Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

slavich77> Эта бутыль держит давление в 5-6 атмосфер. Она хрупкая.

Анекдот. Недавно покупал туфли в обувной лавке. Молоденькая продавщица с улыбкой трещала о том: "какие супер удобные эти туфли..." (я ношу 44). И я спросил её: "ТЫ ЧТО ИХ УЖЕ НОСИЛА"??? " Н-н-нет, Сеньор, но мне так сказали"...
(потом мы вместе посмеялись...) Мораль думаю ясна. (Кстати, туфли и вправду оказались удобными и лёгкими).

Бутыль не может быть хрупкой, поскольку она МНОГОРАЗОВАЯ. Её развозят в специальном кузове с ячейками в лежачем положении. И экспедиторы фирмы обращаются с ними весьма вольно... Держал сейчас эту 20 л бутыль в руках. Толстый полиэтилен (1.5 мм), укреплённый рёбрами жёсткости. При падении на бетонный пол закрытой бутыли с водой, с высоты плеча, ничего не произошло (было такое в собственной практике).
Видел видео на You Tube с запуском такой бутыли после нагнетания 8 Атм (было написано в описании). Мне думается, что с бандажом на центральной части из стеклоткани с эпокси такая бутыль 10 Атм должна выдержать. Не поленился, чтобы сделать фото. Осталось воткнуть шланг от компрессора...

Труба 110 мм с крышками. В такой длине (1100 мм aproх.) весит ок. 1 кг. Дойду до лаб. где есть весы - взвешу. Толщина стенок - 2 мм.

slavich77>> Эта бутыль держит давление в 5-6 атмосфер. Она хрупкая.
a_centaurus> Бутыль не может быть хрупкой, поскольку она МНОГОРАЗОВАЯ. Её развозят в специальном кузове с ячейками в лежачем положении. И экспедиторы фирмы обращаются с ними весьма вольно... Держал сейчас эту 20 л бутыль в руках.

Они текут потом от такого вольного обращения. в норме их должны возить в вертикальном положении и в специальных полиэтиленовых ячейках для амортизации ударов.

a_centaurus> Толстый полиэтилен (1.5 мм), укреплённый рёбрами жёсткости.

Это не полиэтилен, это поликарбонат. Он прочный, конечно, но при околонулевой температуре и вправду хрупкий. Маркировка типа пластика есть на донышке.

a_centaurus> При падении на бетонный пол закрытой бутыли с водой, с высоты плеча, ничего не произошло (было такое в собственной практике).

Это везение ещё раз повторю - при неаккуратном обращении в них образуются тонкие, но сквозные трещины, и вода потом подтекает.

....
a_centaurus> Бутыль не может быть хрупкой, поскольку она МНОГОРАЗОВАЯ. ...
Конечно, интересно испытать подобную бутыль под давлением, жаль, нет возможности, как собственно нет в обозримом приближении и самой бутыли.
Но мне представляется, что основная проблема подобной емкости заключается в профиле дна, да собственно и вся бутыль не рассчитана для работы под давлением, тем более 8атм, но нужен результат реальных испытаний. Можно еще отметить то обстоятельство, что подобная первая ступень будет смотреться нелепо со второй диаметром 80мм и, что не говори, а разгонная ступень таких объемов уже будет иметь приличную скорость в конце работы и неприличный мидель будет сжирать часть импульса тяги.
Впрочем – это лишь логические субъективные умозаключения, впрочем, все можно и просчитать, в том числе и силу, действующую на дно и стенки подобной бутыли при 8 атм. По этой части у нас Ckona большой специалист, интересно его мнение!

a_centaurus> Держал сейчас эту 20 л бутыль в руках. Толстый полиэтилен (1.5 мм)

Уточнение: объем 18,9 литра (галлон, что ли), масса 780 г, диаметр 280 мм, высота цилиндрич.части 400 мм, материал - PC, иногда РЕТ, плотностью 1,4 кГ/куб.дм, толщина стенок 1,15 мм.
"Стойкость к надуванию" по диаметру ничем не отличается от "обычных", диаметром 80 мм бутылок с толщиной стенок 0,3 мм., за исключением плоского днища, которое под давлением 3 атм. выпучивается на несколько сантиметров и является основной причиной разрушений.
Основная проблема запусков с этими бутылями - отсутствие резьбы и выступов на горловине, с которыми может быть соединен стартовый фиксатор.
Достижимая тяга: 1500 Н на протяжении 0,15 с, по зрелищности запуск не отличается от банальных полуторалитровых бутылок "без сопла".

В силу перечисленных особенностей - распространения не получили.

А.С.> Это не полиэтилен, это поликарбонат. Он прочный, конечно, но при околонулевой температуре и вправду хрупкий. Маркировка типа пластика есть на донышке.

PET (polyethilene). Причём противоударный. По крайней мере в Аргентине. Позвонил на фирму. Дальше ckona описал ТТД.Слабость донышка можно подправить оплёткой. Как делают на бутылях с вином или на баках для окислителя из композита с лайнером из пластика. Грубо говоря берут вот такую бутыль и её заплетают. Правда обычно используют дутый алюминий. Про "неудобное" горлышко как-то неудобно и читать. При необходимости его можно доработать. Там очень толстые стенки. На этом уровне экспериментального "бутылкоракетостроения" такие custom design доработки не должны смущать отважного водоракетчика. Но в общем-то это сугубо ВАШЕ ДЕЛО. Я написал об этом не для того, чтобы вас поучать. Это как бы я сам поступил, если бы имел задачу (или желание) разработки такого "водоносителя".

И скромное различие поликарбоната (РК) и полиэтилентерефталата (РЕТ):

-предел прочности при растяжении РЕТ: 172 МПа
-модуль упругости при растяжении РЕТ: 1400 МПа

Предел прочности при растяжении РК: 65 МПа
Модуль упругости при растяжении РК: 2200 МПа

a_centaurus> PET (polyethilene). Причём противоударный. По крайней мере в Аргентине. Позвонил на фирму.

Позвольте аргументировать:

Polyethylene terephthalate (sometimes written poly(ethylene terephthalate)), commonly abbreviated PET, is a thermoplastic polymer resin of the polyester family and is used in synthetic fibers; beverage, food and other liquid containers; thermoforming applications; and engineering resins often in combination with glass fiber.

Polyethylene is a thermoplastic polymer consisting of long chains produced by combing the ingredient monomer ethylene ... The name is abbreviated to PE.

a_centaurus> доработки не должны смущать отважного водоракетчика

Да там фигня - небольшая проточка или резьбу нарезать, но в станок не влазит !
Тайком от супруги уже примерял такой "флакон".

А.С.>> Это не полиэтилен, это поликарбонат. Он прочный, конечно, но при околонулевой температуре и вправду хрупкий. Маркировка типа пластика есть на донышке.
a_centaurus> PET (polyethilene).

PET - это не полиэтилен, это полиэтилентерфталат (лавсан). Полиэтилен - это PE.
причём бывает PE LD и PE HD. Но ни PE, ни PET не должны использоваться для многоразовой посуды - их нельзя мыть горячей водой, размягчаются.

Ckona> Предел прочности при растяжении РК: 65 МПа
Ckona> Модуль упругости при растяжении РК: 2200 МПа
Если быть точным,в треугольнике РС .Очень прочный пластик.Я его раствором в хлористом метилене покрываю деревянные воблеры.

Azot> Если быть точным,в треугольнике РС .Очень прочный пластик.Я его раствором в хлористом метилене покрываю деревянные воблеры.

Да, РС.
А в чем можно растворить РЕТ ?

Ckona> А в чем можно растворить РЕТ ?
Только в горячем диметилформамиде,но это практически нелетучий растворитель.

Ckona>> А в чем можно растворить РЕТ ?
Azot> в горячем диметилформамиде,но это практически нелетучий растворитель.

Спасибо.
Azot !
Копаясь в этом вопросе, я вот здесь

прочитал следующее:

ПЭТ обладает высокой химической стойкостью к кислотам, щелочам, солям, спиртам, парафинам, минеральным маслам, бензину, жирам, эфиру. Имеет повышенную устойчивость к действию водяного пара. Растворим в ацетоне, бензоле, толуоле, этилацетате, четыреххлористом углероде, хлороформе, метиленхлориде, метилэтилкетоне и, следовательно, листы ПЭТ могут так же хорошо склеиваться, как оргстекло, полистирол и поликарбонат.

Не сильно доверяя всяким полурекламам - что из перечисленного в списке действительно может являться растворителем полиэтилентерефталата ?

Ckona> Не сильно доверяя всяким полурекламам - что из перечисленного в списке действительно может являться растворителем полиэтилентерефталата ?

Боюсь, что ничего. И к щелочам он не стойкий. В общем, всё туфта.

Serge77> всё туфта.
Спасибо ! я снова обрел спокойствие.

a_centaurus>> PET (polyethilene).
А.С.> PET - это не полиэтилен, это полиэтилентерфталат (лавсан). Полиэтилен - это PE.
Спасибо! Освежил память.
Кстати, на бутыли, которую фотографировал, донышко усиленное и сильно "впуклое" (обратный конус). В бутыли (у нас здесь называется -"bidon"), которую поставили вместо описанной, донышко - ПЛОСКОЕ. Очевидно можно выбрать внутри этой линии более усиленную модель. Резьбу можно нарезать специальными плашками, применяемыми в полимерной сантехнике. Поищи в магазинах scona. В комплект входит державка с рукоятками и набор плашек разного шага. Обычно плашка трех- сегментная, что позволяет применятьё на трубах разного диаметра.

Учитывая как собственный практический опыт, так и опыт Ckona можно сделать вывод, что использовать ступени больших объемов весьма проблематично как с точки зрения эксплуатации, так и с точки зрения технических решений. Собственно я давно пришел к выводу, что лучше строить 3-х ступенчатую ракету по принципу 5л (1б)+5л(2б по 2,5л)+4,5л (3б по 1,5л) и даже приступил к реализации задуманного, да вот не судьба.

Serge77>> всё туфта.
Ckona> Спасибо ! я снова обрел спокойствие.

Мне давно стало понятно, что склеить бутылки с необходимой прочностью и нашими возможностями - туфта. Ну, если только сгонять на выходных в USA, так получается, что из-за этого клея можно оказаться и на Гуантанамо!

Брат-2> Мне давно стало понятно, что склеить бутылки с необходимой прочностью и нашими возможностями - туфта.

Во мне больше оптимизма.
Бутылочный пластик - это же не фторопласт.

---

Надо знакомиться с методами испытаний прочности клеевых соединений, и целенаправленно искать, не тыкаться.
Полиуретановые клеи имеют разную адгезию к ПЭТ. Чем она определяется ?
На моем уровне понимания - определяется растворением ПЭТ в какой-то составляющей "клея".
Установлено, что адгезия тем сильнее, чем медленнее схватывается (полимеризуется?) клей-герметик.
Надо осваивать технологию термоусаживания - не на кухне (уже освоил), а на каком-то станке.
Шов должен работать не на отрыв, а на сдвиг.
При склеивании внахлест более тонкостенная бутылка должна быть внутри.

---

У меня лежат готовые два клееных двигательных отсека.
Если успею с пенными отсеками - в апреле тоже полетят !

...
Ckona> На моем уровне понимания - определяется растворением ПЭТ в какой-то составляющей "клея".
...
Так в том и проблема, что пластик не растворяется, причем ничем! При давлении 8 ат. пластик бутылки работает на пределе прочности. У меня была идея обработать поверхность пластика, к примеру, путем вваривания металлических опилок используя пучок искр от наждака, но толку – 0. Все дело не только в адгезии, но и в том, что прочность самого клея должна быть сопоставима с прочностью пластика иначе – залипуха!

Ckona> Во мне больше оптимизма.
Поверхность РЕТ перед склеиванием можно обработать 30%-ным раствором едкого натра при 80град в теч.3 мин, при этом прочность при неравномерном отрыве клеен.соедин.,выполненных эпоксиполиамидным клеем,увеличивается с 0,4 до 2,7 МН/м.
РЕ, РЕТ, фторопласт обрабатывают коронным разрядом в высокочастотном уст-ве при частоте тока 20 кГц.Аналогично действует УФ-облучение (8-10мин для полиэтилена).

Брат-2> Мне давно стало понятно, что склеить бутылки с необходимой прочностью и нашими возможностями - туфта.

Не туфта. SikaFlex 11 у нас продается в интернет магазинах. Как герметик для соединений бутылок показал себя очень хорошо при толщине шва 0,5-1 мм.
Наружное соединение (т.н. "поясок прочности") можно выполнить полиуретановым клеем. Чем он шире - тем прочнее. У меня сейчас стоят сохнут несколько бутылок с двумя видами клея (Момент-кристалл и Уран) с различными по ширине полосами склейки. На выходные возможно испытаю.
Ну и про стеклоткань забывать не будем. Было бы место где со эпоксидкой работать - и в путь!

Azot> Поверхность РЕТ перед склеиванием можно обработать 30%-ным раствором едкого натра при 80град в теч.3 мин,

Тут дело в том, что бутылка при нагревании до 70-80 градусов начинает деформироваться (усаживаться). Так что такая обработка может не получиться.

a_centaurus> Кстати, на бутыли, которую фотографировал, донышко усиленное и сильно "впуклое" (обратный конус). В бутыли (у нас здесь называется -"bidon"), которую поставили вместо описанной, донышко - ПЛОСКОЕ. Очевидно можно выбрать внутри этой линии более усиленную модель.

Испытания на разрыв этих бутылей под давлением показали, что они выдерживают не более 6 атмосфер. Испытания проводились в летнее время при температуре +15 градусов. Подтверждающих фото и видеоматериалов этих испытаний у меня нет. Но желающие могут найти 42 выпуск (3 сезон) передачи "Разрушители легенд" и убедиться в том, то ПЭТ бутылка "держит" давление почти в 2 раза больше чем 20 л бутыль для питьевой воды.

Иду - темно.
Гляжу - пятно.
Нагибаюсь, рассматриваю, поднимаю - он, родимый !
Огнетушитель ОУ-5 с отломанным раструбом.

"Двуокись углерода находится в баллоне под давлением 5,7 МПа (58 кгс/см2) при температуре окружающей среды +20°С.
Максимальное давление в баллоне при температуре +50°С — 15 МПа (150 кгс/см2)."

Повернул вентиль - шипит, пальцем фиг заткнешь. Под давлением, значит. Нюхать не стал.
Как счастливый обладатель ценного баллона, озадачился вопросами:
1) Там внутри кроме углекислого газа еще какой-нибудь тушащий реагент есть ?
2) Можно ли штатный вентиль использовать как редуктор, постепенно выпуская закачанный воздух и контролируя давление по манометру ?
3) Какое давление развивает компрессор от холодильника ?

Ckona> Огнетушитель ОУ-5 с отломанным раструбом.
А мне недавно ОУ-2 подарили на работе. Причём, старый, с правильным баллоном.

Ckona> Как счастливый обладатель ценного баллона, озадачился вопросами:
Ckona> 1) Там внутри кроме углекислого газа еще какой-нибудь тушащий реагент есть ?

Нет, мало того, углекислый газ - пищевой, пригодный для газировки.

Ckona> 2) Можно ли штатный вентиль использовать как редуктор, постепенно выпуская закачанный воздух и контролируя давление по манометру ?

Нет, как редуктор - нельзя. Как дроссель - и то затруднительно.

Ckona> 3) Какое давление развивает компрессор от холодильника ?

Это зависит от многих вещей Достаточное, чтобы сжижить фреон (ну или циклопентан, для "очень зелёных") при т-ре 40 градусов. Атмосфер 16-20, но только на "родном" рабочем теле. На воздухе - меньше десятки обычно.

Azot>> Поверхность РЕТ перед склеиванием можно обработать 30%-ным раствором едкого натра при 80град в теч.3 мин,
slavich77> Тут дело в том, что бутылка при нагревании до 70-80 градусов начинает деформироваться (усаживаться). Так что такая обработка может не получиться.
Активация поверхности для склейки,произойдет и при комнатной т.,только время увеличится. Например,до часа или двух.Если неудобно использовать раствор щелочи,то можно локально нанести пасту из 2 частей щелочи и 1 воды.Работать только в р.перчатках и очках !Чтобы щелочь не карбонизировалась,поместить склеиваюмую бутулку в полиэтиленовый пакет.