Private Space Launch - создание ракеты на ГРД

FRC> С первого раза вроде как значения не придал схеме...
Когда дойдёшь до дизайна ракеты я тебе могу прислать чертежи устройства. Оно стандартно решено для разных калибров. С одним и тем же пироинициатором. Именно разделение ракеты на части позволяет спасать наиболее уязвимые узлы ракеты. В том числе двигатель и стабилизаторы. В нашем случае это более чем необходимо. Соединённая фалом система из нескольких цилиндров (да ещё с оперением), падающая плашмя имеет собственное парашютирование. В этом случае ей не нужен drag parachute. Скорость установившегося падения не превышает 8-10 м/с. При наличии устройства задержки, раскрыть основной, он же единственный парашют, можно недалеко от Земли, простым раскрытием удерживающего купол бандажного затвора. А до тех пор сложенный купол будет служить дополнительным элементом торможения в системе. Такая схема проверена на практике неоднократно. И даже в случае неполной вытяжки парашюта (из непроверенной в спешке неправильной укладки фала) падающая как "сухой осенний лист " расчленённая ракета (Agena_4) при падении с высоты ок. 700 м отделалась поломкой только одного стабилизатора. Да и то попался камень.
FRC> Вообще с системой спасения вопрос гораздо сложнее момента раскрытия парашюта, как я уже понял...
Для первых лётных испытаний вполне достаточно поставить простой и надёжный таймер. С пуском от внешнего реле. Ты ведь испытаешь и квалифицируешь твой двигатель, хотя бы в трёх испытаниях, прежде чем ставить его на ракету. Собственно говоря, без графика тяги расчёт ракеты весьма затруднён. Да и выбираемый режим работы двигателя также увязан с необходимой баллистической траекторией полёта ракеты. То есть оптимизация двигателя с планером идёт с двух концов. Тут добавил, там умял... В результате компромисса получится желаемый (и/или возможный) оптимум. Получив несколько вариантов графика тяги (путём изменения некоторых конструктивных параметров движка) можно приступать к расчёту ракеты. Играя компоновкой узлов, размерами и формой стабилизаторов, калибров сегментов ракеты, длиной корпуса, можно (и нужно) будет оптимизировать несколько рабочих схем твоего изделия. Для этого лучше применять готовые программы. Лучше несколько, для сравнения. После анализа выбрать необходимый. И уже следовать ему неукоснительно в дизайне и выборе схемы управления.
FRC> Если с кратковременным скачком давления...
Про таймер я тебе уже написал. Время - параметр абсолютный. И наименее уязвимый в измерении и использовании. Кроме стандартных барометрических статических датчиков существуют специальные сенсоры, использующие другие физические эффекты для преобразования. Например - световолоконные датчики... Имея электронный преобразователь с приёмным фотодиодом можно изготовить сенсор на волокне. И вывести его за борт. Заподлицо с корпусом. Найти волокно - не проблема. Прототипы таких датчиков имеются. Заинтересуешься - дам ссылку. Также можно установить микро Pitot - сенсор, измеряющий скоростной напор. Их изготовление и логика работы большой сложности не представляют. Про аксселерометры тебе уже написали. Выбор за тобой. Но помни - чем проще, тем надёжнее. Лучше задублировать команду двумя простыми устройствами, чем городить одну сложную.

FRC> Пока ни разу небыло желания все прекратить или упростить. Просто хочется сделать хорошо...
Нужно делать и просто и хорошо... Упростить - в иженерной практике означает сделать надёжнее, дешевле, функциональнее... Это не есть бранное слово. Когда-то мэтры-конструкторы в КБ учили зелёных салаг: иди и переделай, чтобы работало лучше, а деталей имело меньше... Да чтобы фрезерных работ поменьше было, да чтобы запас по весу и габаритам получился... и т.д.

FRC> Первый проект. Низзя провалить Хотя, никаких высоких лозунгов, а просто в свое удовольствие...
Чтобы стать настоящим инженерным & исследовательским проектом твоему пока кустарному изделию не хватает глубины проработки... Это значит, что этапы разработки должны иметь не только абстрактные названия, но чёткий план их реализации перед началом. Я тебе уже писал, что техническая разработка начинается и развивается на бумаге... Она (бумага) всё стерпит. А вот глупая эклектика и пустые метания по сторонам с хаотичным изготовлением сырых узлов приводят к тупику и опустошению. И к финансовому в том числе. Ты ведь так и не прорисовал свой двигатель. Ни сборку в общем виде, ни деталировку узлов... Не знаю о твоём базовом образовании, но советую придерживаться общих норм этой индустрии. Пока этого не произойдёт, твой проект, как ты громко его не назовёшь, (а уже и назвал) будет всегда смотреться наивным и дилетантским, и профессионалы никогда не воспримут его всерьёз... И вообще, если уж ты назвал это "проектом", то у него должен быть обязательно не "лозунг" (он у тебя уже написан), а чёткий обьект разработки и грамотно обозначенная промежуточная/конечная цель. Без этого таккое занятие можно считать "Рукоделием". Для удовольствия... Советую тебе поискать описания подобных проектов в интернете. Например - студенческих (US Univer.). Например - Stanford. И сделать усердную компилляцию.
И свое место ищи в грамотном managment. Ты начал этот проект, ты его финансируешь, значит именно ты должен видеть лучше всех его конечную цель, выгоды и увязки с окружающей действительностью. Чтобы выбрать нужную электронику вовсе не обязательно понимать работу электронной схемы. Достаточно знать входные и выходные интерфейсы и задать необходимые условия работы разработчикам. ВСЁ... Остальное может быть "чёрным ящиком" или квадратом на схеме.
FRC> Кстати, а в итоге-то, парафин + сажа или что-то еще?
Пока - ничего кроме... Для шашки комбинированного топлива в Me_HL_100 с мультиканальной геометрией необходим быстрый разогрев за счёт увеличенной теплопроводности и лучшего epsilon (степень черноты). Тогда можно будет уменьшить время задержки для впуска жидкой фазы. Это по результатам первых стендовых испытаний.On the photo: 5 core paraffine+carbon (0.5%) powder grain.

FRC> Конструкция элементарная в изготовлении, но , О-ринги (справа которые) работают не оптимально и может "зажевать/повредить" (скажем так, он становится сложнее в изготовлении, т.к. выступ О-рингов и угол поршня становятся критическими элементами). Надо устанавливать их на поршне, а не в корпусе клапана.
FRC> Кстати я сделал как в оригинале, а потом додумкал....переделаю потом, если этот будет сбоить.
FRC> ЗЫ: не моя конструкция.

Раз не твоя, то не торопись всё критиковать, не опробовав. И тем более переделывать. Почему то в России всегда считают что "за рубежом грибных лесов нет...". Напомню, что все западные технологии основаны на "цивилизации о-рингов". Поэтому за 100 летнюю историю, я вас уверяю, их научились использовать. Согласно установленным нормам. В конкретном случае, дизайн следует назначению. Цилиндрический шток, выстреливаемый энергией газов, скользит с зазором по каналу раздвигая о-ринги, расположенные на ширине, большей диаметра ш. Его осцилляции в радиальном направлении незначительны, а закругление или фаска на торце позволяет войти в замыкание, не повредив достаточно прочную на разрыв, резину уплотнения. Толерансия (допуск) на замыкание (или выход о-ринга внутрь канала) составляет всего 3% от вн. диаметра (на рисунке внизу случай "sello vastago" или "отверстие"). Если ты изменишь (слепо) конструкцию на случай "вал", не меняя геометрии устройства, придётся увеличивать выход о-рингов до 7% (на рисунке вверху случай "sello piston" или "вал"), а осцилляции увеличатся как за счёт большего свободного пространства, так и вследствие появления мгновенной оси вращения на сближенных о-рингах. То есть твой вариант более уязвим. Я применяю его в динамическом клапане мини ГРД, но с учётом вышеуказанного и с дополнительно опорой на отверстие в головке splash-injector. Надеюсь, что шток ты сделал из стали или бронзы. Основная проблема в данном устройстве видится в установке о-рингов внутрь канавок в канале. Её нужно делать последовательно с двух сторон до установки фланцев. Первыми устанавливаются о-р. центрального расположения. Перед установкой о-ринги нужно не забыть смазать вак.смазкой. Для пироинициатора обязательным будет во-первых, его стандартное изготовление (определить минимальную массу намазки), во-вторых - тщательная герметизация каналов для кабелей. Надежнее всего это сделать вклейкой micropines или гнёзд-ножек, в которые, со стороны камеры впаивается нихромовая спираль, а с другой стороны надеваются разьёмы каблей системы зажигания. Тогда такой устройство будет многоразовым. Сгоревший нихром легко выпаивается и заменяется на новый. По резьбе пиропатрон нужно уплотнить тефлоновой лентой и вак.смазкой. Под фланцы, перед затягиванием винтов (их должно быть 6, как мин.) полезно положить отожжённую ал. или медную фольгу и промазать смазкой или силиконовым герметиком. Абсолютно необходимо испытать устройство до применения с закисью. Например с воздушной магистралью. И соблюдать все меры предосторожности.

a_centaurus> Соединённая фалом система из нескольких цилиндров (да ещё с оперением), падающая плашмя имеет собственное парашютирование.
Думаю, что схема, которую ты применяешь, не подойдет для одноступенчатой ракеты, в которой 80% длинны занимает двигатель и бак, а остальное БРЭО. Она будет иметь смысл для двухступенчатой ракеты (точно), но целесообразно ли вводить разделение двигателя и бака, связанных трубопроводом в нашем одноступенчатом варианте? Кроме того, туда надо будет и парашютную систему поместить. Надо останавливаться пока на расположении парашютного отсека в голове...


a_centaurus> ... Ты ведь так и не прорисовал свой двигатель.
Собственно, изначально делалось что-то, что должно дать какой-то результат, определяемый испытаниями. Это потом в работу включились участники, способные сделать грамотные расчеты. Сейчас как раз и занимаемся расчетами летного варианта, т.к. появилась возможность.
А стендовый домучаем с новой линией подачи окислителя большего диаметра. Свою задачу он выполняет, т.к. отработали и зажигание, и обратный клапан, и определили как делать бронировку, и научились проводить измерения. Осталось добиться потребного расхода окислителя.
Можно предварительно сказать, что с габаритами летного (а он существенно больше) почти угадали.
Качественный скачек в работах будет ближе к лету.

По плану работ - он на сайте вывешен. Конечно сроки нарушаем, но делаем. Цель и задачи так же описаны и видимо, будут выполнены/достигнуты.

FRC> Думаю, что схема, которую ты применяешь, не подойдет для одноступенчатой ракеты, в которой 80% длинны занимает двигатель и бак, а остальное БРЭО.

Ты пока не в теме. Это я про дизайн гибридной ракеты. Когда начнёшь собирать всё в кучу и просчитывать аэродинамику, убедишься, что "короткой" ракеты не получится. За эти самые 2-3 калибра между Cp & Cg для обеспечения статической устойчивости ещё нужно будет побороться. И ты увидишь, как вырастет удлинение фюзеляжа, как стабилизаторы сместяться от обреза сопла ближе к носу, как появится "лишний" обьём, который нужно будет заполнить. Тогда и появляется инерциальная схема разделения ракеты и парашют в среднем отсеке. И так далее. Это, прежде всего связано с необходимостью в ЭР спасать практически всю ракету, а не контейнер с научным оборудованием, как в ракетах-зондах. О таких особенностях проектирования ракет с ГРД упоминается в различных источниках. И я делюсь с тобой инженерным опытом. Высокомерно называть это "странными фразами" можно, от непонимания и незнания деталей проблемы, но суть явления от этого не изменяется. Стандарты и нормы в индустрии обычно пишутся теми, кто уже прошёл "тяжкий путь познания". А вообще ты прав. Иди своим путём. Эволюция - единственный возможный способ развития субьекта, при котором он осознаёт и корректирует свои ошибки. Потому что за них платит...

a_centaurus> И ты увидишь, как вырастет удлинение фюзеляжа, как стабилизаторы сместяться от обреза сопла ближе к носу.....
Не подумай, что я как то ерничаю, или подкалываю.
Ты второй раз говоришь об этом.
Но как коррелирует борьба за устойчивость со сдвигом стабилизаторов вперед - не пойму.

тест

RLAN> Но как коррелирует борьба за устойчивость со сдвигом стабилизаторов вперед - не пойму.

Очень просто. Из-за длинной камеры сгорания ГРД и бака, при последовательной схеме их расположения, центр тяжести ракеты находится очень высоко по фюзеляжу. Чтобы не делать ракету "сверхстабильной" лучше сместить слегка вверх стабилизаторы, приблизив центр давления к центру гравитации. Так сделано на многих известных любительских ракетах с ГРД. Кроме того применяется трапецидальная форма с. с удлиннённым корнем. Были попытки разработать ГРД концентрической схемы (Б.Колбурн), но они закончились пока неудачно. Более свободен от этого недостатка двигатель комбинированной схемы с использованием шашки твёрдого топлива в короткой камере по схеме ГРД и жидкого (его бак внутри бака окислителя) - по схеме ЖРД (описан в другом топике), где центровка собственно двигателя более компактна.

RLAN> Но фраза была построена так, что подразумевалась борьба с нестабильностью, а на самом деле имеловь ввиду снижение избыточной стабильности.

У меня нет другой практики в русском техническом, кроме как здесь. Так что уже иногда не улавливаю деталей. Но лучше переспросить, чем сразу кидать камень.

RLAN> Хотя мой опыт с тандемным расположением двигателей, при котором тяжелые двигатели занимали 2/3 длины избытка устойчивости не давал, скорее наоборот.

Не забывай, что твоя ракета - твёрдотопливная. И топливо,занимающее основной обьём и дающее основную массу, выгорает по всей длине равномерно (и исчезает). В ГРД (особенно любительских, многоразовых) собственная центровка и массовое совершенство далеки от оптимума. Поэтому после окончания работы двигателя слишкой резкой перецентровки не происходит. Поэтому расчёт стабильности должен учитывать это.

a_centaurus> Чтобы не делать ракету "сверхстабильной" лучше сместить слегка вверх стабилизаторы

А ещё лучше просто уменьшить площадь стабилизаторов.

Serge77> А ещё лучше просто уменьшить площадь стабилизаторов.

Площадь и так уменьшенная, по сравнению со ст.твёрдотопливных ракет. Однако для предотвращения сверхстабильности в конкретных конструкциях, иногда этого мало. Можно сравнить две схемы для гибридных ракет с одним и тем же двигателем: двухступенчатая S_H_2S имеет крепление стабилизаторов над срезом сопла. Такую схему подсказал расчёт. А рядом (photo) одноступенчатая S_H_1S. С поднятыми на 8 см ст. Её оригинальным двигателем был длинный монококк. Речь-то в-общем шла о ракете, которую собирается строить FRC. В первом приближении она будет длинной и тонкой. В этом случае и может быть полезным для проектирования данный пример.

a_centaurus> Площадь и так уменьшенная, по сравнению со ст.твёрдотопливных ракет. Однако для предотвращения сверхстабильности в конкретных конструкциях, иногда этого мало.

Ну раз мало уменьшил в первый раз, нужно уменьшить ещё.

Serge77> Ну раз мало уменьшил в первый раз, нужно уменьшить ещё.

Это ты на своей гибридной ракете (когда ты её построишь, разумеется) будешь уменьшать или укорачивать. Всё, что тебе покажется длинным или широким...

Serge77> А ещё лучше просто уменьшить площадь стабилизаторов.

Никогда не считал сверхустойчивость большой проблемой. Если она сильно мешает, можно установить дополнительные стабилизаторы (дестабилизаторы ) в носовой части ракеты.

FRC> ...Господи! Дай мне терпения и разума...

Не поминай имя Божье всуе... На самом деле - нормальная дискуссия. Сколько голов - столько умов. На то он и Форум. Читай, анализируй, делай выводы. Каждый из написавших сюда видит проблему создания и полёта гибридной ракеты по-своему... Кто-то, исходя из личного опыта, кто-то из услышанного или прочитанного... Но нужно просеивать всё и принимать собственное решение. На самом деле ты уже понюхал пороху, остался жив и теперь потихоньку двигаешься вперёд. Жду с любопытством твоих публикаций и отчётов по новым этапам.

a_centaurus> Не поминай имя Божье всуе...
Спасибо Александр за теплые слова. Я действительно благодарен всем, кто высказывает мнения по проблемам топика. На данном этапе мной уже чувствуется нехватка знаний и каждое мнение осведомленного человека очень важно. Хорошо, что для "фильтрации" вариантов решений пока хватает здравого смысла.

А помянул всуе имя.. от сердца, так что не страшно. В делах проблемы возникли, нервотрепка и проч, открываю форум, а тут вы "фехтуете" на шпагах Вот и сказанул...

FRC> А что значит надпись внизу топика - "Перенос в Отстойник"? Что-то их больше и больше становится....

А это наш М. Уго Чавеса копирует. В смысле, вырезает из печатного слова то, что ЕМУ кажется несущественным. В основном, когда что-то задевает его личные амбиции. Но, на то он и Jefe... Не бери в голову, в отстойник идут сообщения с минимальным значением для развития данной темы.

FRC> Америка ... увеличивает ассигнования частным фирмам, создающим средства выведения.
В какой-то степени это вода на твою мельницу.
В очередной раз может сработать: "Америка не глупее нас - делаем как у них!".

FRC> Сегодня весть пришла из США.... Америка откладывает Лунную программу в части высадки человека на спутник и увеличивает ассигнования частным фирмам, создающим средства выведения..... А у нас детские ракетные праздники не дают проводить..... слов нет, одни эмоции в матерной форме.

На самом деле к любительскому ракетостроению это отношения не имеет вообще.
И последннее время в штатах с этим стало тяжелее.
А часный бизнес в этом контексте - это обычное, привычное нам, лоббирование, борьба за бюджет, попил.

FRC> Ничего не понимаю....
Не там считал. 8 болтов м4 держат в районе 80атм.

FRC> считаю по программам выдержат ли болты М4 в кол-ве 8 штук давление в баке ф37мм давление 40атм... пишет, что только 18амт допустимо. Винты М6 то же не справятся.

Достаточно 6 х М4... Но лучше использовать М5, так как мелкая резьба по дюралю быстро сьедается. На этом диаметре прекрасно держит и резьба М37х1.5.