Продраться через атмосферу.

Xan> Проблема в том, может ли торцевой двигатель работать 15...20 секунд?

Сложно в твоем калибре. Вернее, он-то будет работать, куда он денется, но... на стенде

Xan> В смысле теплоизоляции. В смысле её массы в общем весе ступени.

Ага, именно оно. Вот почему и торцевые заряды применяют там, где массовое совершенство не особо нужно. Я сходу припоминаю небольшие противотанковые и зенитные управляемые ракеты.

И еще проблема у двигателях, с которыми я занимался - разгар критсечения сопла.
Для торцевого двигателя сопло маленькое, а материал разгорает линейно

umbriel> По-моему, в твоем проекте и более сложные проблемы есть.

Ну, некоторые я знаю, как решать!

umbriel> Как это нельющееся! Я на это годы жизни трачу, а ты такое говоришь

Где?!
И какой удельный импульс?


-VMK-> Време на работа 20 сек.

А техподробности?

Xan>> В смысле теплоизоляции. В смысле её массы в общем весе ступени.
varban> Ага, именно оно. Вот почему и торцевые заряды применяют там, где массовое совершенство не особо нужно. Я сходу припоминаю небольшие противотанковые и зенитные управляемые ракеты.

Ну вот меня интересует, сколько веса на теплоизоляцию уйдёт.
И какую.

varban> И еще проблема у двигателях, с которыми я занимался - разгар критсечения сопла.
varban> Для торцевого двигателя сопло маленькое, а материал разгорает линейно

У АТК есть STAR 4G, сопло 3.84 мм, за 10 секунд при 170 атм сечение увеличивается на 30%.
Как ориентир!

Мысли про сопло такие: мотать углеволокно примерно параллельно течению. А потом начиная с дивергентной части часть пластика спилить, чтоб нитки торчали почти параллельно течению. Чтоб получилось, как шерстинки у шкуры на ветру.
Кто-нибудь такое делал?

Вот ещё вопрос:
Как осевое ускорение подействует на горение?
Про вращающиеся канальные движки известо, что они горят быстрее.
А тут ускорение в обратную сторону будет действовать (от поверхности).

Xan> А техподробности?

Цитат:
"No commercial motors made burn that long, the closest being the Cessaroni M520 which burns for ~14 seconds. That 20 sec. burn N800 was made by Frank Kosdon years back. It used AN propellant and a moonburning grain IIRC. I'll ask Frank about it again sometime..."

Взето от тук: 20 Second Burn - The Rocketry Forum Archive

Xan> Где?!
Xan> И какой удельный импульс?
Вот сейчас работаю над такой связкой: 60% пропиленгликоля + 40% метакриловая кислота. С 20% такой связки и 18% алюминия(только не пудры) очень густая жидкость. В мелкой таре вроде стакана течет с вибрацией, в крупной скорее всего потечет и без нее. Надеюсь на большее ожижение с ПАВами. В неотвержденном виде связка жидкая как вода, в отвержденном - мягкая резина. Топливо со связкой прочное и эластичное. Отверждается при +70 очень маленьким количеством орг перекиси или персульфатом аммония. При комнатной температуре не отверждается, т.е. месить можно сколько угодно. По сравнению с полибутадиенами уи больше из-за того что в связке есть кислород. Из-за этого же несколько больше температура и содержание воды в выхлопе. Минус - гигроскопичность, но она все равно существенно меньше чем у НА. Еще минус - не совместим с дихроматом аммония.

umbriel> Вот сейчас работаю над такой связкой: 60% пропиленгликоля + 40% метакриловая кислота

Это именно смесь или эфир гликоля и кислоты?

Xan> Вот ещё вопрос:
Xan> Как осевое ускорение подействует на горение?
Xan> Про вращающиеся канальные движки известо, что они горят быстрее.
Xan> А тут ускорение в обратную сторону будет действовать (от поверхности).

Очевидно что будет гореть медленнее
Кстати, есть (была) ракета Martin Marietta Sprint, прямо с земли разгонялась до 3500м/с за 5 сек, а оболочка разогревалась до белого каления. Тем не менее она несла нейтронную бомбу и нормально управлялась по радио

Serge77> Это именно смесь или эфир гликоля и кислоты?
Смесь.

Serge77>> Это именно смесь или эфир гликоля и кислоты?
umbriel> Смесь.

Оригинально. Это в расчёте на то, что НА будет частично растворяться?
Как горит? В двигателе испытывал?

Xan>> Про вращающиеся канальные движки известо, что они горят быстрее.

Да, но если это вращение, а не проворачивание. Например, в ракетных двигателях снарядов с гироскопической стабилизации. Если скорость вращения порядка 1...10 оборотов в секунду, то увеличение скорости будет меньше, чем экспериментальные ошибки.

Xan>> А тут ускорение в обратную сторону будет действовать (от поверхности).
umbriel> Очевидно что будет гореть медленнее

В данном случае будет та же самая скорость, что и на стенде. Ускорение-то мизерное

Я говорю о своих марок (баллиститы и смесевые), но не думаю, что ваши сильно отличаются. Топливо, оно и в Африке топливо. И основные закономерности горения различаются только качественно.

Короче, для ускорениях порядка 10...100 g не берите в голову изменение скорости горения

varban> Короче, для ускорениях порядка 10...100 g не берите в голову изменение скорости горения

Зато категорически рекомендую учитывать напряжения в заряде. Перегрузка даже в 10 g запросто может изменить геометрию канала, если топливо эластичное, а двигатель - более-менее крупный. Кстати, сужение канала автоматически ведет к увеличении местной скорости горения, но не из-за перегрузки, а из-за эрозии.

А если топливо жесткое, то [вибро]ускорения во время старта могут вызвать появление и/или развитие трещин.

Xan>> А техподробности?

Още вариант: Cessaroni M520

Motor Dimensions mm 98.00 x 548.00 mm
Loaded Weight 6693.00 g
Total Impulse 7441.00 Ns
Propellant Weight 3658.00 g
Maximum Thrust 1184.20 N
Burnout Weight 2871.00 g
Avg Thrust 542.00 N
ISP 204.40 s
Burntime 13.81 s

Взето от тук: CARWeb - 7400 M520-P Data

Xan> Мысли про сопло такие: мотать углеволокно примерно параллельно течению. А потом начиная с дивергентной части часть пластика спилить, чтоб нитки торчали почти параллельно течению. Чтоб получилось, как шерстинки у шкуры на ветру.
Xan> Кто-нибудь такое делал?

Я не знаю таких конструкций
Что знаю: составные сопла. Это стандартное решение проблемы.
К примеру, у некоторых ракет к ПЗРК камера РД и сопловая крышка - стальные. Раструб сопла - из стеклопластика. А втулка в критике - кварц-углеродный композит (неправильно - стеклографит). Поскольку теплопроводность такого композита сравнима с теплопроводностью металлов, на внешнюю поверность втулки предусмотрена теплоизоляция: два слоя кварцевой ткани, связующее - та же смола, что и у материала АГ-4.

Я не призываю к повторении этой конструкции. Хотя бы потому что в твоих условиях отработать кварц-углеродный композит несколько затруднительно
Хочу обратить внимание на подход.

Крышка сопла - стальная. Не потому что материал идеальный, а потому что камера стальная, и так проще крепить. С прочностью у стали все в порядке, однако она не терпит перегрев. Поэтому крышка и камера изнутри защищены теплоизоляцией переменной толщины.

А раструб - из АГ-4. Там тепловая и механическая нагрузка меньше всего.

В критическом сечении использован материал с нормируемым и малым уносом, чтобы заряд в участке торцевого горения смог работать при постоянном давлении. Участок догара из-за сложной формы поверхности довольно большой. А поверность еще та - шесть конусов разной высоты с осями по среднему радиусу заряда; сфероиды и тор к этому моменту исчезли и влияют только на глубину вершин.

Оценить массовое совершенство двигателя сложно, поскольку ракета двухступенчатая, с неотделяемой первой ступени. Стартовый РДТТ (первая ступень) размещен вокруг сопла маршевого РДТТ. Так или иначе, масса заряда примерно 55% от массы снаряженного двигателя. Если все ПЗРКшние фенечки убрать и сделать чисто торцевой заряд, то наберется от силы еще процентов 10. Не только за счет уменьшения массы теплоизоляцией, а и за счет толщины камеры.

Я к чему расписался
Хочу убедить тебя не браться за торцевой заряд, а всемерно снижать скорость горения и делать канальный. В том числе и ценой компромисса по времени работы

Xan> Ну вот меня интересует, сколько веса на теплоизоляцию уйдёт.
Xan> И какую.

в качестве теплоизоляции можно рассмотреть вот такой вариант:

varban> Хочу убедить тебя не браться за торцевой заряд, а всемерно снижать скорость горения и делать канальный. В том числе и ценой компромисса по времени работы

Вот подтверждение моих сомнений. И хотя подмывает периодически взяться за торцевой заряд, рассудив здраво, понимаешь, не получиться.
Канальный (и скрепленный) живет вполне. 7-8 сек на 3х кг шашке вполне получался.
Если стараться, можно больше.

Serge77>>> Это именно смесь или эфир гликоля и кислоты?
umbriel>> Смесь.
Serge77> Оригинально. Это в расчёте на то, что НА будет частично растворяться?
Да, и не только.

Serge77> Как горит? В двигателе испытывал?
С НА горит примерно как силикон, с ПХА горит медленнее чем силикон.
В двигателе пока не испытывал. Можно устроить испытание с ПХА, но я особо в этом смысла не вижу. С НА нужно еще топливо доработать и нужен более мощный воспламенитель

-VMK-> Loaded Weight 6693.00 g
-VMK-> Total Impulse 7441.00 Ns

7441 / 6.693 = 1112 м/с

Это "эффективная скорость истечения".

Мдя... маловато будет, не долетит.

Xan> 7441 / 6.693 = 1112 м/с
Xan> Это "эффективная скорость истечения".

немного неясно....

7441 - N*s
6.693 ? обща маса на двигателя в "kg"

N*s/kg = м?/с

Xan> Мдя... маловато будет, не долетит.
А колко е нужно?

-VMK->> Loaded Weight 6693.00 g
-VMK->> Total Impulse 7441.00 Ns
Xan> 7441 / 6.693 = 1112 м/с

6 кг - это же вес топливо+корпус.

-VMK-> немного неясно....
-VMK-> А колко е нужно?

Корпус уж больно тяжелый. И профиль тяги сильно кривой, хотя в некотрых случаях подошел бы.
Усредненный у.и. у него 200с.
ХС голого двигателя составит порядка 1650м/с, без учета гравпотерь (150м/с) и аэродинамики.

Xan>> 7441 / 6.693 = 1112 м/с
Xan>> Это "эффективная скорость истечения".
-VMK-> немного неясно....

Ну если бы ракета была гораздо тяжелее двигателя, двигатель отрабатывает, импульс ракете передаёт, а потом отстреливается. Масса ракеты уменьшается на массу снаряжённого двигателя.
Если теперь импульс на потерянную массу разделить, как бы считать, что корпус двигателя вместе с газами принимал участие в создании тяги, то вот и получится эффективная скорость.
Если много небольших ступеней, то эту скорость можно в формуле Циолковского использовать.

-VMK-> А колко е нужно?

2000 хотелось бы.

Xan>> Чтоб получилось, как шерстинки у шкуры на ветру.
varban> Я не знаю таких конструкций

Где-то такое предлагалось для многоразовых спускаемых аппаратов вместо кварцевой керамики. "Шерсть" металлическая из неокисляюшегося металла. Ну и "потовые железы", чтоб уменьшить теплопередачу внутрь.
Вот я и думаю, что если волокна будут лежать по ветру и с концов окисляться/эродировать, плюс изнутри связка будет газами разлагаться, получится весьма малотеплопроводная конструкция. (Это про сопло.) И теплопередача вдоль волокна волновать не будет.

varban> связующее - та же смола, что и у материала АГ-4.

А что это?
В моей дерёвне кроме эпоксидки, похоже, ничего другого не найти.
Это сильно хуже?

varban> Так или иначе, масса заряда примерно 55% от массы снаряженного двигателя.

Не долетит!

varban> Хочу убедить тебя не браться за торцевой заряд, а всемерно снижать скорость горения и делать канальный. В том числе и ценой компромисса по времени работы

Ну вот у меня (куплены) датчики до 35g, больше 30g нежелательно, так что время на ступень не меньше 5 секунд. А в последней всего 200 граммов топлива, совсем маленький движок.
Можно его хоть сферический сделать, но получить большую толщину слоя не выйдет.
Скорость горения совсем какая-то маленькая должна получиться.

Ну и профиль тяги должен быть дегрессивный, со снижением раза в три.

Можно, конечно, сделать к корпусу тонкий слой медленного (сильно переобогащённого) топлива, а в центре (коаксиально) подвесить быстрогорящее, которое снаружи горит. Или с торца.

varban>...
По смыслу, конечно, "дегресс" подходит больше, но "регресс" гораздо более употребляем, причём в самых различных областях жизни.
Например, БСЭ:

varban>> связующее - та же смола, что и у материала АГ-4.
Xan> А что это?

Оранжево-желто-коричневые магазины к АКМ/АК-74 видел? Оно самое



Xan> В моей дерёвне кроме эпоксидки, похоже, ничего другого не найти.
Xan> Это сильно хуже?

Ага. Это видно еще после сравнения верхней температуры длительной эксплуатации - у стеклоэпоксидных композитов 120...150 градусов им. тов. Цельсия в зависимости от марки, от правильного подбора отвердителя и от качества смешения. А у АГ-4 - 200.

Фенопласты (а АГ-4 - именно фенопласт) лучше коксуются и принципиально более подходящи для абляционной защиты. К примеру, в теплозащите СА КК Союз используется фенопласт... не АГ-4, но сильно похож

varban> Русский термин - дегрессивный

Алемасов (1989г) пишет "регрессивное горение". Да и в других книжках вроде тоже.
Во всяком случае, первый раз "дегрессивный" я прочитал на форуме лет 9 назад, когда ты первый раз меня поправлял. С тех пор я не исправился ;^))