Возможно построить ракету на воде?

 
1 5 6 7 8 9 14
RU Атмосфера #13.04.2009 19:53
+
-
edit
 

Атмосфера

опытный

Атмосферное давление будет компенсировано, т.к. воздействовать оно будет с обоих сторон, вот рис., извиняюсь - не доделаный, но понятно, что два поршня в одном шприце и дросель между ними.
Так как же, всё-таки, взводить твой вариант?
Прикреплённые файлы:
 
 2.02.0

Ckona

опытный
★☆
Я так понимаю, взвод гидротаймера - это установка поршня шприца в исходное положение для выдавливания жидкости (с одновременным заполнением шприца жидкостью).
А запуск гидротаймера - это открывание отверстия для истечения жидкости.
 
AR a_centaurus #14.04.2009 00:21  @Атмосфера#13.04.2009 19:53
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Атмосфера> Так как же, всё-таки, взводить твой вариант?

Прототипа найти не смог. Вот такой экспромт с тем что было под руками. На пальцах. Это гидромеханическая часть устройства.
Фото 1.
Гидротаймер состоит (справа налево): 1 - наконечник из отрезанной иглы - калибратор; 2 - Корпус из 10 мл п.э. шприца с фланцем; 3 - Поршень с пятой; 4 - пружина; 5 - кожух пружины с фланцем.
Фото 2. ("взведение") Как видно из фотографии "взведение" ГТ производится с казённой части. Фланцы должны иметь отверстия под винты или шурупы. Соединение развинчивается. Калибратор снимается и при помощи поршня в корпус набирается вода. На калибратор надевается заглушка-чека (пирочека в моём варианте). В симуляторе я обхожусь пальцем, закрывая выход. Калибратор устанавливается на своё посадочное место. Ножка поршня пятой устанавливается на пружину в кожухе и последний надвигается на ножку до упора. То есть до контакта фланцев. Фланцы соединяются винтами. На фото 3 я это делаю с корнцангом.
Всё. Гидротаймер "взведён" и готов к работе. Фото 4. (ГТ в действии). Так как есть, 10 мл воды выливается за 10 сек, когда заглушка открыта. Проще всего использовать обычный контактор. У меня работал геркон+магнит. Как заставить работать ГТ для освобождения мех. чеки я пока не думал. Наверное тут будет необходим второй поршень -активатор. Тебе и карты в руки, раз уж ты предложил эту вторую схему.
Прикреплённые файлы:
 
 3.0.83.0.8
AR a_centaurus #14.04.2009 00:26  @a_centaurus#14.04.2009 00:21
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Атмосфера>> Так как же, всё-таки, взводить твой вариант?
Foto 3,4
Прикреплённые файлы:
 
 3.0.83.0.8
RU Атмосфера #14.04.2009 01:19
+
-
edit
 

Атмосфера

опытный

М-м-м! Большое спасибо за такое подробное объяснение! Вопросов больше нет. Я подозревал, что взведение такого гидротаймера достигается выполнением последовательности действий; я же хочу свести всё к одному движению, чтобы меньше возиться, в поле, к примеру.
 2.02.0
AR a_centaurus #14.04.2009 17:59  @Атмосфера#14.04.2009 01:19
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Атмосфера> М-м-м! Большое спасибо за такое подробное объяснение! Вопросов больше нет. Я подозревал, что взведение такого гидротаймера достигается выполнением последовательности действий; я же хочу свести всё к одному движению, чтобы меньше возиться, в поле, к примеру.

Прости пожалуйста, что не оправдал твоих ожиданий, amigo! Да ещё и отвлёк время для прочтения длинного обьяснения. Наверное уже больше не буду так стараться. Для тебя, по-крайней мере. Но тогда сделай милость, продолжи разработку на базе своей идеи и после продемонстрируй.Интересно было бы посмотреть на работу мастера.

General remarks: Иногда в дизайне приходится жертвовать некими неудобствами оперирования ради простоты и надёжности. Если предусматривается однократное использование таймера, то его можно подготовить до полигона. При перезарядке его всё равно придётся извлекать из ракеты. В противном случае лучше использовать электронику. Но даже там предусматривается "выполнение последовательности действий". В смысле одним движением - не получится.
"Algo pasa mal en el Reino Danes..." (W.Sh. "Hamlet") Sorry for off-top, Skona.
 3.0.83.0.8

Ckona

опытный
★☆
a_centaurus,
It's not off top.
Water timer was never come into question here !
If the staging is started only by mechanical method,
Your syringe technology is the simplest and reliable method
to provide a few second delay.
 
AR a_centaurus #14.04.2009 19:25  @Ckona#14.04.2009 18:41
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Ckona> to provide a few second delay.

Пишу на eng/esp не из снобизма, a когда нет времени войти в translit.ru. У меня нет русск. клавиатуры.
Оценка твоя правильная: ГТ - вполне работоспособная система, там где нужно решить вопрос задержки процесса во времени внутри механической системы. Она компактна и надёжна. Кстати, почему несколько секунд? Сколько нужно, столько и даст. Всё зависит от количества заполнителя, усилия пружины и площади отверстия. Как я прокоментировал в случае показанного девайса, время задержки - 10 с. То есть, caudal/расход - 1 мл/с. Пружина с усилием ок. 0.2- 0.5 кг.
 3.0.83.0.8

Ckona

опытный
★☆
Компоновка двухступенчатой ракеты "Пеликан".
Первая ступень составляется из семи бутылок объемом 2,5 литра.
Вторая ступень - модифицированная ракета "Кряква".

ТТХ сообщу позже, когда буду уверен в правильности расчетов.

В качестве стабилизаторов первой ступени используются крепежные элементы,
это решение появилось как творческая переработка рекомендаций Центауруса по цилиндрическим стабилизаторам.

В первоначальной версии с четырьмя бутылками по 2,5 литра (правый рисунок) вертикальная нагрузка
передается только через узел стыковки ступеней. Добавление еще трех бутылок, кроме увеличения импульса,
позволяет усилить жесткость конструкции за счет опоры второй ступени на "верхний ряд" бутылок первой ступени.
Прикреплённые файлы:
 
 
Это сообщение редактировалось 16.04.2009 в 15:56
AR a_centaurus #16.04.2009 02:03  @Ckona#16.04.2009 01:18
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Ckona> В качестве стабилизаторов первой ступени используются крепежные элементы..

Так как есть трёхгранный стаб. находится в аэродинамической тени от куполообразных обтекателей бустеров. А нельзя такой же элемент поставить вверху? Получится как у коробчатого змея. Или у тебя какая-то необходимость оставить концы свободными?. Ещё можно наклеить хотя бы картонные (пусть одноразовые) выносные крылья на три грани твоего опояска. Чтобы слегка выходили наружу. Тогда можно и без верхнего пояса.
 3.0.83.0.8

RLAN

старожил

Читаю этот раздел и все подмывает замутить что то на воде.
Поскольку добрые шутки нас не прут, то на перегретой воде.
Атмосфер на 100. А это 310С. Алюминий уже не подходит, значит нержавейка - страшно.
Какой формы сопло должно быть?
Какой у.и. такого топлива и как его считать.
 6.06.0

Piroman
Ignis Caelum

опытный

RLAN> Читаю этот раздел и все подмывает замутить что то на воде.
RLAN> Поскольку добрые шутки нас не прут, то на перегретой воде.

Т.е. перегретый котел со стабилизаторами ?
а запуск ? на сопле прорывная(пракалываемая) мембрана или "пробка" ?
Лучше быть оптимистом и ошибаться, чем пессимистом, который всегда прав.  6.06.0

-VMK-

опытный

Piroman> Т.е. перегретый котел со стабилизаторами ?

Може би това е повторение във форума: AQUARIUS

"Luck is a great time-saver, cost-effective, and very reliable when it works." - Jimmy Yawn  3.0.83.0.8

Ckona

опытный
★☆
RLAN> Какой формы сопло должно быть?

По моим скромным познаниям, оптимальное сопло для жидкостей - конус 5:1 с длиной 4 выходных диаметра.
Такими соплами снабжены пожарные брандспойты.

RLAN> Какой у.и. такого топлива и как его считать ?
Удельный импульс водяной ракеты в секундах в идеале(!!) равен
квадратному корню из удвоенного давления, разделенного на "Же" и на квадратный корень из плотности жидкости.
При давлении 100 атмосфер УИ=14 с. в идеале.
С учетов конденсации пара при адиабатическом расширении и гидравлических потерь в сопле - может и до 11 с не дотянуть.
 

RLAN

старожил

В случае перегретой воды на выходе из сопла должен быть пар, соответственно у.и. на порядок больше.
А форма сопла должна обестечить этот процесс.
Надо посмотреть ссылку.
 6.06.0

Ckona

опытный
★☆
Да, не подумал... перегретая вода будет вскипать в сужающемся сопле по мере уменьшения давления.

Тогда что - скачок УИ при переходе на перегретую воду ? (как-к-к-ая перспектива!)
Проверять-то можно и при температурах 110...130 град.Ц.
Используя дюралевую трубочку со спиралью от кипятильника.
И это будет не водяная, а скорее паровая ракета, так сказать, паровоз на реактивной тяге.
 
Это сообщение редактировалось 16.04.2009 в 16:06

Serge77

модератор

RLAN> Атмосфер на 100. А это 310С. Алюминий уже не подходит, значит нержавейка - страшно.

А может твой стеклопластик с кипятильником, интегрированным в сопло?

RLAN

старожил

Это не мое, стянул с какого то форума.
Если получить температуру пара после испарения, то можно прикинуть у.и.


Тепловым эффектом любого процесса является изменение энтальпии в результате процесса (dH). Количество теплоты, переданное телу при постоянном давлении согласно первому началу термодинамики будет равно прирашению энтальпии. Отсюда получается выражение для истинной изобарной теплоемкости: С = dQ/dT , dQp=dH, => Cp=dH/dT.
Из этого выражения можно получить зависимость энтальпии образования вещества от температуры: dH=CpdT => Hобр(T) = Hoбр,To + Int(CpdT)[T-To] (int-интегал, пределы в квадратных скобках), зависимость теплоемкости от температуры в общем случае выражается зависимотстью вида Сp=f(T)=a + bT + c/(T2), коэффиценты в этом уравнении а так же значения энтальпии бразования при 298K и 1 атм приводятся в термохимеческих таблицах и доступны для большого количества веществ.

Так чтобы например вычислить теплоту образования при 400K нужно вычислить следующее Hобр = Hобр,298 + (a(T-298))+(0.5*b((T-298)2))-(c/(T-298)).

Теплота фазового перехода так же как и любое другое изменение энтальпии зависит от температуры аналогичным образом, т.е вместо теплоты образования в прибеденное уровнение надо подставить теплоту испарения при 298K, а вместо коэввицентов a,b,c надо подставить их разности (а2-a1), где а2 - коэффицент а для газовой фазы, а1 - коэффицент а1 для жидкой фазы. Т.е: Hисп = f(T) = Hисп,298 + ((a2-a1)*(T-298))+(0.5*(b2-b1))((T-298)2))-((c2-c1)/(T-298)).

К примеру для испарения воды имеем: H2O(ж)=>H2O(г), Hисп,298 = H(обр H2O,газ 298K) - H(обр H2O,жидк,298K) = -241,81 - (-285,83) = 44,02 кДж/моль. (а2-а1)=30-39,02=-9,02 ; (b2-b1)= (10,71*10-3)-(76,64*10-3)= -65,93*10-3 ; (c2-c3) = (0,33*105)-(11,96*105)= -11,63*105. Тогда для теплоты испарения воды получаем:

Hисп=f(T)= 44020-((9,02)*(T-298))-(0.5*(65,93*10-3))((T-298)2))+((11,63*105)/(T-298)). (Дж/моль).

Уравнение справедливо в интервале от 298-380K, поскольку значения коэффицентов a,b,c приведенные в справочнике относятся к этому интервалу температур. Если знаешь молярную теплоту испарения то несложно и удельную посчитать
 6.06.0

RLAN

старожил

Serge77> А может твой стеклопластик с кипятильником, интегрированным в сопло?

Идея же состоит в том, что спокойно залил холодную воду, подключил провода и ушел.
Как нагрелось - запустил. А чем греть в полете?
 6.06.0

Serge77

модератор

RLAN> Идея же состоит в том, что спокойно залил холодную воду, подключил провода и ушел.

Именно это я и предлагаю. Раз корпус стеклопластиковый, то греть снаружи не получится, значит нужно поставить кипятильник внутрь бака. Пропустить провода через сопло (через пробку в критике или через само сопло), поставить кипятильник внутри чуть выше сопла. Провода расстыкуются при старте, с этим проблем не будет ;^))

RLAN

старожил

На счет греть снаружи и мысли не было.
Просто 250-300С думаю много для стеклопластика. И для алюминия.
Тен не вопрос подключить и в металлической ракете.
Минус в нагреве - падение плотности воды. Так что это сильно отнимает от ХС.
При критической температуре (что то около 370) плотность меньше 0,4.
Этанол имеет значительно меньшую критическую температуру и давление, вот только какая плотность при этом - не знаю.
Но организовав камеру дожигания можно получить офигенную ракету с у.и. значительно больше водородников.
 6.06.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

RLAN> Этанол имеет значительно меньшую критическую температуру и давление, вот только какая плотность при этом - не знаю.
RLAN> Но организовав камеру дожигания можно получить офигенную ракету с у.и. значительно больше водородников.

Один из методов - сжигание шашки твёрдого топлива внутри оболочки, заполненной низкокипящей жидкостью. По-моему, в Бийске этим занимаются.
 3.0.83.0.8

RLAN

старожил

Конечно, это уже не на тему воды.
Но перегретый этанол будет идеально газифицироваться и , возможно, его будет проще сжигать даже в сверхзвуковом потоке.
Так что РПД на перегретом этаноле - наше ВСЬО :)

a_centaurus> Один из методов - сжигание шашки твёрдого топлива внутри оболочки, заполненной низкокипящей жидкостью. По-моему, в Бийске этим занимаются.

Можно и в водяной ракете такое сделать. Карбид же в бутылку все в детстве пихали.
Какую то небольшую шашечку изолированную от воды запускать перед стартом ракеты - нет головняка с наддувом и удержанием.
 6.06.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

RLAN> В случае перегретой воды на выходе из сопла должен быть пар, соответственно у.и. на порядок больше.
При адиабатическом расширении на дозвуковых скоростях происходит конденсация паровой фазы и образование кластеров (слипшиеся молекулы и гидрозоли). Поэтому скорость струи падает и увеличения импульса также не ожидается.Видел это своими глазами при исследовании СЗ сопла Лаваля, когда использовал пары спирта для визуализации потока.
RLAN> А форма сопла должна обестечить этот процесс.
Реальных и доступных технологий производства подобных сопел может и не оказаться. Лучше всего описаны эти процессы в устройствах типа Cold Spray. Вот, например - Схема 1. Это из работ Новосибирского Инст. Теор и приклад. Механики. Kosarev et el. (in Google: Cold Spray Ingineering, Hydrodynamics). Я сейчас занимаюсь похожими задачами и если встречу что-то более конкретное, выложу.
Прикреплённые файлы:
 
 3.0.83.0.8
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

RLAN> Конечно, это уже не на тему воды.
RLAN> Но перегретый этанол будет идеально газифицироваться и , возможно, его будет проще сжигать даже в сверхзвуковом потоке.
RLAN> Так что РПД на перегретом этаноле - наше ВСЬО :)
Тема интересная. Предлагаю вынести её в отдельное обсуждение. Когда-то у меня была идея попробовать гибрид необычной схемы: шашка твёрдого топлива в камере сгорания, а над ней капсула со спиртом. Перегораемая диафрагма освобождает впрыск спирта в нагретую камеру. Толку большого от такого процесса наверное бы не было, поскольку расширение образовавшихся перегретых паров могло служить для создания только маршевой тяги. Но идею можно развить до вышепредставленного концепта: коаксиальное расположение компонентов, камера дожигания паров (как поддерживать процесс: колосниковая решётка?), сопло нужной формы.
RLAN> Можно и в водяной ракете такое сделать. Карбид же в бутылку все в детстве пихали.
Есть целое направление Experimental Rocketry (по-моему в Перу или Мексике) где используется генератор давления на карбиде кремния для выталкивания водяного рабочего тела.
 3.0.83.0.8
1 5 6 7 8 9 14

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru