ГРД:от тактики к практике. Часть II

Привет, Дима!
Спасибо за замечание. В принципе я так и делал. Знаешь, огород городить для увеличения точности расчётов на 3-5% не хочется. В любом случае измерения и вычисления являются приближёнными. Запись тяги важна прежде всего, чтобы оценить в общем дизайн двигателя. Насколько реальный дизайн приближается к модели. В случае двигателей малой тяги вообще сложно сделать точный расчёт топлива, проучаствовавшего в создании тяги. Тут тебе участие продуктов сгорания преднагревателя, пироклапана, самой шашки... И каждая пара топлива (горючее+окислитель) имеет собственный закон горения. Сам понимаешь, что с кондачка такие сложные комплексы не считаются. Если помните, justman показывал свои модели процессов в камере гибридного двигателя. Жаль, что он пропал. Наложение теории и практики было весьма интересно бы продолжить.

To Serge. Да, проще всего избавится от проблемы именно таким образом. Может быть обычной резинкой. Для больших двигателей такие стенды делают горизонтально-вертикальными: камера - горизонтально, бак - вертикально. А актуальная конструкция стенда для минигибридов - это своебразный экспромт. Собрал дополнительную скамейку из лабораторных предметов (чтобы отцентрировать и зафиксировать в головке стенда сравнительно длинный гибридный двигатель) и закрепил всё струбцинами. Подожду весны, когда буду испытывать трёх-инжекторную модель минигибрида. Тогда може быть и доработаю стенд. Сейчас нет времени. Между других дел пишу по приглашению Б. Колбурна раздел по дизайну микро и минигибридов для новой редакции его книги. Он кстати также предложил мне перевести эту книгу на русский. Но от этого я отказался и его отговорил. Непонятно, кому нужна такая книга на русском.

Можно поинтересоваться - а почему такой странный выбор пары топливо-окислитель - гетерогенный? Понятно, что основная часть горения проходит после "газификации" топлива. но тут же потерь уйма...

Почитал ветку - и заинтересовался - пробовал ли кто смесь N20 - CH3NO2? По идее (надо будет по справочникам полазить) нитрометан должен в закиси азота растворяться. тем более, что по 0 кислородному баллансу закиси раза в 3 больше должно быть...

Реакция будет идти сразу в газовой фазе, гомогенно. Плюс - продукты сгорания в основном азот и водяной пар, немного СО2 - почти как у НДМГ-кислород.

А не стремно хранить смесь горючего и окислителя?
Не забывайте, что одно из основных преимуществ гибридов именно в безопасности.

Горение идет в пристеночном слоя в-основном.

Вы про N2O? Так это не окислитель, в общем-то, по отношению к нитрометану. Он сам себе горючее и окислитель, в одном флаконе. С чистым - да, без опыта оращения с ВВ, не рекомендовал бы работать. А в разбавленном виде - почему бы и нет?

Товарищу с ником 2-87.
Напоминаю, что этот топик только для информации и обсуждения деталей конструкции и испытаний гибридных двигателей на N2O и полимерном топливе. Всевозможные "умные" дискуссии направляем отсюда в соответствующие рубрики. Если можно тебя попросить изьять свои посты отсюда и переместить их по-направлению... Por favor! Без обиды.

Центаурус, привет! Зима не кончилась еще у вас ? Как успехи в написании материала к книге?

Наверное сообщение о испытаниях ГРД Me_H_150 логичнее оставить в этом топике. Хотя этот мотор и предназначен для booster ракеты S_H_2S он является одним из вариантов серии мини ГРД. Испытания проводились с целью оптимизации рабочего процесса в двигателе и доводки некоторых элементов двигателя. В частности дренажного клапана. Был установлен инжектор 1.3 мм, вместо 1.8 мм, который был использован в первом испытании этой версии. Также был уменьшен диаметр критики сопла. Использовалась графитовая вставка с диаметром 6 мм. Испытание проводилось на стенде в вертикальном положении двигателя соплом вниз. Запись видео: камера SONY Mavica. Запись тяги производилась. График прилагается. Двигатель показал рабочие параметры: время горения - 6.5 s. Масса сгоревшего топлива - 0.145 kg. Время тяги 4.5 s. It = 278 N*s, Favg = 62 N. Is (delivery) = 190 s.Класс - H.Is (refered to 10%) = 170 s.
В процессе заправки бака была сделана оценка функционирования дренажного клапана. При достижении критического давления (при заправленной массе NOх ок. 150 г) расход парогазовой фазы через д.к. чрезмерен, поэтому дальнейшая заправка резко замедляется. Необходимо уменьшить эффективное отверстие клапана. В основном испытание можно признать успешным. Сейчас к ст.тесту готовится 3 инжекторная версия этого двигателя. С динамическим клапаном. Видео здесь: http://www.albe76.newmail.ru/Me_H_150_st_18.03.09.MPG

Подготовка мини ГРД Ме_H_150_2 к статическим огневым испытаниям. На фото 1,2 "исчезающий элемент" пироклапана и вид на 3-х портовый инжектор. Пороховая мякоть на основе нитроклея уложенная в канал ступенчатой формы должна сдерживать напор штока динамического пироклапана на выходе бака с NOх до момента зажигания. На фото 3 сформованные шашки композитного топлива. На сей раз решил попробовать использовать в качестве обечайки тонкостенную трубку PVC такого же диаметра, что и нейлоновая шашка. Вместо бумажной трубки на клею. Удобно. Отрезал необходимый кусок и можно формовать. Но есть сомнение, что может к стенкам камеры приплавиться. Но на то они и конструкторско-доводочные испытания (КДИ), чтобы экспериментировать. Наиболее вероятный исход - полное сгорание в струе окислителя в первой фазе РП. Как и шашки в бумажном корпусе. Формула КТ та же, что и ранее. После отверждения дополню цилиндрический центральный канал несколькими концентрическими, для более активного горения.

К сожалению закончился NOх в баллоне. Что-то больно быстро. Подозрение на утечку в кране. Или привезли недолитым. Так что испытание откладывается.

Сильно ли увязаны количество форсунок и форма отверстия в полимерном топливе ГРД ?

Огневые испытания двигателя Ме_H_150_2 были проведены на стенде 17.04.09. Температура воздуха + 12ºЦ. Бак был заполнен 100 гр закиси азота (ХЧ) для первого раза. Выход на режим почти мгновенный. Чётко были видны (на видео также) фазы горения: 1 - пироклапан; 2 - комбинированная шашка; 3 - полимерная шашка. Время тяги - 3 с. Запись со стенда производилась на цифровой осциллограф Tektronix TDS 3032. Обработка результатов в проге Origin 6.1. Ничего особенного трёхфорсуночный двигатель не произвёл. В сравнении с однофорсуночным. Той же площади инжектора. Может чуть выше (скорее всего из-за большего давления в камере, поскольку вставка в критику была 6.5 мм против 8 в первом варианте двиг.). Конечно, по одному испытанию нельзя делать выводы об эффективности рабочего процесса. Если уменьшить эффективную площадь отверстийдо площади 1.3 мм инжектора, возможно эффективность Р.П. резко увеличится. Как это было в случае 1 инж. Что касается конструктивной схемы двигателя, в части мобильного клапана, его герметичности, скорости запуска и выхода на режим, термических явлений, то можно сделать предварительное заключение о её работоспособности. То-есть как идея, так и подбор материалов были правильными. После испытания двигатель разобрался руками. После очистки налипших продуктов сгорания на хвостовик клапана, последний также свободно был разобран. Не было проникновения газов в прекамеру. О-ринги не были деформированы. В них особенно были сомнения, поскольку резина плохо работает в тех условиях, насыщаясь газами при адиабатическом расширении потока окислителя из бака.
График прилагается. Что пришло в голову глядя на него? Особенно на ступеньку после 1 сек. горения композитной шашки. Ведь этот участок практически прямоугольный. А что если всю шашку сделать композитной? В виде вкладыша в полимерную трубку. Трудновато будет посчитать давление. Но раз 1 с. мотор выдержал, надеюсь выдержит и 3-4 с горения. Попробовал апроксимировать полученный график до вероятного продолжения горения композитной шашки в камере, если бы она была цельной. Получается очень высокая добавка. И очень тянет попробовать...
(video) http://albe76.newmail.ru/Me_H_150_2_st_17.04.09.MPG