Private Space Launch - создание ракеты на ГРД

Проект, посвященный созданию носителя на ГРД
 
1 12 13 14 15 16 75
+
-
edit
 

FRC

опытный

a_centaurus> Именно парафиновая шашка наиболее безопасная из всех топлив с малой температурой плавления и возгонки. ... Я эмпирически нашёл диаметр инжектора посередине между высоким и низким значением G . .. Так что, если решишься, то начинай прямо с парафина. Это самая перспективная пара.

Спасибо тебе. Еще раз перечитаю твои посты по парафину.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Итак. В ночь (как сказал мой товаришь - ведьмы летают по ночам :)) с 14.11 на 15.11 в удаленном от посторонних глаз месте были проведены романтические огневые испытания. Хотя, я бы назвал их "дымные испытания" , т.к. дыма было гораздо больше огня. Или попросту - жгли свечки :)

Были учтены все реккомендации по безопасности процесса (с рамках разумного). Местом испытаний стал, видимо, только построенный "сеновал" (бетонная площадка прим. 50х20-15 метров, окруженная по периметру бетонной стеной высотой 1,5метра и железной крышей). Место идеальное, если бы не холод.

Освещение - фары 2-х авто + замечательные диодные светильники "made by Сергей's company".
Электроснабжение ноутбука - автоинвертер 600Вт.
Измерения: мне сложно комментировать, т.к. было много проводов и коробочек :) На стенде был датчик, в который через муфту упирался двигатель. На стенде был усилитель сигнала, аккумулятор, реле управления самодельным электроклапаном, реле и блок электрозажигания со светодиодной индикацией. От стенда к пульту управления (АЦП, переключатель клапана и кнопка зажигания) протянута витая пара 20м, а от пульта - провод к ноутбуку. Более подробно может описать автор.
Все выглядит внушительно и солидно. Фото здесь, чтоб не загромождать форум: http://hybridrocket.web-box.ru/glubina/stend/

Оценка работы электрики может быть только отличная. Из 3-х пусков (огневым получился только последний), все срабатывало великолепно. Клапан открывался/закрывался, запалы зажигались, программа писала данные. Супер, одним словом!

Двигатель:
Длина парафиновой шашки 360х42х(стенка)12мм
Стартовая шашка - черный порох + ал.пудра + нитролак.
Цетробежная форсунка 2 канала по ф2мм.
Давление на момент старта (по манометру) - до 20атм. Должно было быть 40 по расчетам как минимум. Температура - 2-3 Цельсия.
Диаметр критики - 19мм, стальное сопло.
Расчетная тяга - 1000N/S.

Двигатель не вышел на расчетную тягу, выдав около 20кг. Данные пока не обработаны в презентабельный вид, так что выложу график позднее. Виновато, скорее всего, недостаточное давление окислителя. В принципе, это видно по видеосъемке:
The second hybrid rocket motor test (the third attempt) 100кг/сек (1000N/s) - YouTube (в видео много лишнего, так что сразу перематывайте на 25 секунду).
Или вот, со второй камеры: The second hybrid rocket motor test (another camera) - YouTube

Разгар канала шашки от "до стенки" в половине КС, прилегающей к инжекторной головке, то 38мм (с30мм) в районе сопла. Неравномерность разгара на совести центробежной форсунки. Надо учитывать при конструировании следующей камеры. После прожига двигатель был теплый, но не горячий.

Интересно будет услышать комментарии относительно причин недостаточной тяги.

Выводы:
1. Надо организовать обогрев баллона на стенде. Это или электороодеяло, или вообще делать закрытую монтажную палатку (так удобнее будет готовить старт, т.к. занимает длительное время) с обогревом пропановой минипушкой/печкой. Прямо из палатки и стартовать, убежав на КП. На морозе плохо работать.
2. Необходимо лучше приклеивать запалы к стартовым шашкам.
3. Сделать электроклапан другой конструкции (скорее всего игольчатый) - http://hybridrocket.web-box.ru/files/.../. Этот тоже работает, но из-за огромного пускового тока. Может "отдать концы".
4. Обязательно контролировать исполнение всех предпусковых процедур, чтобы небыло не открытых вентилей как при первой попытке.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

Laska_2879

опытный

Laska_2879> Скажите,пожалуйста,я на РАКЕТНОМ форуме...? Ракетчики! А-у-у-у-у...!

Ну,вот! Легки на памине! :D
 7.07.0
Это сообщение редактировалось 16.11.2009 в 21:48
+
-
edit
 

Laska_2879

опытный

FRC> Итак. В ночь (как сказал мой товаришь - ведьмы летают по ночам :)) с 14.11 на 15.11 в удаленном от посторонних глаз месте были проведены романтические огневые испытания. Хотя, я бы назвал их "дымные испытания" , т.к. дыма было гораздо больше огня. Или попросту - жгли свечки :)


Хоть и окислителя,кажется, явно маловато - МОЛОДЦЫ! С почином!!! :D :D :D
 7.07.0

Serge77

модератор

Поздравляю! Это уже серьёзный почин!

Насчёт тяги - нужно знать, сколько израсходовалось окислителя и горючего. Взвешивал?
Если много дыма - наверно парафин не успевал сгорать, просто вылетая наружу.

FRC

опытный

Laska_2879> Хоть и окислителя,кажется, явно маловато - МОЛОДЦЫ! С почином!!! :D :D :D

Спасибо

Serge77> Поздравляю! Это уже серьёзный почин!
Serge77> Насчёт тяги - нужно знать, сколько израсходовалось окислителя и горючего. Взвешивал?
Serge77> Если много дыма - наверно парафин не успевал сгорать, просто вылетая наружу.

Спасибо. Взвешивать-то взвешивали, да не так :) Т.е. взвесили полный бак до первого прожига (21285гр) баллон. Потом первая попытка - не пошел окислитель (я баллон не открыл), вторая - окислитель прошипел, но не стали взвешивать (если честно, было уже не принципиален импульс, тягу бы зафиксировать в 2 ночи :)) , а третья попытка получилась, но взвешивать уже не имеет смысла.
Думаю, я баллон к следующим прожигам на безмене подвешу, чтоб не сниматать баллон и не разбирать соединения. Пусть висит себе.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

RLAN

старожил

FRC> Итак. .... были проведены романтические огневые испытания.

Поздравляю. Выглядело хорошо, серьезно.
Результат, наверняка, неоднозначный. Но лиха беда начало.
Еще раз поздравляю.
 
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC>> Итак. .... были проведены романтические огневые испытания.
Поздравляю, Антон!
Это здорово, что дошёл до "первого вопля". По описанию ничего не понял. Проверь написанное. Особенно цифры по массе окислителя. Масса парафиновой шашки где-то 300 г? Тогда из расчёта по расходу 5:1 можно прикинуть массу сгоревшего топлива. По видео:
Двигатель работал три секунды. Факел "superexpanded", поэтому коэффициент тяги был незначителен. На режим выходил долго. Ну а "единственный и неповторимый свидетель - график тяги". Так что давай восстанавливай его. При такой температуре закись имеет давление где-то на 200 psi меньше расчётного. Поэтому нужно либо расчитывать инжектор и давление в камере, либо подогревать бак. Но в целом ты должен составить ведомость сделанного и проанализировать ± по каждой позиции. Тогда тебе станет ясно, что корректировать,
 3.5.53.5.5

RocKI

опытный

FRC> Интересно будет услышать комментарии относительно причин недостаточной тяги.

я не вдавался в подробности, так что можешь не обращать внимание на мой комментарий, но что меня сразу напрягло - соотношение размеров двигателя и диаметра критики. 19мм? Не перебор? Надеюсь ты правильно все посчитал. При работе тоже было впечатление бессопловика.

FRC

опытный

RLAN> Еще раз поздравляю.
Спасибо

_centaurus> Поздравляю, Антон!
Спасибо

RocKI> я не вдавался в подробности, так что можешь не обращать внимание на мой комментарий, но что меня сразу напрягло - соотношение размеров двигателя и диаметра критики. 19мм? Не перебор? Надеюсь ты правильно все посчитал. При работе тоже было впечатление бессопловика.

На комментарии обращаю внимание и более того,сам просил их сделать, т.к. конструктивные мнения важны.
Расчет диаметра критики и остальных параметров был на основе данных программы. Вручную собираюсь все пересчитать по алгоритму Центауруса сегодня-завтра.
Так же надо уменьшать металлоемкость для летной конструкции, причем радикально.

Масса шашки была 247гр.
Израсходовано - 114гр.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

Serge77

модератор

FRC> Израсходовано - 114гр.

А сколько всего израсходовано закиси? Можно хотя бы очень грубо прикинуть, сколько ушло на второй пуск и осталось на третий?

Ckona

опытный

FRC> На комментарии обращаю внимание,сам просил их сделать.

На видео на заднем плане виден автомобиль.
Можно ли оценить радиус разлета осколков при аварийном развитии событий ?
 

FRC

опытный

Ckona> Можно ли оценить радиус разлета осколков при аварийном развитии событий ?

Скорее только прикинуть. Это был осознанный риск, т.к. по-другому сделать было нельзя в нынешних условиях места испытаний. При разрыве баллона осколки долетели бы в любом случае (но мы сделали все в части конструкции, чтобы предотвратить обратный удар). Но долетели бы до машины, а мы были за дверями и с поднятым капотом. При отстреле фланцевого соединения на двигателе - риска практически небыло, с учетом расположения авто на 45град от стенда.
Почему нужна была машина:
1. Питание ноутбука было от инвертера, запитанного, в свою очередь, от аккумулятора автомобиля. По-другому никак, т.к. разрядка батарейки ноута и в тепле-то идет активно, а на улице холод. Ноут перезагружать низзя , т.к. сбиваются настройки программы. Вот он и должен работать 3-4 часа.
2. На улице холодно. КП должен быть теплый, иначе после нескольких часов на морозе, начинаешь лепить ошибки.
3. Освещение стенда.
4.Визуальное наблюдение стенда.

На будущее (после Нового года)
У меня есть переносной генератор, но он не влезает в авто вместе со стендом. Поэтому, при решении вопроса с прицепом, решится вопрос и более удаленного или защищенного КП.
Здесь тоже не все однозначно. На полигоне надо нужны два "помещещения":
- монтажная палатка в которой будет собираться и стоять стенд.
- КП.
Для удобства, оба сооружения разборные, рамные.
Скорее всего, монтажная палатка будет обтянута прочным/армированным/многослойным материалом с "бронировкой" (дюралевые пластины, 30смх50смх2см) со стороны нахождения КП. Таким образом, опасность разлета будет минимальной.
А КП тоже будет выполнено по аналогичной схеме, но с более простой защитой.
Но на это нужно время и деньги.
Потому предстоящие испытания будут по старой схеме с машиной.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Serge77> А сколько всего израсходовано закиси? Можно хотя бы очень грубо прикинуть, сколько ушло на второй пуск и осталось на третий?

После прожигов баллон не взвешивали, надо будет сделать это на неделе и написать. Начальный вес полного был 21285гр. (это я чтоб не забыть написал :))

Кстати, после разборки камеры сгорания осознал проблематичность использования центробежной форсунки. Ее не часто на гибридниках используют, наверно не в силу снижения операбельности и неясности/несущественности улучшения характеристик, а из за других проблем.
1. Факел из форсунки имеет форму шатра. Потому горение/реакция с топливом происходит не равномерно. Самое активное выжигание шашки происходит в 30-50мм от инжекторной головки. Шашка в этом месте быстро прогорает до металла камеры и дальше идет торцевое горение + канальное. Из-за торцевого горения, газы проходят за бронировку из бумаги и заворачивают ее, в прямом смысле, внутрь канала (описываю увиденное). В конце, видимо остатки шашки были бы выплюнуты из сопла, что есть хреново.
Видимо, пара "парафин+центробежная форсунка" - совсем и не пара :) Может быть с более твердым и тугоплавким топливом иной конфигурации фокус пройдет, но "плевок" в конце работы будет по-любому.
2. Кроме того, стоит подумать о теплозащите камеры, т.к. с центробежным распылом стенка быстро оголяется.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

kirya

втянувшийся

FRC> Более подробно может описать автор.

Было бы интересно...
www.kirov-rockets.ru  6.06.0

FRC

опытный

График
Прикреплённые файлы:
141109.jpg (скачать) [62,31 кбайт, 41 загрузка] [attach=173367]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Мой друг, делавший электронику, прислал описание.
Прикреплённые файлы:
Стенд.doc (скачать) [42,5 кбайт, 367 загрузок] [attach=173560]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

А проект идет своим чередом. Постепенно приходит осознание проделанного и возникает куча вопросов. Знаний мне не хватает, потому прошу помощи.

Проведенные работы, выводы, решения:

1. пересчитал все по алгоритму Цнтауруса. Результаты с hybrid_calc сошлись (кроме диаметра критики. В проге- 19мм, а в алгоритме - 21). Значит, проблема существенного недобора тяги не в ошибочных расчетах.

2. Манометр на стенде врал безбожно. На момент пуска давление в баллоне было от 31 до 35атм,а не 15-20. Манометр заменили буду изменять его место расположения, чтобы контакт с жидким окислителем был минимальный.

3. Баллон будем греть электроодеялом, отслеживая давление по манометру.

4. Баллон будет пока подвешен на электронном безмене с точностью ±20гр., чтобы упростить съем информации. В последствии стойка баллона будет отделена от стенда и баллон/бак будет свободно подвешиваться на тензодатчике с выходом на ноутбук через АЦП (как для измерения тяги).

5. Есть основания полагать, что виновато в недоборе тяги не только низкое давление в баке, но и собственное сопротивление магистрали "бак - камера сгорания".
Магистраль из РВД с внутренним диаметром ф4мм, L=1500мм.
Для уточнения сопротивления были проведены продувки воздухом из компрессора с фиксацией установившегося давления (УД) при свободном выходе воздуха из магистрали.

1. УД магистрали компрессора без нагрузки – 20пси
2. УД магистрали стенда без инжектроной головки– 2,8пси (ф4мм, Длина 150мм, кран шаровый)
3. Обратный клапан конструкции 14.11.09 (использовался на последних прожигах) - 1,5пси
4. Новых обратный клапан - 1пси.
5. УД струйной двухпортовой форсунки ф2мм каждый порт – 4,7пси. Скорее всего на 0.5пси меньше, т.к. шкала манометра малоинформативная или просто небрежно замерял.
6. УД с центробежной 2-х портовой форсункой с ф2мм каждого порта -4,7пси.
7. УД однопортового струйного инжектора ф4мм – 0.2пси
Неизвестно сечение вентиля баллона......

Можно как-то вывести из полученных данных единое значение падения давления в магистрали, чтобы учесть в расчетах? Как в алгоритме - 300пси или 100пси....

6. Может кто-то уточнить, растворяется ли O2 в N2O и дать ссылку на информацию если да?
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

avmich

координатор

FRC> 3. Баллон будем греть электроодеялом, отслеживая давление по манометру.

Мне это выглядит грубейшим нарушением ТБ и просто действием, которое не нужно.

Я читал отчёты. Если есть чёткая причина, почему кажется, что надо греть баллон - прошу напомнить.

Людей вполне достаточно гибнет при попытке греть баллоны с газом. Добавлять незачем.
 3.5.53.5.5

avmich

координатор

FRC> 6. Может кто-то уточнить, растворяется ли O2 в N2O и дать ссылку на информацию если да?

Идея использовать вместе с закисью ещё и О2 мне выглядит крайне странной. Интересно, конечно, что Центаурус скажет.
 3.5.53.5.5

Ckona

опытный

FRC> 2. Манометр на стенде врал безбожно. На момент пуска давление в баллоне было от 31 до 35атм,а не 15-20. ... Есть основания полагать, что виновато в недоборе тяги не только низкое давление в баке, ...
Тут что-то не вяжется. Из текста следует, что на момент пуска давление в баллоне было больше, чем планировалось. Нет ли опечатки ?

FRC> ...но и собственное сопротивление магистрали "бак - камера сгорания". Магистраль из РВД с внутренним диаметром ф4мм, L=1500мм.
FRC> Для уточнения сопротивления были проведены продувки воздухом из компрессора с фиксацией установившегося давления (УД) при свободном выходе воздуха из магистрали.
Далее приводится разность давлений между входом(началом) и выходом участка магистрали ?
Я бы тут для четкости давал эскиз магистрали с точками измерений.
Если не трудно - приведи расчетную цифру по расходу окислителя.
 

Serge77

модератор

FRC> 2. Манометр на стенде врал безбожно.

Как ты это узнал?

FRC> 3. Баллон будем греть электроодеялом, отслеживая давление по манометру.

Очень опасно. Давление закиси очень сильно растёт с температурой в районе 20-30С, а одеяло имеет тепловую инерцию. Ты выключишь при нужном давлении, а температура ещё поднимется на несколько градусов, а может и больше.

FRC> 6. Может кто-то уточнить, растворяется ли O2 в N2O и дать ссылку на информацию если да?

Да, недавно Центаурус давал ссылку на Нитрокс - это оно и есть.

FRC

опытный

avmich> Я читал отчёты. Если есть чёткая причина, почему кажется, что надо греть баллон - прошу напомнить.

Причина в том, что я в Москве, где зима :) Давления 35атм - 1) ниже расчетного, 2) слишком некомфортная разница с давлением в КС. Если будет хотя бы временная закупорка критики, то 15 атм может не хватить, чтобы эту самую закупорку без последствий пережить; 3) высокое сопротивление магистрали стенда.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> 1. Результаты с hybrid_calc сошлись (кроме диаметра критики. В проге- 19мм, а в алгоритме - 21).
Ты использовал данные по парафину? А как ты учёл центробежную форсунку??? Ведь алгоритм расчёта сделан с простой форсункой.

FRC> 2. Манометр на стенде врал безбожно.

Я же вам говорил, что манометр, установленный на магистрали использовать нецелесообразно. Там ведь идёт двухфазная компонента. А давление в баллоне зависит только от температуры. То есть оно и будет порядка 35-48 Атм.

FRC> 3. Баллон будем греть электроодеялом, отслеживая давление по манометру.

Читай пункт второй. Про одеяло: если оно термостатированное, то установив контроллер на 30º и сделав мониторинг в течение нескольких часов, его можно использовать. В лабораторной практике, например, есть резиновые ленты с внутренним нихромовым сопротивлением. Ими обматывают обьект (реактор, баллон) и включают питание (12 В) через контр. оснащённый термодатчиком. Другой вариант - сделать контр. оснащённый термодатчиком. Другой вариант - сделать термостат - яшик (труба) с пенопластовыми стенками. В нём простейший нагреватель (фен бытовой, например). В течение двух-четырех часов такая штука будет стабильно поддерживать температуру.

FRC> 4. Баллон будет пока подвешен ...
Хочу верить. что головой вниз.

FRC> 5. Есть основания полагать, что виновато собственное сопротивление магистрали "бак - камера сгорания". Магистраль из РВД с внутренним диаметром ф4мм, L=1500мм.

Это вряд ли. Падение давления на подводе даёт величину ок. 30% P drop = 50 psi.

FRC> 1. УД магистрали компрессора без нагрузки – 20пси

В реальности больше, поскольку идёт парокапельная фаза. Обычно ullage (уже в камере) берут в пределах 100 пси

FRC> 6. Может кто-то уточнить, растворяется ли O2 в N2O и дать ссылку на информацию если да?

404 Not Found

Такие смеси (например - Nytrox) описаны в патенте US20090031700, Arif Karabeyoglu.
Только вы, дорогой товарищ, пока бы не замахивались на это... Техника эта сложна опасна и дорога. Да и зачем? На обычном NOх SS N1 достигал 100 км. Да и других примеров достаточно. А тебе нужно пока думать о простом обучении лабораторным ракетным техникам и механическому дизайну. Кроме этого изучать прикладные науки. Лет через 5, если не выдохнешься, начнёт что-то получаться. Я имею в виду - своё. Этот путь познания называется эмпирическим. Он долог и дает позитивные результаты со временем. Хотя все это я тебе уже писал. К сожалению, соблазн "идти своим путем...", похоже по-прежнему популярен ...
 3.5.53.5.5

FRC

опытный

FRC>> 2. Манометр на стенде врал безбожно. На момент пуска давление в баллоне было от 31 до 35атм,а не 15-20. ... Есть основания полагать, что виновато в недоборе тяги не только низкое давление в баке, ...
Ckona> Тут что-то не вяжется. Из текста следует, что на момент пуска давление в баллоне было больше, чем планировалось. Нет ли опечатки ?

Опечатки нет, просто я упустил предысторию проблемы. Расчетное давление было 42-45атм как минимум. При проверке давления до и после прожига манометр (врезанный в линию) показал ок.20атм, что само по себе при +2-4С невозможно. При такой температуре давление в баке 31-35атм.

FRC>> ...но и собственное сопротивление магистрали "бак - камера сгорания". Магистраль из РВД с внутренним диаметром ф4мм, L=1500мм.

Ckona> Далее приводится разность давлений между входом(началом) и выходом участка магистрали ?
Да. Т.е. открывал шаровый кран, включал компрессор и смотрел сколько показывает.
Ckona> Я бы тут для четкости давал эскиз магистрали с точками измерений.
Наверно надо сделать эскиз. На сайте в разделе Техническая часть/Стенд есть подробное фото внизу. Там только одна точка измерения давления в магистрали - между баком и шаровым краном.
А при продувках воздухом, я снимал данные с манометра на ресивере компрессора и все.

Ckona> Если не трудно - приведи расчетную цифру по расходу окислителя.
472гр/сек примерно. Как раз эту величину я и хотел точно определить в результате прожигов.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
1 12 13 14 15 16 75

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