Водно-паровые ракеты.

 
1 2 3 4 5

RLAN

старожил

В такую жару тема подходящая, все равно делать руками ничего не хочется,
а потеоретизировать можно.

Если в камеру (двигатель) налить воды и разогреть, возникнет повышенное давление.
Наливать, естественно, нужно не до полна.
Зависимость давления от температуры - график(или таблица) давления насыщенных водяных паров легко найти.
При 200С давление будет порядка 16атм, при 300С - порядка 89атм.
При достижении критической температуры давление уже 220атм, что многовато.
А вот порядка 60-80 вполне ничего.
При правильной конструкции форкамеры и сопла можно получить хорошее парообразование и у.и. (на вскидку) до 100с.
Хотя эту цифру я взял с потолка, из общих рассуждений.
Расчитать не могу.

Такие ракеты делаются любителями, видео полетов встречал.
А главное как удобно, Приехал, залил, сунулшнур в прикуриватель (или генератор, если побольше) подождал пока нагрелось до нужной температуры/давления, запустил.

Но подводных камней немало.
До каких температур нужно греть?, что бы на парообразование хватило, или лучше парожидкостная фаза?
Из какого материала лучше все делать, нержавейка термостойкая, или может композиты какие?
Где найти коэффициенты термического разупрочнения материалов?
Как уплотнять стартовый клапан/заглушку? какие резины это держат (300С).

Очень люблю дискуссию :)
 

Serge77

модератор

Вот тут наверняка есть много ответов:

AQUARIUS

AQUARIUS, Heißwasser, Heisswasser, Rakete, Raketen, Starthilfe, Starthilfen, Starthilfesystem, Teststand, Prüfstand, Studentenprojekt, X-RATOS, Raketenstart, HTV, ELVIS, Green Propellants

// www.aquarius-aerospace.de
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор



УИ 50с
Высота полёта даже двухступенчатой ракеты небольшая - 500м.

RLAN

старожил

Давно гуляла эта ссылка.
Только никаких данных испытаний они не выкладывают.
Хорошо бы увидеть, например, зависимость суммарного импульса от температуры при прочих равных.
 

RLAN

старожил

Кроме того, предположу, что использовать простое сопло Лаваля неоправданно в данном случае. Возможно, после прохождения критической температуры - да.
 
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

RLAN> Кроме того, предположу, что использовать простое сопло Лаваля неоправданно в данном случае. Возможно, после прохождения критической температуры - да.

Советую начать с этого документа.

file.qip.ru - хранение и обмен файлами - бесплатно

Online file sharing and storage - 10 GB free web space. Folder sharing. File upload progressor. Multiple file transfer. Fast download.

// file.qip.ru
 


Документ переписан в филе pdf с этого site:

 3.6.83.6.8
+
-
edit
 

RLAN

старожил

a_centaurus> Советую начать с этого документа.

Спасибо.
Картинки хороши и ребята под стать :)
Но данных опять нет.
 

RLAN

старожил


вот какое то слабонаучное обсуждение.
 

Yalex

втянувшийся
RLAN

Какая нужна температура для 60-80 атмосфер?
Композиты на основе смол катастрофически потеряют прочность уже при 200 градусах, прочность упадет больше чем в 4 раза. Для смол холодного отверждения падение прочности будет еще больше. Максимальная рабочая температура 100-120 градусов, и то это через чур оптимистично для смол холодного отверждения.
Применять эпоксидные связующие при повышенных температурах можно лишь при условии их высокотемпературной полимеризации.
Выбор в материалах у вас не большой. Это на 99% сталь т.к. алюминий может и не выдержать 60-80 атмосфер при 200 градусах. Алюминий потеряет 50% прочности к 200 градусам, его предельная температура эксплуатации( теплостойкость) 160 градусов. Количественно это означает что при 20 градусах прочность на растяжение 400 МПа, а при 200 градусах меньше 200 МПа.
 3.6.83.6.8

RLAN

старожил

Yalex> RLAN
Yalex> Какая нужна температура для 60-80 атмосфер?
Yalex> Композиты на основе смол катастрофически потеряют прочность уже при 200 градусах, прочность упадет больше чем в 4 раза. Для смол холодного отверждения падение прочности будет еще больше. Максимальная рабочая температура 100-120 градусов, и то это через чур оптимистично для смол холодного отверждения.
Yalex> Применять эпоксидные связующие при повышенных температурах можно лишь при условии их высокотемпературной полимеризации.
Yalex> Выбор в материалах у вас не большой. Это на 99% сталь т.к. алюминий может и не выдержать 60-80 атмосфер при 200 градусах. Алюминий потеряет 50% прочности к 200 градусам, его предельная температура эксплуатации( теплостойкость) 160 градусов. Количественно это означает что при 20 градусах прочность на растяжение 400 МПа, а при 200 градусах меньше 200 МПа.

При 60 атм 276С
При 80 атм 296С
Это чистой воды, а если в смеси с этанолом :) , то заметно меньше.
У него критическая температура 243С при 65атм. Но и плотность ниже.
У пропана плотность еще ниже, и критическая температура с давлением то же. Всего 43 атм при менее 100С. Если организовать прямоточное дожигание, то летать до Луны можно :) .
Тут есть чем играться, в смысле составов. Можно соль растворять, плотность вырастет, но как с давлением не знаю, наверное от соли зависит.
По материалам понятно, что сталь на первом месте. Можно попробовать какие то копозиты стеклоткань/силикон. Может можно выиграть в массовом совершенстве.
 7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

RLAN> Но данных опять нет.

Есть все основные данные в графиках и фигуре. В том числе и по Isp vs. P vs. Т. Вполне достаточно для проектирования. Собственного. Если хочешь найти данные по дизайну, то их как обычно не выкладывают. Нужно уметь синтезировать будущую разработку по полученным отрывочным данным, фотографиям. Например на этом давно известном мексиканском site есть таки фото hot water rocket tank. Кое что есть в работах, посвящённых еlectrothrusters. В частности был реализован Mark 1, 2 water thruster. Выкладываю здесь статью, посвящённую этой разработке. Там, кроме прочих, есть данные по расчёту электронагревателя.

Steam Rockets of Tecnologia Aeroespacial Mexicana

Rocket Belt, Rocket Kart, Rocket Cars, Rocket Motorcycles, Jet Pack, RB 2000, Monopropellant, Rocket Engines, Steam Rocket, Rocket Powered Dragster, Hydrogen Peroxide, Destilacion Del Peróxido de Hidrogeno, Hydrogen Peroxide Concentration, Cohetes De Vapor, Motor Cohete, Rocket Motorcycle, Rocket Bike, Motocicleta Cohete, Dragsters en Mexico, Hydrogen Peroxide Distillation, NASA, SCTA Bonneville Salt Flats Racing, 200 MPH Club, 300 MPH Club, 400 MPH Club, record speed, Robert Truax, Thunderbolt, Juan Manuel Lozano Gallegos, Steam Rockets, Hydrogen Peroxide Rockets, Hot Water Rocket, Superheated Water, Catalyst, Distillation System, Hydrogen Peroxide Still, links to, Arvil Porter, Douglas Malewicki, Ky Michaelson, Exotic Thermo Engineering, William Suitor, Harold Graham, Wendell F. Moore, Popular Science Magazine, Ceinture de la fusée, Paquet du jet, rb 2000, Monopropellant, Moteurs de fusée, Fusée de vapeur, La fusée a fait fonctionner le dragster, Peroxyde de l'hydrogène, Peroxyde de l'hydrogène concentration, Fusée du vapeur , motocyclette fusée, Vélo fusée, Distillation du peroxyde de l'hydrogène, Vitesse recorde, Fusées de vapeur, Fusées du peroxyde de l'hydrogène, Paquet du catalyseur, Système de la distillation de peroxyde de l'hydrogène, Rakete-Gürtel, Monopropellant, Rakete-Motoren, Dampf-Rakete, Rakete trieb Fahrzeuge an, Wasserstoff-Peroxid, Wasserstoff-Peroxid-Konzentration, Rakete-Motorrad, Rakete-Fahrrad, ,…

// www.tecaeromex.com
 


file.qip.ru - хранение и обмен файлами - бесплатно

Online file sharing and storage - 10 GB free web space. Folder sharing. File upload progressor. Multiple file transfer. Fast download.

// file.qip.ru
 
 3.6.83.6.8
RU saper1979 #06.08.2010 21:35  @a_centaurus#06.08.2010 18:57
+
-
edit
 

saper1979

втянувшийся

Дискуссия, конечно дело хорошее, но как говориться:"Практика-критерий истины". Сегодня я рассказал пионеру о электрореактивных двигателях. Не успел я закончить рассказ, как он уже начал придумывать конструкцию. Хотел я его отговорить, но было уже поздно. Идея такова: В дуговую камеру (там где горит дуга) подаётся рабочее тело в жидкой фазе, на дуге испаряется и в виде горячих газов вырывается через сопло. Вот, как-то так. Самому стало жутко интересно, что у него выйдет и имеет ли это смысл, применительно к моделизму. В понедельник расскажу, что у него вышло.
Per aspera ad astra  
+
-
edit
 

RLAN

старожил

a_centaurus> Есть все основные данные в графиках и фигуре. В том числе и по Isp vs. P vs. Т. Вполне достаточно для проектирования. Собственного.

Как ты знаешь, люблю придумывать конструкции самостоятельно.
Так что в этом смысле чужие изделия меня мало интересуют.
А вот данные испытаний,, тестов и пр. -очень интересно.
 
+
-
edit
 

RLAN

старожил

saper1979> Идея такова: В дуговую камеру (там где горит дуга) подаётся рабочее тело в жидкой фазе, на дуге испаряется и в виде горячих газов вырывается через сопло. Вот, как-то так. Самому стало жутко интересно, что у него выйдет и имеет ли это смысл, применительно к моделизму. В понедельник расскажу, что у него вышло.

Обычный плазмотрон.
Тягу создает, конечно.
Только где взять источник энергии?
Делать стартовый бустер на проводах :)
 
+
-
edit
 

saper1979

втянувшийся

Планировал запускать от сварочника на стенде. Что будет- не знаю. Но если вдруг получется, то для летного варианта наверное можно применить литий-полимерные аккамуляторы. Но это потом, сперва сделать надо.
Per aspera ad astra  
RU Брат-2 #07.08.2010 22:53  @saper1979#07.08.2010 21:37
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

saper1979> Планировал запускать от сварочника на стенде. Что будет- не знаю....
К сожалению, ничего не будет! Это в космосе, при малой тяге реализовать такое можно, но для модели! Понятно, что имеются так сказать мягко - проблемы. Электричество - тяжелый источник энергии, заметим, что до сей поры, не созданы конкурентоспособные электромобили. А вот глаза поберечь пионеру нужно, причем не от дуги, а от брызг рабочего тела.
 
RU Брат-2 #09.08.2010 22:46  @saper1979#07.08.2010 21:37
+
-
edit
 

Брат-2

опытный

saper1979> Планировал запускать от сварочника на стенде. Что будет- не знаю....
И тишина, только ветер гудит в проводах. А я ведь предупреждал! :)
 
RU saper1979 #10.08.2010 19:42  @Брат-2#09.08.2010 22:46
+
-
edit
 

saper1979

втянувшийся

Брат-2> И тишина, только ветер гудит в проводах. А я ведь предупреждал! :)

Если что-то и гудит, то только дуга в плазматроне ;)
Итак краткий устно-письменный отёт: Изготовил таки пионер плазматрон с соплом, правда вид у него был совсем не полётный. И что меня удивило, то что у лазматрона небыло штуцера для подачи рабочего тела в дуговую камеру. А на мой вопрос :"А как ты в него "топливо" будешь подавать?" Пионер ответил, что "топливом" будет парафиновая шашка в дуговой камере. Я ничего не ответил и ушёл домой. Сегодня прихожу и вижу пионера с ошарашеными глазами и идиотской улыбгой на лице. Как он мне рассказал сперва было ровное жужжание дуги, затем мощная струя белого дыма, затем взрыв!!! Никто не пострадал т.к. меры были соблюдёны.
Разбор несостоявшихся полётов показал, что его конструкция полная фигня, что испарять всё топливо сразу на дуге нельзя, и что меры безопасности лишниму не бывают. Сегодня этот чюдо-пионер целый день краптел над новой конструкцией двигателя. Посмотрим что он расскажет, а может и покажет. А то не удобно как-то Рассказывать рассказываю, а показать нечего.:)
Per aspera ad astra  
UA Serge77 #10.08.2010 20:56  @saper1979#10.08.2010 19:42
+
-
edit
 

Serge77

модератор

saper1979, ты хоть фотографии покажи, страшно интересно ;^))
Заведи новую тему.

А сколько лет пионеру?
AR a_centaurus #10.08.2010 21:38  @saper1979#10.08.2010 19:42
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

saper1979> Итак краткий устно-письменный отёт:

Пока вы с пионером сделали электро-дуговую плавильную печь. И вряд ли удасться реализовать ракетный электро-дуговой двигатель с твёрдым горючим на постоянной дуге. Сильноточный, импульсный, может быть. В вашей схеме нет приточного уноса рабочего тела. Ведь в стандартной схеме газ (аммиак, водород) под давлением из бака доставляется в прекамеру, откуда продавливается через зону дуги, расположенную в области критики, там при температуре 10000 К превращается в плазму и производит реактивную тягу, отражаясь от стенок дивергентного конуса сопла. Один цикл, конечно у него (пионера) получился. После нагрева камеры парафин начал испаряться, затем расширился до закритического обьёма и улетел. Интересно было бы померять тягу в этот момент. Также интересно было бы узнать параметры процесса (ток дуги, расстояние между эл. и их форму, а также количество (массу) парафина и обьём камеры. Я сейчас работаю с тремя типами р.д. так или иначе связанными с плазмой и парафином. Это ICP (Inductively Cuppled Plasma) torch, лазерный thruster и гибридные двигатели на парафине. Поэтому было бы интересно последить за развитием вашего опыта. Самым простым дополнением представляется наддув газом (воздухом) камеры сгорания. Для создания условий уноса рабочего тела. Да и возгонка парафина пойдёт быстрее. Я не знаю ваших возможностей, поэтому не могу советовать в деталях, но начинать надо с небольшого количества испаряемого вещества. Так сказать, определить его "квант". Для регистрации импульса можно использовать баллистический маятник (пластинку определённой массы, подвешенную на свободной оси поперёк вектора тяги. Такой маятник нужно прокалибровать по углу отклонения в струе газа с известным давлением/скоростью. После чего его можно поставить на выходе струи из сопла и использовать для полуколичественного анализа процесса. Успехов и осторожности.
 3.6.83.6.8

CATO

втянувшийся

Токма теории ради)) - ЛЁД И ПЛАМЯ
RLAN> Если в камеру (двигатель) налить воды и разогреть, возникнет повышенное давление.
Если алюминиевую пудру залить водой и охладить, то получится ALICE (AL+ICE).
А если в камеру (РЕТ бутылку) налить воды и ... бросить фальшфейер?
Ни кто не пробовал?
Фальшфейер заменяем на канальную топливную шашку со значительным (80%) избытком металлического горючего; связка - фторкаучук, а может и плавленый сахар прокатит (где-то встречал сообщение о том, что при жёстких условиях удалось даже детонировать состав магний-сахар), можно и гипс.
И так далее: в воде растворяем НА, полученный рассол наддуваем до 6-7атм, РЕТ бутылку заменяем на алюминиевый бак, шашка на дне бака закрыая кожухом, дабы организовать движение окислителя снизу вдоль внешнего контура шашки с подачей к верхнему торцу, где находится таблетка воспламенителя. Разрабатываем комплекс мероприятий по предотвращению взрывного горения магния с последующими забросами давления и...
на выходе получаем: "водяную" ракету-торпеду с ТТ подогревателем
Как говорил покойный адмирал Нахимов: «Лучше пидор на рее, чем акула в трюме»  3.5.113.5.11

RLAN

старожил

CATO> Если алюминиевую пудру залить водой и охладить, то получится ALICE (AL+ICE).
Если перекись с алюминиевой пудрой смешать и заморозить, получится вообще отличное ТТ.
А если перекись залить в пакет тонкостенных алюминиевых сот и заморозить, то можно получить бескорпусный бессопловик, который, к тому же, еще и сгорает полностью, идеальная ракета :)
К чему это мы?
 7.07.0

CATO

втянувшийся

возвращаясь к теории
RLAN> Если перекись с алюминиевой пудрой смешать...
А зачем, если перекись сама по себе готовый парогаз и без подогрева?
RLAN> К чему это мы?
К тому, что перекись дороже воды и в интересующих нас концентрациях её использование представляет некоторые проблемы. Прибавки Уи она не даст, повысится Ткс. А вот водород в выхлопе - это вещь :p
А если вода ещё и забортная (с солями нужными :) ) -она и окислитель и рабочее тело,
получаем "Прямоточный Гидро-Пара Реактивный Двигатель", а изделие называем "Шквал"
(подумаешь каких-то 350км/ч)

Ну не... можно конечно и ПЕПСИ с ментосом (и желательно похолоднее)
Вот только как ни крути, опять дороже воды получается.
Как говорил покойный адмирал Нахимов: «Лучше пидор на рее, чем акула в трюме»  3.5.113.5.11
Это сообщение редактировалось 12.08.2010 в 11:11

CATO

втянувшийся

RLAN> Тут есть чем играться, в смысле составов. Можно соль растворять, плотность вырастет, но как с давлением не знаю, наверное от соли зависит.

-Канэчна зависит! (лыбясь тычет грязным пальцем в монитор)
С PROPEP'ом можно поиграться: (Chamber pressure - 150 PSI)
MAGNESIUM (PURE CRYSTALINE) 20.000
AMMONIUM NITRATE 80.000
WATER 80.000

6.43927 -H2O; 0.99935 -N2; 0.82234 -MgO&; 0.08848 -O2; 3.88E-05 -NO
THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS 21.558
FROZEN ON FIRST LINE, SHIFTING ON SECOND LINE
IMPULSE IS EX T* P* C* ISP* OPT-EX D-ISP A*M EX-T
146.6 1.1977 1404. 84.74 3709.3 143.1 2.27 191.3 0.05229 1039.

При давлении в КС порядка 10атм на выходе сплошной ПАР с температурой до 1500оС, можно и без Лаваля обойтись
Как говорил покойный адмирал Нахимов: «Лучше пидор на рее, чем акула в трюме»  3.5.113.5.11
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
RU saper1979 #12.08.2010 19:17  @Serge77#10.08.2010 20:56
+
-
edit
 

saper1979

втянувшийся

Serge77> saper1979, ты хоть фотографии покажи, страшно интересно ;^))
Serge77> Заведи новую тему.
Serge77> А сколько лет пионеру?

Итак попорядку:
1)фоток нету, поэтому выкладываю Ютубную ссылочку на видео. Только что специально зарегился на Ютубе для этих целей. Вот. plasma - YouTube
2) как только будут более стабильные результаты, то обязательно заведу новую тему
3) пионер большой, 20 годиков. Но в ракетном деле новичок, за что и получил статус "пионер". Зато энтузиазму очень много :)
Per aspera ad astra  
1 2 3 4 5

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