случае у меня молотком
надежно завальцевать не получалось. А прочность позволяет ставить на
болты не опасаясь, что их вырвет.

Так можно использовать холодную сварку в качестве герметика?

Точнее не титан, а титановый сплав, марка которого, судя по всему, неизвестна. Вальцевать до прямого угла не нужно, вполне достаточно градусов до шестидесяти. На полмиллиметра толщины стенки трубы высоту вальцуемого буртика берем около полутора миллиметров. Неужели не получалось?

По холодной сварке не подскажу, обычно использую красный высокотемпературный силиконовый формирователь прокладок. Это намного дешевле, чем холодная сварка. Перед стальной шайбой-соплом обязательно вставь теплоизоляцию - паронитовую либо текстолитовую (гетинаксовую) шайбу, все стыки промажь силиконом.

> (я проводил на одном движке десятки испытаний, и на многих 5-6раз)

Я говорю не только о взрывах, но и об успешных запусках с потерянными ракетами. Однако "если с шашками все нормально" - это у тебя очень хорошее "если". У меня, например - не скажу, что часто - но бывает не совсем нормально, что само по себе я считаю "нормальным" как для любителя: ультразвуком шашки не просвечиваю, плотность измерить тоже не всегда руки доходят...


> Внутренний диаметр корпуса 43мм, сопло 4,2мм - поднято над срезом корпуса на 20-25мм, что будет тупить тягу мне непонятно

В таком случае мне непонятно, каким образом "20-25мм" смогут качественно изменить ситуацию с устойчивостью ракеты на старте. Ты сравнивал стартовую динамику ракет с поднятыми на "20-25мм" торцевиками и "нормальным" положением моторов? Сколько пусков произведено, какова статистика?


> в динамике газов я полный профан

Насколько мне известно, здесь вообще нет узких специалистов в области газодинамики. Но здесь есть экспериментаторы, которые обмениваются своим опытом, и знаниями, полученными из литературы.


> Откуда эта цифра? В обсуждении ее нет.
> Есть, я писал по-моему 12стр.

Anzoriy, эта ветка содержит уже довольно много страниц, однако в данном случае я комментировал всего лишь первое сообщение участника sun672, которое можно найти в самом верху 14 стр. То, что мой комментарий относится только к этому сообщению, нетрудно понять из контекста.

Видел графики зависимостей давления от критики, удельной тяги от давления,
скорости горения от давления и проч. для сорбитовой карамели, но не нашел для
сахарной. Если кто знает, поделитесь ссылкой, или хотя бы где искать.
Намного ли сахар в этом плане отличается от сорбита, и есть ли
качественные отличия?

Какое топливо быстрее горит - упаренное или прессованное из порошка?

Да, кстати. Видел тут проект копии ФАУ-2, там была речь о том, чтобы динамику
старта сделать похожей на динамику старта настоящей ракеты. Так вот,
полная масса ФАУ-2 13 т. Тяга - 27 тонн, если кто не в курсе.

> поделитесь ссылкой

Все это считает SRM, не нужно никаких ссылок. В графу "propellant" забиваешь "3 - other", это и есть сахар. Получишь все необходимые для работы графики и цифры.


> Какое топливо быстрее горит - упаренное или прессованное из порошка?

Конечно прессованное. Очень часто оно так быстро сгорает, что только пригибаться успевай - куда сопло, куда заглушка. Забей на прессование, я сам "перековавшийся прессовальщик", все это уже пройдено мной несколько лет назад. Сахара как раз тем и замечательны, что дают счастливую возможность паковать шашки горячим расплавом, получая совершенно недостижимую для прессования плотность и бездефектность.

А еще способ - вырезать контур ракеты из картона, центр тяжести
этого изделия будет соответствовать центру давления реальной ракеты.
А ц.т. ракеты, как известно, должен быть впереди ц.д., чем дальше, тем
лучше.

> Не пойму, пустая затея это исключительно торцевик sun672 или торцевики вообще?

Пустая затея - отводить часть подъемной (осевой) тяги торцевика на раскрутку.


> или торцевики вообще?

Я не создаю новых тем, посвященных пустым затеям. А если создаю, то быстро их удаляю - собственноручно.


> Давайте не передергивать

Давайте.


> a_centaurus меня поддержал бы

Я в этом почти уверен.

В титановую трубку надо обязательно ставить теплоизоляцию. Титан не проплавится, он просто прогорит. Титан при высоких температурах резво поглощает кислород (даже из углекислоты и водяных паров) и азот, и все механические показатели плывут, он становится хрупким. Но в карамельном движке газы не самые страшные враги титана, он питает слабость к щелочам, а у карамели, среди продуктов, расплаленные карбонат и гидроокись калия такой набор не оставит шансов. ИМХО торцевик это довольно долгоиграющий двигатель, так что такой трубке при таких раскладах понадобится серьёзная теплоизоляция (сразу оговорюсь серьёзная - не имею в виду толстая просто продумать рациональный вариант защиты титана от агресивной среды в двигателе)
Ещё добавлю неудачи никогда не терпит только тот, кому никогда не достич удачи. Так что sun672 к чёрту всё - берись и делай

Anzoriy> ...Хотя этот вариант мне кажется реально деффективным...

Как сказал "Железный Арни" в к.ф."Красная Жара":"Какие будут Ваши доказательства?" Ты имеешь в виду степень утопленности торцевика в корпусе ракеты относительно кормового среза?

Для эффективного функционирования изобретательской машины форума следует не уповать на предвзятость отношений между участниками, но вовремя осаждать конструктивной критикой. Если у тебя было что сказать по поводу такой ракеты для торцевика, то почему же ты молчал? Боялся, что начнут "ламерить"? А я, в свою очередь, не услышав твоих соображений, ещё более утвердился в своём слепом заблуждении относительно удачности схемы. Ведь проблеммы в такой конструкции действительно существуют, они очевидны.

На счёт "Бери делай!": на этом форуме(спасибо!) меня научили подавать сырые идеи в очень лёгком, не претензиозном виде, с явными оговорками. Проверенные же, подкреплённые статистикой разработки под грифом "Бери делай" я стараюсь снабжать детальным описанием, которое и является непосредственным руководством к действию.

Действительно, хотелось бы услышать мнения участников по поводу ожидаемых препонов в конструкции модели ракеты типа "Яхонт". Я не оставляю редких, к сожалению, экспериментов по данной тематике.