Насколько реально сделать в домашних условиях ЖРД? - часть 3

 
1 11 12 13 14 15 16 17

Urgen

втянувшийся
"..такой жизненный опыт: всегда стоит озвучить замысел перед воплощением; посторонний человек завсегда увидит очевидное, пройденное для него заблуждение. Как говорится, кто-то витает в мечтах, а кто-то это уже скушал.."
Абсолютно согласен :) что лучше спросить у опытных людей, было дело, с ремонтом дизеля например :)
Размеры двигателя, внутр. диаметр 55 мм, длина до сужения 155 мм, критическая часть 15 мм, толщина стенок 3мм, а в критическое сечение вставить толстую вставку, материал-все из нержавейки. Импульс по програмкам 240, тяга 40 кг, при давлении внутри камеры 12кг. Наддув до 16 кг, тк пропан больше не давит. А для кислорода есть перепускные клапана, правда у гирд что-то с ними проблемы были. Форсунки шнековые, одна для ж.кислорода, и 3-4 шт для жидкого пропана. Зажигание хочу фальфейер поставить, а дистанционно зажечь его не проблема.
Может конечно и с наддувом проблемы будут, и прогорит через 5 секунд, но интересно попробовать, хотя-бы сам двигатель, для начала на воздухе и газообразном пропане. Железки и трубки нарезал, надо согнуть и еще вставку в кр.сечение выточить и дырки в крышке и фланце двигателя просверлить.
Прикреплённые файлы:
 
 
Это сообщение редактировалось 14.02.2011 в 13:47

FRC

опытный

Urgen> "..такой жизненный опыт: всегда стоит озвучить замысел перед воплощением; посторонний человек завсегда увидит очевидное, пройденное для него заблуждение. Как говорится, кто-то витает в мечтах, а кто-то это уже скушал.."
Urgen> Абсолютно согласен :) что лучше спросить у опытных людей, было дело, с ремонтом дизеля например :)
Urgen> Размеры двигателя, внутр. диаметр 55 мм, длина до сужения 155 мм, критическая часть 15 мм, толщина стенок 3мм, а в критическое сечение вставить толстую вставку, материал-все из нержавейки. Импульс по програмкам 240, тяга 40 кг, при давлении внутри камеры 12кг. А наддув до 16 кг, тк пропан больше не давит. А для кислорода есть перепускные клапана, правда у гирд что-то с ними проблемы были. Форсунки шнековые, одна для ж.кислорода, и 3-4 шт. А зажигание хочу фальфейер поставить, а зажечь его не проблема.
Urgen> Может конечно и с наддувом проблемы будут, и прогорит через 5 секунд, но интересно попробовать, хотя-бы сам двигатель. Железки и трубки нарезал, надо согнуть и еще вставку в кр.сечение выточить и дырки в крышке и фланце двигателя просверлить.

ЖРД не занимались еще, но на этот год концептуально обсуждали. Потому позволю себе несколько высказываний.
1) работать с кислородом (газом, а тем более с жидким) в гаражных условиях очень опасно. Все уплотнения должны быть из фторкаучука и магистрали подготовленны под кислород. Иначе будет взрыв.
2) кислород не самонаддувается. Чем предполагается его наддувать? Если пропаном, то вам понадобится "мешок" (из фторопласта)?. Из чего будете делать и как ГАРАНТИРУЕТЕ его герметичность? Раздление пропана и кислорода подвижным поршнем не может обеспечить отсутсвие протечек при больших габаритах.
3) почему не хотите наддувать кислород гелием из маленького баллона через редуктор? Так гораздо безопаснее и все элементы конструкции имеются в продаже на любом рынке.
4) Давление наддува стоит задирать как можно выше, для исключения заброса газов из камеры в магистрали.
5)Камеру из нержавейки делать не обязательно. Можно ст.3 использовать. Чтоб не прогорел, защитить внутреннюю поверхность можно абляционной защитой из эпоксидки с наполнителем (наверно даже мела можно насыпать).
6)Зачем сразу делать сложные шнековые форсунки? Если уж так необходимы центробежные (хотя не ясно, зачем) , то проще тангенциальные. Мое мнение, что первая камера вообще должна быть максимально простой со струйными форсунками.
7) где вы будете покупать шаровые краны для ЖК? И как будт реализован привод кранов?

Судя по нашему опыту с ГРД, простейший ЖРД для любителя - это стальная камера с абляционной защитой, струйными форсунками и работающая на этане и N2O. Или ином горючем, наддуваемым азотом или гелием из отдельного бака через простейший редуктор. Зажигание - пиротехника (карамельная шашка).
 7.07.0

CORVUS

новичок
FRC> Судя по нашему опыту с ГРД

А с каким жидким горючим у закиси наилучшие показатели?
 
AR a_centaurus #15.02.2011 03:39  @CORVUS#15.02.2011 00:14
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC>> Судя по нашему опыту с ГРД
CORVUS> А с каким жидким горючим у закиси наилучшие показатели?

Имеет место быть отчёт DARPA по разработке thruster на NOх/propane. Оттуда много можно использовать. Если интересно, дам ссылку. А лучше всего для расчётов использовать известный труд "Как разработать ЖРД на кислороде/бензине" eng. Обычная термоизоляция из асбокартона даст до 30 с работы. Замечания других авторов по кислороду нужно учесть.
 8.08.0

Urgen

втянувшийся
Из статьи "Первые старты":
"Если растворить канифоль в бензине, ту самую канифоль, которой музыканты натирают смычки скрипок и виолончелей, получался так называемый твердый бензин. Он был не совсем твердым, мазался, как тавот, как теплое сливочное масло. Его и задумал применить Тихонравов в новой ракете 09.
Конструкция ее упрощалась тем, что не требовалось никаких насосов, никакой системы подачи компонентов в камеру сгорания. Жидкий кислород закипал в баке и вытеснялся в камеру сгорания давлением собственных паров. Твердый бензин помещался в самой камере сгорания и поджигался обычной авиасвечой. Заправленная ракета весила 19 килограммов."

Другое дело, как написал А.Суворов, его плотность при нагреве прилично падает и он, если не оставить свободного места, может бак порвать.
Гелиевый баллон с редуктором наверное будет весить треть ракеты, с учетом, что она будет весить около 10-15 кг и тягой всего 40, неприемлемо. Наддувать ли пропан, это надо поэкспериментировать, насколько давление снизится при вытеснении, кто-то тут упоминал подогрев пропана, чтобы компенсировать пары.
Нержавейка все-же более жаростойкая, чем просто сталь, а краны уже купил, тоже из нержавейки, на 64атм, с внутренней резьбой G1/4, открывать их думаю можно одной пружиной, чекой с тросиком, если поставить даже самый маленький редуктор с микродвигателем, все равно много места займет, это хорошо для более крупных изделий, с регулированием тяги или нуждой в полете закрыть, могу кстати отдать, кому надо, размеры 40х40х40 мм, алюминиевый, ну и к нему надо любой маленький двигатель, передаточное число оч. большое, любой вентиль провернет. А то были предложения даже от стеклоомывателя приспособить, он сам 1-2кг весит, плюс аккумулятор большой.
А форсунки очень простые, но если плохо будут работать, можно заменить или доделать.
Конечно, наверняка где-нибудь вылезет проблема, зато интереснее ее решать :) Много можно узнать!
 

Yalex

втянувшийся
Датские любители уже сделали бооольшой ГРД на кислороде. И уже на стартовом столе в море столкнулись с тем что все не приспособленные к криогенике краны намертво замерзли. А все из-за того что ребята использовали компоненты из хоз. магазина. Пуск пришлось отменить, и перенести на год.
Сто раз подумайте прежде чем связываться с кислородом. Это опасное вещество требующее совершенно иного технического уровня изделия и совершенно других узлов чем та же закись.
 3.6.133.6.13
RU Андрей Суворов #15.02.2011 11:24  @Urgen#15.02.2011 04:28
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Urgen> Другое дело, как написал А.Суворов, его плотность при нагреве прилично падает и он, если не оставить свободного места, может бак порвать.
Бак порвать - это предельный случай, я писал о том, что падает тяга и УИ, потому что автоматика регулирует объёмное соотношение компонентов, а надо массовое.

Urgen> Гелиевый баллон с редуктором наверное будет весить треть ракеты, с учетом,

Нет, отчего же, баллон на 250 атмосфер от КИП-5 весит меньше 2,5 кг вместе с редуктором от акваланга, а есть и более мелкие баллоны.

Urgen> что она будет весить около 10-15 кг и тягой всего 40, неприемлемо.

Напряжно, но приемлемо - мы это считали при проработке перекисного проекта.

Urgen> Нержавейка все-же более жаростойкая, чем просто сталь,

Как раз наоборот. Типичная нержавейка теряет прочность раньше, вдобавок, у неё теплопроводность раза в 4 меньше, чем у низкоуглеродистой стали типа Сталь 5 или ей подобной.

Urgen> а краны уже купил, тоже из нержавейки, на 64атм, с внутренней резьбой G1/4, открывать их думаю можно одной пружиной, чекой с тросиком,

Усилие открывания клапана под давлением увеличивается в разы, особенно, усилие "страгивания" с места.

Urgen> если поставить даже самый маленький редуктор с микродвигателем, все равно много места займет,

От электроотвёртки хорошо подходит - там есть и фигня, предотвращающая поломку, "трещотка". необходимая, потому что мотор останавливается сильно немгновенно. Мы на все эти грабли наступали с перекисным стендом.

Urgen> А форсунки очень простые, но если плохо будут работать, можно заменить или доделать.

Помните о приведённой длине!!! Это отношение объёма камеры до критики к площади критического сечения. Она должна быть не меньше полутора метров - иначе топливо догореть не успевает. От качества распыла приведённая длина тоже сильно зависит, т.е. от типа форсунок, и от давления, как обратный корень квадратный. У РД-107 приведённая длина аж 4 метра. У РД-171 - 1,1 метра, но он газ-жидкость и давление в 4 раза больше.

Urgen> Конечно, наверняка где-нибудь вылезет проблема, зато интереснее ее решать :) Много можно узнать!

Ох, много!..
 8.08.0
UA Ckona #15.02.2011 12:51  @Андрей Суворов#15.02.2011 11:24
+
-
edit
 

Ckona

опытный
★☆
А.С.> Мы на все эти грабли наступали с перекисным стендом.

Есть ли возможность обо всем этом почитать ? (точнее, формулировались ли отчеты об испытаниях ?)
 

Urgen

втянувшийся
"Имеет место быть отчёт DARPA по разработке thruster на NOх/propane...Если интересно, дам ссылку" Конечно интересно, давайте, наверное на английском?

Можно поставить пружину от пневматической винтовки, она точно краны откроет.
Ну да, приведенная длина 1,5 метра, форсунки как-раз хорошо распыляют, только вот насчет герметичности проблема, прокладки, наверное только из меди подойдут.
Кран поливал как купил жидким бутаном с китайского баллончика, где-то -70 вышло, ничего, не заклинил, хорошо повернулся. А вот когда пустил бутан по трубочкам к форсункам, форсунки забились льдом(!). По этому поводу был совет продуть все, вроде азотом, перед заправкой. Датчане если в море запускать потащили, где влажность большая, заросло наверное снаружи шубой.

Андрей, а как у вас, катализатор побольше для перекиси сделали?
 
+
-
edit
 

Alex_Dieng

втянувшийся

Urgen> Можно поставить пружину от пневматической винтовки, она точно краны откроет.

Не факт, возможно и откроет, но только один раз... Читаем информацию о свойствах материалов входящих в конструкцию крана (курс материаловедения обязателен к изучению).

Urgen> .... прокладки, наверное только из меди подойдут.
Urgen> Кран поливал как купил жидким бутаном с китайского баллончика, где-то -70 вышло, ничего, не заклинил, хорошо повернулся. ... Датчане если в море запускать потащили, где влажность большая, заросло наверное снаружи шубой.

-70 С и -183 С - это абсолютно разные условия. Как сушат магистрали, чем и с какой целью лучше узнавать при внимательном изучении литературы. Рекомендую для начала полистать:

- Челомей В.Н. Пневмо-гидравлические системы двигательных установок с ЖРД Машиностроение 1978;
- Каганер М.Г. Тепловая изоляция в технике низких температур Машиностроение 1966;
- Эдельман А.И. Топливные клапаны жидкостных ракетных двигателей Машиностроение 1970.

После этого большая часть Ваших опросов отпадёт сама собой. Впрочем наверное как и желание связываться с ЖК. Хотя если Вы обладаете Хорошим количеством Денег, Сил и Времени, можете попробовать.

Вся выходка датчан - простая глупость. То что замерзли краны наверное лучшее из того, что с ними могло произойти в тот день.

ЗЫ/ Надеяться на авось не стоит, в лучшем случае лишитесь матчасти (или здоровья), о худшем варианте говорить не хочется...
 3.6.133.6.13
RU Андрей Суворов #15.02.2011 15:24  @Ckona#15.02.2011 12:51
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Ckona> Есть ли возможность обо всем этом почитать ? (точнее, формулировались ли отчеты об испытаниях ?)
Скорее да, чем нет, но в интернет не выкладывались. кое-что было на сайте мосгирд.

Urgen> Андрей, а как у вас, катализатор побольше для перекиси сделали?

Нет. Вообще-то, состояние группы "под большим вопросом". Я считаю, что перекисной проект себя исчерпал, что, уж если делать новый двигатель с нуля, надо делать двухкомпонентник. На спирте ли, керосине ли, но двухкомпонентник, килограмм на 150, чтобы уместиться в этот стенд - и, соответственно, переделывать стенд. А Олег хочет именно добить этот проект. И всё равно переделывать стенд - доводить до совершенства. Количество кранов на нём увеличилось втрое. Ещё Олег купил многоканальный АЦП, т.к. хочет мерять побольше параметров и чтоб в автоматизированном режиме.

Перекисной проект многое нам дал и в смысле фактических сведений, и в смысле практических умений, но, я считаю, что нет большого смысла добивать именно его. Он был интересен, как этап.

Однотонник же мне в одиночку не потянуть, а Олег считает, что и группой тоже. Но я его не брошу, "потому что он хороший". :)
 8.08.0
Это сообщение редактировалось 15.02.2011 в 15:31
KZ Xan #15.02.2011 15:57  @Андрей Суворов#15.02.2011 15:24
+
-
edit
 

Xan

координатор

А.С.> На спирте ли, керосине ли, но двухкомпонентник

А что скажешь про перекисный (с катализатором) на не очень концентрированной перекиси, чтоб температура была невысокая, плюс дожигание какого-нибудь спирта?
 7.07.0

Urgen

втянувшийся
Не факт, возможно и откроет, но только один раз...
 

А больше и не надо :)
Нержавейка разрешена, сам в книжке Архарова читал, и фторопласт тоже, из которого уплотнительные кольца кранов.
До заправки жидким кислородом, еще как до луны пешком, так что опасаться нечего. Разумеется, если до этого дойдет, все будет согласовано и продумано, а не как здесь:
Пиротехника с огоньком 1(перевод Премьер Салют) — на Яндекс.Видео
 
RU Андрей Суворов #15.02.2011 17:30  @Xan#15.02.2011 15:57
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

А.С.>> На спирте ли, керосине ли, но двухкомпонентник
Xan> А что скажешь про перекисный (с катализатором) на не очень концентрированной перекиси, чтоб температура была невысокая, плюс дожигание какого-нибудь спирта?

Он очень большой выходит по габаритам камеры. Чем больше концентрация, тем меньше потребный объём камеры.
Мы в своё время посвятили немало усилий изучению двигателя Gamma английской разработки. Там использовалась 85% перекись, никелевые посеребрённые сетки в качестве катализатора и керосин в качестве горючего. Насколько можно судить по фоткам и рисункам, приведённая длина около 2 метров, считая за катализатором. Но это фактически схема газ-жидкость.
Объём камеры катализатора явно недостаточен для полного разложения перекиси, но, видимо, достаточен для достижения температуры воспламенения с керосином. Дальше уже доразложение перекиси шло одновременно с окислением керосина при существенно большей т-ре, чем обеспечивало собственно разложение перекиси.
При использовании спирта, особенно, обводнённого, т-ра меньше, чем с керосином, весьма заметно, и потребная приведённая длина получается больше. Если верить Добровольскому, во всяком случае. Собственных данных у меня нет :)
Даже с керосином УИ Гаммы был невелик и составлял лишь 85% от теоретического. Для сравнения, у РД-107 УИ основных камер - 94% от теоретического.
 8.08.0
KZ Xan #15.02.2011 18:06  @Андрей Суворов#15.02.2011 17:30
+
-
edit
 

Xan

координатор

А.С.> Даже с керосином УИ Гаммы был невелик и составлял лишь 85% от теоретического.

Эге, печально.
 7.07.0

FRC

опытный

Urgen> Можно поставить пружину от пневматической винтовки, она точно краны откроет.

Открыть можно и веревкой, но когда делаешь ЖРД, то на фоне остальной материальной части такие решения начинают бесить самого разработчика. Правильно говорят, электроотвертка поможет, только запитывать надо не от штатного аккумулятора, а от 12V через схему. Мы изначально так и открывали/закрывали подачу окислителя.
Сейчас при заправке малого баллона окислителем при проходном сечении ф4 и фторопластовых уплотнениях крана, на ручке крана усилие около 10-15 кг (давление подачи 40кг/см**2). Когда открываешь, 10-15кг, а когда кран остыл в процессе заправки, усилие до 20кг и скрипит :)

Urgen> Ну да, приведенная длина 1,5 метра, форсунки как-раз хорошо распыляют, только вот насчет герметичности проблема, прокладки, наверное только из меди подойдут.

марка М3
или фторопласт

Urgen> Кран поливал как купил жидким бутаном с китайского баллончика, где-то -70 вышло, ничего, не заклинил, хорошо повернулся. А вот когда пустил бутан по трубочкам к форсункам, форсунки забились льдом(!). По этому поводу был совет продуть все, вроде азотом, перед заправкой. Датчане если в море запускать потащили, где влажность большая, заросло наверное снаружи шубой.

Не знаю... у нас -88С на выходе, но форсунки ф1,2мм и ничего не замерзает... Может просто вода на выходе из форсунки кристализуется (кажется гидридом зовется).
 7.07.0

Urgen

втянувшийся
Хорошо, буду иметь ввиду.
 
AR a_centaurus #16.02.2011 17:18  @a_centaurus#15.02.2011 03:39
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

a_centaurus> Имеет место быть отчёт DARPA...
a_centaurus> А лучше всего для расчётов использовать известный труд: HOW to DESIGN, BUILD and TEST SMALL LIQUID-FUEL ROCKET ENGINES, RocketLab, California.

Найди его сам в Инете и скачай. А скачав, изучи. Со словарём и карандашом. Это не академическая книга а Tutorial (Инструкция по расчёту и изготовлению ЖРД малой тяги). В советских книгах этого нет.
Смотри здесь (отчёт DARPA): TR Document Retrieval

CORVUS>> А с каким жидким горючим у закиси наилучшие показатели?
NOx-Propane: DARPA Report (ссылка выше). Про NOх_ethylic alcohol посмотри в моём топике. Там есть все исходные данные.
 3.6.133.6.13

FRC

опытный

Не хотел бы кто-то из форумчан присоединиться к работам по пока стендовому ЖРД?
Пускаем в параллель с ГРД, т.к. отработка последнего уже не занимает много времени. Проблема с зажиганием понятна и в ближайшие дни будет решена. Парашютный отсек ракеты на 95% сделан, надо только отстрелять для спокойствия. Основные "запчасти" для стартовой установки готовы, осталось сварить площадку с 4-я ногами и скрутить все вместе.

Задачи и цели по ЖРД таковы (естественно это только для начала обсуждения, а не регламент):

1) разработать стендовый не охлаждаемый ЖРД (камеру и арматуру) с расходом окислителя не более 200 гр/сек для отработки системы зажигания и регулировки тяги. Низкий расход позволит использовать имеющиеся баки, отсечные краны и РВД.
2) разработать охлаждаемую ЖРД (камеру) для решения вопросов охлаждения. Способы охлаждения на ней будут испытываться. Возможно п.2 будет совмещен с п.3.
3) разработать охлаждаемый ЖРД на выбранных компонентах с регулируемой тягой до 450кг и длительностью работы, скажем 60 секунд, под летающую стабилизированную платформу весом, скажем, 100кг. На платформе 4 таких ЖРД, работающих на не полной тяге.
4) разработка ракеты с 4-я ЖРД.

Схема вытеснительная на всех вариантах. Но т.к. с NOx планируется переход на ЖК (пункта со 2-го), вопрос актуальный и очень сложный.
Рассматривается (начиная с п.2) так же вариант двигателя-утопленника. Т.е. он будет расположен внутри одного из баков и охлаждаться, либо горючим, либо окислителем (ЖК), одновременно обеспечивая нагрев компонента и его самовытеснение.
Компоненты из доступных: окислитель NOx, LOx. Горючее - этан (не пробовали покупать еще, но вопрос, наверно решаемый), керосин, пропан, метан.

Из доступных материалов сейчас есть или относительно легко покупается: стали (те, которые продаются, естественно, на металлобазах), цветные металлы, графит конструкционный, клей для графита, УУКМ в плитах, микросферы силикатные, смолы, шамотные легковесы для теплоизоляции и связующие для них.

Из оборудования и оснастки есть (у участников группы): станки токарный, фрезерный, ленточная пила, сварка аргоновая (варить умею плохо, но соседи мастера :)), прессы и оборудование для изготовления не металлических частей (лаборатория), электротехническая лаборатория/производство, испытательный стенд, РВД подходящих размеров, элементы арматуры (кроме регулирующих клапанов), баки алюминиевые до 1 литра (большего объема до 100 литров покупаются легко). Датчики и электроника покупается относительно просто. Планируется летом начать делать намоточный станок для композитных баков, электрика уже куплена, ПО базовое доступно.
Вопрос с расходомером, измеряющим массовый расход компонентов. Готового решения пока не обнаружили.

То есть все имеется чтобы начать п.1 Остальное придет в процессе.
 3.6.133.6.13
RU Андрей Суворов #10.03.2011 22:44  @FRC#10.03.2011 16:36
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

FRC> 1) разработать стендовый не охлаждаемый ЖРД (камеру и арматуру) с расходом окислителя не более 200 гр/сек для отработки системы зажигания и регулировки тяги. Низкий расход позволит использовать имеющиеся баки, отсечные краны и РВД.

Неохлаждаемых ЖРД не бывает. Бывают ЖРД с ёмкостным охлаждением, которые принципиально могут работать только в импульсном режиме, и ЖРД с радиационным охлаждением. Например, из иридий-ниобиевого композита можно сделать камеру для ЖРД кислород-керосин. Работает при температуре жёлтого каления :)

FRC> 2) разработать охлаждаемую ЖРД (камеру) для решения вопросов охлаждения. Способы охлаждения на ней будут испытываться. Возможно п.2 будет совмещен с п.3.
FRC> 3) разработать охлаждаемый ЖРД на выбранных компонентах с регулируемой тягой до 450кг и длительностью работы, скажем 60 секунд, под летающую стабилизированную платформу весом, скажем, 100кг. На платформе 4 таких ЖРД, работающих на не полной тяге.

Чисто регенеративное охлаждение невозможно для движка с тягой меньше 200-300 кГ. Слишком большое получается отношение площади камеры к её объёму, слишком мал расход охладителя. Нужно, видимо, ориентироваться на абляционное охлаждение, как у движков Garvey Space Corporation, у них есть уже 2 хорошо отработанных поколения движков с углепластиковой камерой с фенопластовым абляционным слоем. Топливо - вначале LOX-methanol, сейчас, по мере достижения большего совершенства - LOX-ethanol. Про них NNV писал в "успехах иностранных ракетолюбителей" сегодня.

Возможно также плёночное или завесное охлаждение, даже газообразным кислородом, если что, примеры таких движков известны, я сам их щупал в МАИ.

FRC> Рассматривается (начиная с п.2) так же вариант двигателя-утопленника. Т.е. он будет расположен внутри одного из баков и охлаждаться, либо горючим, либо окислителем (ЖК), одновременно обеспечивая нагрев компонента и его самовытеснение.

Для эффективного охлаждения линейная скорость охладителя должна превышать 10 м/с, из-за этого каналы приходится делать очень тонкими. Охлаждать ТАК, как предлагается, не выйдет. Это уже испробовано на заре ЖРД-строения.

FRC> Компоненты из доступных: окислитель NOx, LOx. Горючее - этан (не пробовали покупать еще, но вопрос, наверно решаемый), керосин, пропан, метан.

Из горючих лучше всего спирт. С точки зрения УИ - процентов на пять хуже, чем с керосином (при правильной организации рабочего процесса, правда, говорят, нужен больший объём камеры). Но, зато, с охлаждением проблем на порядок меньше.

FRC> Из доступных материалов сейчас есть ...
FRC> Из оборудования и оснастки есть ...

В гости к вам можно сходить, а?

FRC> Вопрос с расходомером, измеряющим массовый расход компонентов. Готового решения пока не обнаружили.
При таком маленьком расходе нормально работают обычные домашние водосчётчики. Но их приходится разбирать и ставить датчик Холла, с которого идёт уже фактически цифровой сигнал на вход регистрирующей схемы. Мы пробовали.

FRC> То есть все имеется чтобы начать п.1 Остальное придет в процессе.

Точите камеру из кругляка меди М1 с толщиной стенок не меньше 2 см. Форсунки у вас и так неплохи.

Двигатели А.А.Козлова из МАИ работают на керосине и газообразном кислороде, там основная проблема - никелевое покрытие, которое устойчиво к горячему кислороду, потому что там завесное охлаждение кислородом (керосина слишком мало). В форсуночной головке одна центробежная двухкомпонентная форсунка, и шесть однокомпонентных по кругу. Критика там - мизинец не просунуть. Геометрическое расширение атмосферного варианта - 1:6, газодинамическое я не помню.
 8.08.0
BG -VMK- #10.03.2011 23:08  @Андрей Суворов#10.03.2011 22:44
+
-
edit
 

-VMK-

опытный

А.С.> Чисто регенеративное охлаждение невозможно для движка с тягой меньше 200-300 кГ...

Zechy Coyte-King е построил и тествал успешно микро ЖРД с регенеративно охлаждане (до колко ефективно - друг въпрос): minimotor2007 - Rocketry
Прикреплённые файлы:
 
"Luck is a great time-saver, cost-effective, and very reliable when it works." - Jimmy Yawn  3.6.153.6.15

avmich

координатор

FRC> Не хотел бы кто-то из форумчан присоединиться к работам по пока стендовому ЖРД?
FRC> Пускаем в параллель с ГРД, т.к. отработка последнего уже не занимает много времени. Проблема с зажиганием понятна и в ближайшие дни будет решена. Парашютный отсек ракеты на 95% сделан, надо только отстрелять для спокойствия. Основные "запчасти" для стартовой установки готовы, осталось сварить площадку с 4-я ногами и скрутить все вместе.
FRC> Задачи и цели по ЖРД таковы (естественно это только для начала обсуждения, а не регламент):
FRC> 1) разработать стендовый не охлаждаемый ЖРД (камеру и арматуру) с расходом окислителя не более 200 гр/сек для отработки системы зажигания и регулировки тяги. Низкий расход позволит использовать имеющиеся баки, отсечные краны и РВД.

Неохлаждаемый ЖРД - имеется в виду, видимо, охлаждаемый без специальных усилий, видимо, радиационно - может быть однокомпонентным (та же перекись 85%) или со вторым компонентом, по расходу подобранным так, чтобы было не слишком горячо в камере. Обычно профессиональные двигатели работают с избытком горючего, но надо будет убедиться, что рабочий процесс в камере устойчив - или сделать наоборот, взять избыток окислителя и добавить немного горючего, чтобы температуру - немного - поднять, но на процесс разложения окислителя особенно не повлиять. При таком малом расходе и выбранном окислителе - закись - видимо, надо будет расход горючего выбрать соответствующе.

FRC> 2) разработать охлаждаемую ЖРД (камеру) для решения вопросов охлаждения. Способы охлаждения на ней будут испытываться. Возможно п.2 будет совмещен с п.3.

Одна из популярнейших схем у ЖРДистов-любителей проиллюстрирована картинкой -VMK-, три части - chamber, saddle, jacket. Работоспособной также является схема с завесным охлаждением. Можно и абляционным охлаждением попробовать решить задачу, или, скажем, регенеративное охлаждение организовать трубчатой камерой. Дело вкуса того, кто будет делать.

FRC> 3) разработать охлаждаемый ЖРД на выбранных компонентах с регулируемой тягой до 450кг и длительностью работы, скажем 60 секунд, под летающую стабилизированную платформу весом, скажем, 100кг. На платформе 4 таких ЖРД, работающих на не полной тяге.

Регулирование тяги ЖРД, особенно для любителей - вопрос традиционно сложный. 100 кг платформа, 4 ЖРД по 450 кгс тяги, то есть, 1800 кгс суммарно... при УИ 200 с едят примерно 9 кг топлива в секунду, 60 секунд - это 540 кг топлива, это значит, уже массовое совершенство 6,4... Сложновато выглядит для первого раза. Надо бы уточнить, что именно нужно.

FRC> 4) разработка ракеты с 4-я ЖРД.

Кармак, Мастен и, кажется, Пол Брид пробовали многодвигательные конфигурации и от них пока что отказались - сложно организовать слаженную работу нескольких двигателей. Этот четвёртый пункт лучше для начала убрать. И вообще, разработку ЖРД такой тяги - несколько сотен кгс, или больше - лучше вести отдельно от разработки системы, его использующей - опять же, опыт различных групп показывает, что сама по себе разработка ЖРД - дело непростое.

FRC> Схема вытеснительная на всех вариантах. Но т.к. с NOx планируется переход на ЖК (пункта со 2-го), вопрос актуальный и очень сложный.

Работа с ЖК, когда раньше работ с криогеникой не было - это довольно много всего, это решение нельзя принять наобум. Это действительно надо или всё же пока что можно отложить?

FRC> Рассматривается (начиная с п.2) так же вариант двигателя-утопленника. Т.е. он будет расположен внутри одного из баков и охлаждаться, либо горючим, либо окислителем (ЖК), одновременно обеспечивая нагрев компонента и его самовытеснение.

Сомнительная идея для первой попытки, особенно если ещё несколько непроверенных технологий использовать.

FRC> Компоненты из доступных: окислитель NOx, LOx. Горючее - этан (не пробовали покупать еще, но вопрос, наверно решаемый), керосин, пропан, метан.

Спирт этиловый или, может, изопропиловый, действительно, может быть предпочтительнее.
 3.6.133.6.13
RU FRC #11.03.2011 13:33  @Андрей Суворов#10.03.2011 22:44
+
-
edit
 

FRC

опытный

А.С.> Неохлаждаемых ЖРД не бывает. Бывают ЖРД с ёмкостным охлаждением, которые принципиально могут работать только в импульсном режиме, и ЖРД с радиационным охлаждением. Например, из иридий-ниобиевого композита можно сделать камеру для ЖРД кислород-керосин. Работает при температуре жёлтого каления :)

Я не верно выразился. Планируется стальная (предпочтительнее, т.к. дешево) или медная болванка со стенками, скажем, 20-30мм, и работающая не более 10 сек. Вставки в критику графитовые. Абляционную защиту рассматриваем, естественно, при необходимости увеличения длительности работы двигателя, т.к. просто сделать и есть все необходимое.
Вообще можно сделать так: внешняя стенка - стальной стакан (стенка 1мм). Огневая - графит (10мм). Между ними запрессован шамотный легковес или микросферы на силикатной связке в качестве теплоизолятора (10-20мм). Сопло такое отлично себя показало.

А.С.> Возможно также плёночное или завесное охлаждение, даже газообразным кислородом, если что, примеры таких движков известны, я сам их щупал в МАИ.

Мне тоже завесное и пленочное кажутся предпочтительными в нашем случае. По крайней мере с них надо начинать.

А.С.> Для эффективного охлаждения линейная скорость охладителя должна превышать 10 м/с, из-за этого каналы приходится делать очень тонкими. Охлаждать ТАК, как предлагается, не выйдет. Это уже испробовано на заре ЖРД-строения.

Такой вариант рассматривается скорее для "кипячения" какого-либо из компонентов, для организации его самовытесения. Вед можно посчитать тепловой поток для конкретной стенки и подобрать материалы, чтоб он был достаточен для выполнения этой функции? А если охлаждать эффективно таким способом не получается, то совместить "утопленность" с другими видами (завесным и пленочным). Заманчивый вариант, т.к. упрощается схема организации подачи компонентов.

А.С.> В гости к вам можно сходить, а?

Хоть завтра вечером. Камеру ГРД я на 90% восстановил, так что есть шанс завтра прожечься. Заодно поговорим.
 3.6.133.6.13

FRC

опытный

А.С.>> Чисто регенеративное охлаждение невозможно для движка с тягой меньше 200-300 кГ...
-VMK-> Zechy Coyte-King е построил и тествал успешно микро ЖРД с регенеративно охлаждане (до колко ефективно - друг въпрос): minimotor2007 - Rocketry

Класс. Особенно впечатлило зажигание от автомобильной свечи. У меня так не получалось. Это, на мой взгляд, прекрасный вариант "пускача" для большой камеры. Спасибо большое.
 3.6.133.6.13
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

FRC

опытный

avmich> Регулирование тяги ЖРД, особенно для любителей - вопрос традиционно сложный. 100 кг платформа, 4 ЖРД по 450 кгс тяги, то есть, 1800 кгс суммарно... при УИ 200 с едят примерно 9 кг топлива в секунду, 60 секунд - это 540 кг топлива, это значит, уже массовое совершенство 6,4... Сложновато выглядит для первого раза. Надо бы уточнить, что именно нужно.

С платформой не понятно как поступить. Специально для нее делать 4 камеры пока не представляется хорошей идеей. Хотя, если не будет другого выхода, придется. Я полагал, что снизив расход и тягу, в более-менее реальные веса можно было бы уложиться. Нужно, чтобы была платформа, которая может взлетать хоть на 1 метр, зависать, отклоняться. Это для отработки электроники.

avmich> Кармак, Мастен и, кажется, Пол Брид пробовали многодвигательные конфигурации и от них пока что отказались - сложно организовать слаженную работу нескольких двигателей. Этот четвёртый пункт лучше для начала убрать. И вообще, разработку ЖРД такой тяги - несколько сотен кгс, или больше - лучше вести отдельно от разработки системы, его использующей - опять же, опыт различных групп показывает, что сама по себе разработка ЖРД - дело непростое.

Отклоняемая камера наверно сложнее и по весу не так выгодна. И газоструйные рули тоже. Во всяком случае, при реализации п.1 придет понимание, можем или нет.

avmich> Работа с ЖК, когда раньше работ с криогеникой не было - это довольно много всего, это решение нельзя принять наобум. Это действительно надо или всё же пока что можно отложить?

Ну конечно можно :) У меня ощущение, что до него дело через годик дойдет. А то и позднее.

avmich> Спирт этиловый или, может, изопропиловый, действительно, может быть предпочтительнее.

Может и так. Этиловый спирт, насколько я знаю, физлицам не продают официально. А юрлицам нужна лицензия. Надо уточнить.
 3.6.133.6.13
1 11 12 13 14 15 16 17

в начало страницы | новое
 
Поиск
Поддержка
Поддержи форум!
ЯндексЯндекс. ДеньгиХочу такую же кнопку
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru