Private Space Launch - создание ракеты на ГРД

Проект, посвященный созданию носителя на ГРД
 
1 28 29 30 31 32 75

FRC

опытный

to Serge77
может и так. Сейчас готовим испытания на 1 сек.

a_centaurus
Сегодня еще много раз покадрово просматривал запись предыдущего испытания отдельно инжекторной головки. В момент, когда происходит зажигание - по центру головки присутствует факел, порожденный горением парафина в окислителе. В этот период времени, сложно определить, как распределяются пары от горения и "излишек" окислителя (за срезом головки, разумеется). Но в период, пока происходит горение, пары вокруг факела движутся много медленнее, чем просто закись из струйной форсунки.
Картина меняется, когда горение прекращается - резко увеличивается угол распыла на выходе из головки и увеличивается скорость потока окислителя.

Кстати, интересно, что парафиновая шашка в основной камере при последних испытаниях выгорела по всей длине равномерно, можно сказать идеально равномерно.

Видимо твоя правда на счет большой скорости, правда продуктов сгорания. Наверно выброс парафина произошел 1) из массы основной шашки, 2) за счет слишком высокой скорости продуктов сгорания, выходящих из инж. головки. Закись поступает в камеру сгорания предварительно "ударившись" о перпендикулярную потоку заглушку пре-камеры. Скорость потом у нее относительно низкая.

Если уменьшить кол-во парафина, задействованного при старте и еще немного расширить "сопло" пре-камеры (или вообще его убрать), то должно помочь.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
Это сообщение редактировалось 07.11.2010 в 02:06
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> Закись поступает в камеру сгорания предварительно "ударившись" о перпендикулярную потоку заглушку пре-камеры. Скорость потом у нее относительно низкая.
FRC> Если уменьшить кол-во парафина, задействованного при старте и еще немного расширить "сопло" пре-камеры (или вообще его убрать), то должно помочь.

"Чем легче женщину мы любим, тем больше нравимся мы ей..." С двигателем то же самое.
Чем меньше внутри камеры посторонних предметов, тем эффективнее процесс горения. Если честно, то я не догоняю быстрых изменений вашей конструкторской мысли. Так много
наворотов, что вычислить источник ошибки практически невозможно. Есть известный путь в науке: от простого к сложному. А в технике (особенно в ракетнокосмической) иногда - наооборот. Чем проще конструкция, тем надёжнее она работает.
 8.08.0
+
-
edit
 

RLAN

старожил

a_centaurus> "Чем легче женщину мы любим, тем больше нравимся мы ей..." С двигателем то же самое.
По памяти "Чем меньше женщину мы любим, тем легче нравимся мы ей"
 
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

a_centaurus>> "Чем легче женщину мы любим, тем больше нравимся мы ей..." С двигателем то же самое.
RLAN> По памяти "Чем меньше женщину мы любим, тем легче нравимся мы ей"

Александр Сергеевич, помнится, мне рассказывал... Мол мучался целую ночь, выбирая между :"легче, но больше..." или "если меньше, то легче..." Но смысл один. Женщина и ракетный движок лучше функционируют, когда их не напрягают... :D
 8.08.0
+
-
edit
 

FRC

опытный

a_centaurus> ... тем надёжнее она работает.

Можно отвлеченный вопрос?
Не могу найти в РФ производителей кислородостойких О-рингов. Есть ли какие-то проверенные иностранные фирмы или "приемы" адаптации обычных к кислороду? Второй вариант меня сильно смущает, хотя интернет пестрит рекомендациями мыть уксусом и мазать ВНИИНП 283.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> Есть ли какие-то проверенные иностранные фирмы или "приемы" адаптации обычных к кислороду? Второй вариант меня сильно смущает, хотя интернет пестрит рекомендациями мыть уксусом и мазать ВНИИНП 283.


Ещё кошачей мочой, говорят, помогает...
Все фирмы, специализирующиеся на производстве уплотнительных элементов - "проверенные". Не знаю, как в современной Р. , но на западе все изделия этого сектора должны соответствовать ISO 9001. Это сертификат гарантированного качества. Другое дело если изделие применяется пользователем в условиях, не соответствующих ТУ. В катастрофе Шаттла были виновны разработчики, а не о-ринги. Любая коммерческая фирма выпускает уплотнения из композитов различного назначения/применения. Стандарты ASTM допускают для использования в атмосфере кислорода следующие эластичные материалы: chloropren (neopren marca DuPon), -43º /+149º (static only); Fluor elastomer (Viton), -26º/+204º (static&dynamic). Среди компаний тот же Parker Hannifin. Так, неопреновые о-ring для Oxigen имеют Parker composite Nº C 3002-7A. Viton - V3206-7A. По этим номерам нужно запрашивать необходимый продукт. Все эти данные есть в справочнике Parker, который ты должен был скачать с моего файлообменника. Про Google и говорить не стану... Смазка для кислородных сред - Kritox.
 3.6.123.6.12

FRC

опытный

13.11.10 были проведены очередные огневые испытания ГРД. Кажется 34 по счету.
Решили отстреляться в "бункере" с небольшим увеличением времени работы.

Заправка окислителя - 400гр
Горючее(парафин с углем) - 80гр.
Стартовая шашка - сорбитовая карамель с 6% алюминиевой крошки.
Тяга - 140кгс

Задачи испытания:
1. Наработать статистику по отказам модифицированной инжекторной головки (новая конструкция гермовывода запала; больший размер стартовой шашки -14гр "карамель с алюминиевой крошкой; уменьшено кол-во уплотнений на подвижных частях п/к; использование одного стопорного кольца для фиксации головки в камере сгорания).
2. Выгнать двигатель на режим (давление в к/с 26кг/см**2).
Использовалась тестовая, укороченная камера с длиной шашки горючего -130мм. В конструкцию введена прекамера. Камера дожигания не устанавливалась.

Отработало все почти безупречно, за исключением "очереди" в конце работы. Бронировки в КС не было. На внутренних полостях инжекторной головки (т.е. за плоскостью форсунок) обнаружена сильная копоть, которая попала в виде тонкого налета в магистраль подачи окислителя. Это произошло уже в конце работы, после полного расходования окислителя, т.к. копоть есть и на тех полостях, которые закрыты до открытия подачи окислителя. Скорее всего -это последствия хлопков. Надо понять их причину и исключить. Тогда проверим правильность вывода.

Самодельное (V-образное) уплотнение на головке (из силикона) целое и отработало безупречно. Есть небольшие следы термического воздействия, но после 2-х испытаний можно использовать дальше. О-ринги можно исключить из конструкции. Масштабируется решение хорошо.

Осислитель подается не прямо в КС, а предварительно проходит пре-камеру. Причем, сначала они ударяются под прямым углом в крышку пре-камеры, а потом уже вылетают в канал горючего через отверстие ф50мм. Два предыдущих прожига показали, что решение хорошее для обеспечения более равномерного выгорания горючего. После прожига, канал шашки гладкий и ровный. Ближе к соплу, выгорает, конечно, сильнее, но картинка гораздо симпотичнее обычной конструкции.

Видео (не очень содержательное) - Hybrid rocket motor fire test (34) - YouTube

График прилагаю.
Прикреплённые файлы:
График ОСИ 13.11.10.JPG (скачать) [33,13 кбайт, 32 загрузки] [attach=199606]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
Это сообщение редактировалось 14.11.2010 в 16:09

FRC

опытный

А фотоаппарат снимал факел через светофильтр. Использовал маску сварщика с автозатемнением. Надо было накрыть ее тряпочкой, чтобы небыло бликов, которые все испортили.
Тем не менее, решение неплохое, надо доработать конструкцию.
Прикреплённые файлы:
MOV03014 (frame 2226).JPG (скачать) [3,98 кбайт, 51 загрузка] [attach=199608]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

Serge77

модератор

FRC> Отработало все почти безупречно, за исключением "очереди" в конце работы.

На профиле тяги хлопков не видно. Или график обрезан раньше хлопков?
Раньше у вас не было хлопков вообще никогда или были по 1-2 штуки, не очередями?

FRC

опытный

Serge77> На профиле тяги хлопков не видно. Или график обрезан раньше хлопков?
Serge77> Раньше у вас не было хлопков вообще никогда или были по 1-2 штуки, не очередями?

Странно, вчера на графике (до его "причесывания") были явные всплески в самом конце.
Были хлопки 1 раз. Но тогда бронировка вылетала, мы ее потом ходили собирали :)
Сейчас бронировку вообще не устанавливали.
Видимо давление в баке настолько упало, что взрывались пары в воздухе. Или может воронка в баке возникает и вызывает такой эффект.
На видео с фотоаппарата хорошо видно, что фронт пламени при хлопке идет от сопла (1 кадр) и потом взрыв (второй кадр).
Вполне возможно (и график это подтверждает), что камера во время хлопка тоже работает. Т.е. горение происходит в КС.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

Serge77

модератор

Хлопает явно камера, а причина видимо в малом давлении в баке (или малом перепаде на форсунках, что в общем одно и то же) плюс в чём-то ещё, чего раньше не было. Может это связано с малой длиной камеры или с прекамерой.
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> Видимо давление в баке настолько упало, что взрывались пары в воздухе...

При падении давления в баке газо-паровая фаза тормозится в "прекамере", потому что давление в камере сг. все равно выше, а наличие там относительно холодного парафинового конденсата, затрудняет диссоциацию закиси на входе. З. медленно натекает, перемешивается с конденсатом, а затем обьёмно взрывается. Ваша "прекамера" -резервуар для взрывного горения газово-конденсатной смеси. Когда жидкая фаза заканчивается - остатки топлива производят пульсационно-детонационное горение. Вообще, форма графика не похожа на случай с парафиновым горючим. Слишком длинный хвост. А плато - всего 0.2-0.25 с. И это при достатке окислитeля. По графику давления можно было бы ожидать активного производства тяги, хотя бы до 0.5 с. А там было уже догорание при явном недостатке одного из компонентов. Скорее всего - горючего. У вас что, дефицит парафина? Пусть лучше останется, чем не хватает. Закись, небось, подороже стоит, чтобы её попусту гонять.
 8.08.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> А фотоаппарат снимал факел через светофильтр. Использовал маску сварщика с автозатемнением. Надо было накрыть ее тряпочкой, чтобы небыло бликов, которые все испортили.

Я бы это принял за нормальную картинку с Mach diamands в сверхзвуковой струе истечения. :eek:
 8.08.0
+
-
edit
 

FRC

опытный

a_centaurus> ... Ваша "прекамера" -резервуар для взрывного горения газово-конденсатной смеси. ...
Похоже на то. Присутствие скачков на графике тяги в момент хлопков, видеозапись с фотоаппарата, копоть на внутренностях инж.головки, все говорит об этом.
Странно, что в прошлый раз такого не было. А изменения 4: 1) на внутреннюю поверхность прекамеры не наносился парафин; 2)грели бак до 30С; 3)увеличили размер стартовой шашки с 9 до 14гр; 4) на 100гр больше окислителя.

Попробуем еще разок запуститься, но на 700гр. Посмотрим как получится. Если сохранятся хлопки, попробуем что-то придумать, может объем ее уменьшим, может вообще откажемся.

a_centaurus> Вообще, форма графика не похожа на случай с парафиновым горючим. ...У вас что, дефицит парафина? ...

Не, парафина 258 гр было, выгорело 80. Это жидкая фаза кончилась.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> Попробуем еще разок запуститься, но на 700гр. Посмотрим как получится...

Да, я не принял во внимание, что у вас бак на 2.5 л (так?). Тогда, после, открытия клапана, жидкая фаза быстро вылетает, а потом давление газовой компоненты в целом обьёме бака (ещё высокое) приводит к образованию газово-конденсатной смеси с детонационной формой горения. Надо ставить бак на расчётный малый обьём, в котором газовой фазы будет только на выталкивание жидкости. А своей прекамерой вы вообще нарушаете принцип работы ГРД. Впрыск жидкого окислителя должен производиться в канал шашки, а не в пустоту... После удара о стенку часть капель испараяется, превращаясь в газ и в канал шашки выдавливается уже обеднённая, насыщенная газообразной закисью часть окислителя. Ну а дальше, смотри выше.
 8.08.0
+
-
edit
 

FRC

опытный

a_centaurus> Да, я не принял во внимание, что у вас бак на 2.5 л (так?).
20 унций. 0.6 литра бак. Максимум удавалось набить в него 712гр. Описанное тобой, видимо, остается в силе и для такого маленького, если заправляем только половину (400гр).

По поводу критики пре-камеры, не знаю что тебе сказать. Я "срисовывал" с американских, больших ГРД, да и в учебнике где-то видел. Правда схема, в которой на пути окислителя стоит стенка - это уже отсебятина. Каюсь :)

И позволю себе просто поделиться горем. Немного в переди паровоза побежал и уже сделал летную камеру с длиной шашаки 280мм, залил бронировку. А теперь получается, что 280мм - слишком большая длина. На этом прожиге была 130мм и получилось хорошее соотношение 1:5. Да и тяга 140 вполне достаточна.
Выходит, или надо задирать расход и тягу больше 150кгС, чтобы использовать летную камеру на всю длину (тензодатчик у нас до 150кг), или приспосабливать тестовую КС для ракеты.
Или в летную КС заряжать короткую шашку. И так дел много, и еще это.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

Serge77

модератор

FRC> А теперь получается, что 280мм - слишком большая длина.

А чем мешает лишняя длина? Понятно, это лишний вес. Но если вес не учитывать?
На первых 130 мм будет происходить то же самое, что и в последнем тесте. Дальше продукты сгорания будут идти не в сопло, а сначала сквозь оставшиеся 150 мм длины парафина. Понятно, изменится сотношение окислитель/горючее в пользу горючего, УИ несколько упадёт. Но нам важен суммарный импульс, именно он разгоняет ракету. Поэтому главный вопрос - что станет с суммарным импульсом? Может быть он увеличится?
+
+1
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> 20 унций. 0.6 литра бак. Максимум удавалось набить в него 712гр. Описанное тобой, видимо, остается в силе и для такого маленького, если заправляем только половину (400гр).

Скорее всего. При нормальной заправке любого бака с N2O примерно 10% (по весу) уходит на испарение и наддув с его помощью. При уменьшении веса заправки этот процент увеличивается. Не знаю, в какой зависимости. Поскольку падение температуры в баке после открытия клапана также влияет на давление над мениском.
FRC> По поводу критики пре-камеры, не знаю что тебе сказать. Я "срисовывал" с американских, больших ГРД, да и в учебнике где-то видел. Правда схема, в которой на пути окислителя стоит стенка - это уже отсебятина. Каюсь :)
Ну да:"американское - значит "отличное"... От других. Из одной крайности - в другую... Кстати, можешь дать ссылку на твой прототип? Что-то я не припомню какого-нибудь достойного внимания двигателя на паре NOx/paraffin, использующего прекамеру. В нормальной конструкции связки инжектор - многоканальная шашка (а именно такая геометрия необходима РП с парафином), впрыск в идеале должен делаться в КАЖДЫЙ КАНАЛ по отдельности. Такие схемы рассмотрены, реализованы и обсчитаны в моделях. Никакой дополнительный (демпферный) обьём перeд шашкой там не нужен. Весь окислитель делится на n-потоков и каждому - свой канал.
FRC> И позволю себе просто поделиться горем. Немного в переди паровоза побежал и уже сделал летную камеру с длиной шашаки 280мм, залил бронировку.

Ну, твоя шашка скорее всего, просто дожигалась. Уже в газовой фазе. Я бы вообще не принимал во внимание часть графика после 0.25 с. Это - "свисток". Туда ушёл остаток пара. Поэтому утверждать что 130 мм это достаточно - слишком смело. У меня на монококке 38 мм стоит шашка 250 мм (nylon). Согласно расчёту. А в твоём калибре (50 мм?) длина шашки должна быть не менее 300 мм. Ведь длина шашки также важна в РП. Пусть лучше останется на стенках, чем не хватит. ВЕС ШАШКИ В ЭТОМ КЛАССЕ ТЯГИ УЖЕ НЕ ИГРАЕТ НИКАКОЙ РОЛИ.
FRC> Выходит, или надо задирать расход и тягу больше 150кгС, чтобы использовать летную камеру на всю длину (тензодатчик у нас до 150кг), или приспосабливать тестовую КС для ракеты.
FRC> Или в летную КС заряжать короткую шашку. И так дел много, и еще это.
А с чего ты взял, что с длиной шашки тяга должна увеличиться? Тяга должна наооборот - упасть слегка. Зато должно увеличится время работы и It. Все равно, во всех случаях, НЕЛьЗЯ НА РАКЕТУ СТАВИТь не испытанный и не параметризированный движок. Поэтому, чтобы получить исходные данные для расчёта баллистической траектории, вам необходимо будет собрать и хотя бы 2-3 раза прогнать лётный движок на стенде. Иначе все проблемы упадут потом на полёт. Где уже ничего нельзя поправить. Надо перестать метаться, как куцый на перелазе, а собрать некий лётный вариант (простой и хорошо обсчитанный) и сделать прогон на полной заправке. по крайней мере с этим определить время тяги и It. Затем анализировать и внести пару изменений, если эти параметры не будут устраивать. Прогнать снова. Если получится улучшить, то на этом остановиться и сделать 3 - контрольный тест. Если он будет успешным и результаты будут коррелироваться - то перебрать движок, законсервировать его и заниматься далее ракетой. Делая оную под имеющейся двигатель.
 3.6.123.6.12

Vagrant

втянувшийся
Serge77>> На профиле тяги хлопков не видно. Или график обрезан раньше хлопков?
Serge77>> Раньше у вас не было хлопков вообще никогда или были по 1-2 штуки, не очередями?
FRC> Странно, вчера на графике (до его "причесывания") были явные всплески в самом конце.
Извиняюсь, откромсал. На картинке концовка испытаний
Прикреплённые файлы:
P2.JPG (скачать) [44,94 кбайт, 23 загрузки] [attach=199939]
 
 
 3.6.123.6.12

Vagrant

втянувшийся
a_centaurus>> ... Ваша "прекамера" -резервуар для взрывного горения газово-конденсатной смеси. ...
FRC> Похоже на то. Присутствие скачков на графике тяги в момент хлопков, видеозапись с фотоаппарата, копоть на внутренностях инж.головки, все говорит об этом.

a_centaurus>> Вообще, форма графика не похожа на случай с парафиновым горючим. ...У вас что, дефицит парафина? ...
FRC> Не, парафина 258 гр было, выгорело 80. Это жидкая фаза кончилась.

Соотношение закись/парафин 5:1 - почти оптимум. Однако, скорей всего, в начале, при подаче
жидкой фазы, парафин был в небольшом недостатке, а потом, при поступлении газообразной фазы - в избытке. Стрельба в конце похожа на серию взрывов газовоздушной смеси вне камеры. На не приведенной записи с фотоаппарата видно, что пламя при взрывах - скорее облако, чем струя из сопла. Т.е., как обычно, взрывается избыточный парафин вне камеры. Только почему-то очередью.
Похоже, есть резон увеличивать длину парафиновой шашки, хотя в два с лишним раза - наверно многовато.

PS Импульс получился 150. С учетом "кривого" кратковременного режима работы можно думать, что
конструкция где-то недалеко от оптимума.
 3.6.123.6.12
Это сообщение редактировалось 16.11.2010 в 03:25

umbriel

опытный

FRC> 0.6 литра бак. Максимум удавалось набить в него 712гр.
Это же плотность 1187 кг/м3, вы закись до -63С морозите? :eek:

upd:

404 Not Found | FlyHybrids.net

It seems the page you were trying to find on my site isn't around anymore (or at least around here). Report it missing using my contact form and I'll see what I can do about it. Whilst you are here why not use the resources below? You never know, you may just find what you were looking for. // www.flyhybrids.net
 
 
Это сообщение редактировалось 16.11.2010 в 14:43
+
-
edit
 

FRC

опытный

FRC>> 0.6 литра бак. Максимум удавалось набить в него 712гр.
umbriel> Это же плотность 1187 кг/м3, вы закись до -63С морозите? :eek:

Спасибо за диаграмму.
Не совсем понимаю, что ответить по поводу заморозки... баллон по паспорту шел как баллон для пейнтбола (CO2) 20oz. Честно говоря, я не помню уже, какая на нем маркировка, т.к. он почти год как "одет" в теплоизоляцию.
Заливаем мы в него окислитель под давлением из большого баллона, перевернув оный вентилем вниз. Т.е. идет почти сразу жидкая фаза. Дренажным вентилем стравливается газ и постепено бачек заполняется.
По Википедии, плотность окислителя при -88.48С равна 1,223 гр/см**3. Если у нас объем бака 591,5см**3 (20 унций), то максимально в него можно влить 723,40 гр. окислителя.
Наверняка плотность его сильно зависит от температуры, но факт остается фактом. 712 вливали.
А вообще, не поленюсь и проверю маркировку на баке. Может он на 1 литр, хотя вряд ли.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Вот несколько статей по гибридам. Их присылал мне Kanting, за что ему (и не только за это) огромное спасибо. Правда там в основном окислитель - кислород. Точно где-то читал старый учебник по ГРД и там говорилось о пре-камере.
Вообще, пре-камера внедрялась, насколько я помню, под лозунгом обеспечения более равномерного выгорания топлива.
А если говорить об конкретно испытанной конструкции КС - то пре-камера была необходима для обеспечения нормальной работы зажигания (предотвращения воздушных взрывов в начале работы двигателя), для турбулизации потока окислителя, для обеспечения равномерного выгорания парафина. С этой задачей она справилась на все 100, но сместила проблему в конец работы. На следующих прожигах, хлопки уберем.
Прикреплённые файлы:
AST[1].pdf (скачать) [479,58 кбайт, 1048 загрузок] [attach=200036]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

и еще
Прикреплённые файлы:
US6684624[1].pdf (скачать) [313,75 кбайт, 93 загрузки] [attach=200037]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

umbriel

опытный

FRC> Не совсем понимаю, что ответить по поводу заморозки... баллон по паспорту шел как баллон для пейнтбола (CO2) 20oz. Честно говоря, я не помню уже, какая на нем маркировка, т.к. он почти год как "одет" в теплоизоляцию.

http://www.paintium.ru/... - вот такой баллон?
oz - это единица массы, fl oz - объема. В баллоне 20oz CO2, или 836мл воды. Если наливали 712г закиси, значит плотность 852кг/м3, что примерно соответствует температуре +10С

FRC> По Википедии, плотность окислителя при -88.48С равна 1,223 гр/см**3.
Так и есть. Даже чуть больше чем у ЖК. Поэтому американцы (Dynetics) для своей MNMS и охлаждают закись с этаном до -80.
 
1 28 29 30 31 32 75

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