РДТТ конструкции технологии материалы - XVIII

AndreyV> http://www.nakka-rocketry.net/articles/DED.pdf

Огромное спасибо.

Костян1979> Вопрос на какое давление можно рассчитывать эту трубу?
Вот накковская программа расчета корпусов моторов: Richard Nakka's Experimental Rocketry Site

> И еще как определить дюраль или алюминий?
Алюминий пачкает руки, если потереть. Дюраль звенит, алюминий мягкий. Цвет разный - алюминий серый, дюраль с еле заметным цветным отливом. Отпили кусочек (колечко) и сплющи - если лопнет по сгибу, значит дюраль.

Костян1979> Сегодня купил трубу дюраль диаметр внутренний 23 мм стенка 3 мм.

Если это дюраль, то на этом диаметре (case calc всё же скачай) при толщине проточенной стенки 2 мм двигатель (от 20 до 50 г топлива) можно расчитывать до 1000 psi (70 Атм). Но крышки (крышку) нужно делать на внешней резьбе камеры (лучше держит на разрыв и не заклинит) . Резьба шага 1.25-1.5. Никаких о-рингов ставить не нужно. И не забудь оставить приливы (с толщ. стенки 3 мм) на корпусе на длине полдиаметра от среза.

a_centaurus> Если это дюраль...
Спасибо за подсказки. хотелось бы все таки во внутрь трубы вкручивать заглушки дабы габариты уменьшить. Вот чертежик жду замечаний. Двигатель рассчитываю заряжать 5-ю шашками с размерами D шашки=20мм D канала=8мм, L шашки=40мм. топливо карамель на сахаре 65х35.

Костян1979> Двигатель рассчитываю заряжать 5-ю шашками с размерами D шашки=20мм D канала=8мм, L шашки=40мм.

Шашки длинноваты, будет прогрессивный профиль горения, хотя и не сильно. Какое давление получается по расчёту?

Я так понял, делать стенки тоньше ты не будешь. Тогда внутренняя резьба годится, только делай её плотной. Смазывай или очень густой смазкой или обматывай тефлоновой сантехнической лентой.

Костян1979> Спасибо за подсказки. хотелось бы все таки во внутрь трубы вкручивать заглушки дабы габариты уменьшить.

Авиабаза мне с моего сервера не позволяет прямо видеть изображение в увеличенном виде. А скачанный с Инета план не разрешается в деталях. Поэтому если понял не правильно, то не обессудь. Для карамельных двигателей, особенно на сахаре, с канальными шашками рекомендуется отношение L/D = 5-6. А у тебя - 10. Да ещё диаметр всего 20 мм. Такой двигатель никогда не достигнет совершенства. То есть оптимального соотношения тяга/снаряжённая масса. Трудно найти Kn для достижения величины давления обеспечивающего относительно высокую тягу и приемлимый Isp. Смотри, масса топлива у тебя будет ок. 90 г. В лучшем случае это тебе даст ок. 60 N*s при P = 30 Атм т.к критика у тебя ок. 7-8 мм. Время горения - 1.2 с. Favg = 50 N. Т.е. Isp будет ок. 70 с.
В то же время из такого материала можно легко сделать двигатель на 60 г топлива с 2- 3 субшашками (bates) под давление 50-60 Атм. Тогда It увеличится до 80 N*s время горения несколько снизится до 0.8-1.0 с, Favg = 80 - 100 N, а Isp поднимется до 130 с, то есть до значения максимального практического. Масса двигателя уменьшиться на 1/3 а твоя ракета поднимется на 100 выше. Про резинки я уже написал. У тебя длина резьбы достаточна, чтобы работать герметично только со смазкой.
На самом деле двигатель делается под задачу. Ты её знаешь лучше. Поэтому, ты не воспринимай, написанное как критику. Это просто взгляд со стороны: что бы я сделал, будь у меня такая трубка.

Стенки под внутреннюю резьбу можешь проточить вот так. В прочности не потеряет, но будет легче. Это микродвигатель на KNSu похожего калибра и дизайна. Даёт тягу 30 N.

Serge77> Я так понял, делать стенки тоньше ты не будешь. Тогда внутренняя резьба годится, только делай её плотной. Смазывай или очень густой смазкой или обматывай тефлоновой сантехнической лентой.
Расчетное давление 50-55 атмосфер. Да рассчитываю под ленту. трубу вообще то думал проточить, 0,5 мм на стенки снять что думаеш?

Костян1979> трубу вообще то думал проточить, 0,5 мм на стенки снять что думаеш?

Да там много что можно облегчить. Стенку проточить, резьбы укоротить вместе с заглушками, но для первого двигателя я бы ничего этого не делал. Много веса не сэкономишь, а проблемы могут появиться.

Не забудь шашки обмотать теплоизоляцией, хотя бы 0.5 мм бумаги. И бронировку на шашках проверяй, это очень важно, тут не бессопловик.

******

a_centaurus> Авиабаза мне с моего сервера не позволяет прямо видеть изображение в увеличенном виде.
Вот мои расчеты. посмотри. Я хотел получить двигатель с СИ=100 Н*с.

А где же 60-65 атм? Есть 50-55.

Serge77> А где же 60-65 атм? Есть 50-55.

Ой ошибся

Костян1979> Вот мои расчеты. посмотри. Я хотел получить двигатель с СИ=100 Н*с.

Расчёты не вижу. Но по It = 100 N*s и давлению 1000 psi уже понятно, что ты хотел сделать. Давление высоковато для такого соотношения L/D (из собственного опыта автора). Да ещё и профиль прогрессивный. Карамель на сахаре - очень быстрое топливо при таких давлениях. Если уж не хочешь ничего менять, то хотя бы для первых испытаний сделай пропорцию 60/40. Будет чуть помедленнее. И под торцы 1 и последней шашки поставь картонные шайбы, обильнопокрытые сил. смазкой. Будут предохранять от прорыва газов в резьбу. Если не будет раскручиваться после теста положи двигатель в банку с горячей водой. Через полчаса обычно можно открутить без проблем.

Serge77> Не забудь шашки обмотать теплоизоляцией, хотя бы 0.5 мм бумаги. И бронировку на шашках проверяй, это очень важно, тут не бессопловик.
Теплоизоляция будит как минимум 1мм а вообще должно получится 1,5мм.
Если коллегия утверждает завтра несу к токарю и буду надеяться на его ровные руки.

a_centaurus> И под торцы 1 и последней шашки поставь картонные шайбы, обильнопокрытые сил. смазкой. Будут предохранять от прорыва газов в резьбу.
В заглушке предусмотрена проточка под теплоизоляцию как у RocKI, но шайбу положу все равно.

a_centaurus> Давление высоковато для такого соотношения L/D.

Не знаю такого правила. Можешь уточнить, откуда это?

Костян1979> шайбу положу все равно.

Куда ты её положишь? Там нет места. Да и не нужно, ты сделал правильную проточку.

Костян1979> И вот.

Да, сейчас появилось. Знаешь, чтобы сделать оценку твоего расчёта, достаточно глянуть на полученный Isp = 150 с . Прочитай страничку у Накки или DARK о баллистических исследованиях этого топлива. Тогда ты узнаешь, каким должен быть практический Isp формулы KNO3+table sugar для давления 1000 psi (68 Атм). Чтобы программа SRM давала более менее приемлимые для практики результаты, нужно знать предельные значения и вводить эмпирические поправочные коэффициенты. Для этого необходима собственная статистика. Поэтому записывай все свои наработки в тетрадь. И результаты испытаний. Когда наберёшь данных сможешь сравнить и подправить теорию своей практикой.

a_centaurus>> Давление высоковато для такого соотношения L/D.
Serge77> Не знаю такого правила. Можешь уточнить, откуда это?

Хороший вопрос и интересный. Посмотрел и пока не нашёл конкретную ссылку. Но встречал, когда работал над составлением документа на разработку РДТТ на сах. топливе. Попробую обьяснить свою позицию. Из собственного опыта появилось эмпирическое заключение: 3 < L/D < 10 @ 1000 psi. Разумеется заключение сделано на базе критерия: избежать эррозионного горения, которое происходит когда Аp / At < 2-3 и удержать профиль горения ближе к нейтральному (Kn inic=Kn fin). А это соотношение сверху конструктивно ограничено диаметром камеры/шашки (диаметром канала vs. диаметр критики). То есть, для мелких калибров (как в данном случае) сложно добиться нейтрального и неэррозионного горения при больших удлинениях камеры и высоких давлениях одновременно. Поток газов, проходящий через канал сильно тормозиться ударной волной в закритическом сечении при малых Аp / At. Начинается разгар шашки у выхода из камеры и горение переходит в эррозионное. У Саттона для составной шашки трубчатого сечения для бустера принято 3<L/D<7, для conosyl core 2<L/D<4. У Nakka есть хорошая проработка этого вопроса (L/D vs. P vs. Ap/At) с расчётами для сахарных топлив (Propellent grain theory).
Поэтому предлагаю дополнить моё пожелание "Костян 79" ссылкой "из собственного опыта автора" и принимать/не принимать его с соответствующей поправкой.

a_centaurus> избежать эррозионного горения, которое происходит когда Аp / At < 2-3

А это соотношение откуда?

a_centaurus> Поток газов, проходящий через канал сильно тормозиться ударной волной в закритическом сечении при малых Аp / At

Здесь вообще ничего не понятно. Откуда такие данные?

a_centaurus> У Саттона для составной шашки трубчатого сечения для бустера принято 3<L/D<7

Стандартная шашка имеет максимально нейтральный профиль при длине
длина = 1.5*(наружный диаметр) + (радиус канала)

Это соотношение я вывел сам, приравняв начальную и конечную площади горения.

Serge77> Стандартная шашка имеет максимально нейтральный профиль при длине
Serge77> длина = 1.5*(наружный диаметр) + (радиус канала)
Serge77> Это соотношение я вывел сам, приравняв начальную и конечную площади горения.

Ищи сам. Я тебе источники указал. Начни отсюда: