Private Space Launch - создание ракеты на ГРД

Проект, посвященный созданию носителя на ГРД
 
1 39 40 41 42 43 75
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC>>> Первый тест с зарядом 2,9 гр.
FRC> FRC>> Второй с 7,25 гр.

FRC> Принцип пиротехнический, как у всех.

Ты пишешь: Генератор газов. И масса топлива 3-8 г. Я это понимаю, как некое медленное топливо, (не порох) производящее холодные газы для ВЫТАЛКИВАНИЯ поршня. Скорость процесса определяется на видео, как медленная. При такой скорости ВЫБРОСА парашюта не будет. Кроме того, если речь идет о 8 г ЧП, то это уже боевая нагрузка. Такое количество пороха может разнести ракету вдребезги. Поясни, пожалуйста, кинематику ССР.
 4.0.14.0.1
+
-
edit
 

FRC

опытный

a_centaurus> Ты пишешь: Генератор газов. И масса топлива 3-8 г. Я это понимаю, как некое медленное топливо, (не порох) производящее холодные газы для ВЫТАЛКИВАНИЯ поршня.

Пояснения отправил на почту. ЧП не использую.
Постараюсь провести испытания в ближайшие дни и доложу о результатах.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Проведены 08/06/11 очередные огневые испытания гибридного ракетного двигателя.
Тяга ниже расчетной. Причина - не понятна. При расходе окислителя прим. 800г/с тяга ниже 100кгС. Канал ф60мм, L-175мм. Парафин зачернен. Дыма почти нет, что указывает на избыток окислителя. В прошлый раз дыма не было вообще, но тяга по внешним эффектам была много, много выше. Тензодатчик тогда невесть что показывал, так что цифры сравнить не можем.
Критика разгорелась с 26,5 до 27мм (текстолит).
В этой же камере с соплом, правда 25мм, получали 150 кгС. Что произошло не ясно.
Есть мнение, что надо повторить предпоследний прожиг, чтоб было с чем сравнивать.

Так же видна отчетливая "промежуточная" фаза при запуске двигателя, длительностью 0,18 сек. Необходимо сократить ее по времени до 0,01-0,03 сек.
В остальном, зажигание и останов, а так же работа клапана - штатно.
Раскадровка дает следующее время:
1) подача напряжения - поджиг стартовой шашки - 0,8 сек
2) Поджиг старт. шашки - открытие ПК - 0,1 сек
3) Открытие ПК - предварительная - 0,13 сек
4) Предварительная - Основная - 0,18 сек
5) Основная - 1 сек (прим)
6) Основная - Останов - 2,5 сек.

Тензометрия обрабатывается.

HybridRocketRussia - YouTube

Любительское ракетостроение Amateur rocket science. 70 miles in 2013 Многоцелевые Реактивные Платформы - О проекте | Russian rocket site // www.youtube.com
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
Это сообщение редактировалось 09.06.2011 в 19:18

FRC

опытный

График
Прикреплённые файлы:
График 08.06.11.JPG (скачать) [26,83 кбайт, 28 загрузок] [attach=228324]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Уточняются подробности испытания. Окислителя заправлено было 680 гр. Улетело парафина 102 гр. Критика 26мм. Внутренний канал был 73х175 (ранее ошибся написав ф60мм) и разгорелся до 80мм. Расход основной части окислителя пришелся на первые 0,5 сек. Это Видно и по графику и по видео (максимальная засветка видеокамеры). Соотношение компонентов 6,6, почти оптимум. Но где тяга?
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
Это сообщение редактировалось 10.06.2011 в 10:24

FRC

опытный

Просчет понятен...

С учетом последних данных по уносу парафина 1,75мм/с, надо делать канал ф72мм (свод по 5,5мм на стенку) и длину шашки увеличивать до 400мм. Тогда площадь канала шашки будет 904см*2 х 0.175см/сек х 0.8гр/см*3 = 126 гр/сек. Это соотношение 6,2 на старте. В конце работы площадь будет 1042см*2 х 0,175см х 0.8 = 146 гр/сек. При условии снижения подачи окислителя, соотношение где-то 4,5-5.

Вывод по результатам - недостаток парафина. Контрольное взвешивание после испытаний показало, что парафина израсходовано 102 гр за прим 2,2 сек. Цифра стыкуется с первоначальной площадью канала шашки и его разгаром. 401см*2 х 0.35мм = 112 гр. Т.е секундный расход был ок.48-56 гр/сек. Если основываться на этих фактических данных, то соотношение выше 14.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
Это сообщение редактировалось 10.06.2011 в 14:02
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> Просчет понятен...
Прикинь ещё раз расчёт камеры по ручному алгоритму, Антон. И посмотри геометрию разгара канала. Должен быть осесимметричный расход п. и коническая форма канала. Скорее всего диаметр канала наооборот, нужно уменьшать. Чтобы фронт пламени сам проложил себе дорогу. Это ведь не твёрдый полимер. И когда график строишь, указывай единицы (что там -кг, N). Камеру нужно отьюстировать по экспозиции, убрав в минус по шкале. Тогда по самой яркой части факела не будет сатурации.
 8.08.0
+
-
edit
 

FRC

опытный

FRC>> Просчет понятен...
a_centaurus> Прикинь ещё раз расчёт камеры по ручному алгоритму, Антон.

По ручному алгоритму у меня вопросы, но разберусь. Явно выраженной конической формы я не вижу. Т.е. с одной и другой стороны выгорело до миллиметров одинаково.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

В ночь с 12.06 на 13.06 проведены огневые испытания монокока на вертикальном стенде. Выезжали в поле за 35 км от МКАД.

Если оценивать с точки зрения срабатывания всех механизмов и пиротехники - прекрасно. Т.е. убрали предварительную "ступеньку" на графике, которая свидетельствовала о задержке зажигания и потере ок.150 гр окислителя (была раньше длительностью 0.2 сек). Ввели стеклопластиковую теплозащиту всей камеры толщиной 1.5мм. В нее же вставляли графитовое сопло. После прожига камера была чуть теплая. Инжекторную головку "подвесили" на задней заправочной крышке внутри монокока на стальном стержне (это позволило не делать силовую бронировку, на которую давила бы инж. головка (нагрузка 4.6 тонны) и в последствии можно менять объем бака. Манжетные уплотнения и О-ринги сработали отлично, хотя было небольшое травление из-под заправочной крышки. Поставим еще один О-ринг.

А вот в части измерений, испытания не информативные. Выяснилось, что двигатель в сборе весит более 10 кг, что не позволило определить кол-во залитого окислителя. Моя недоработка, конечно. Контролировали по началу выход жидкой фазы из дренажного крана в верхней крышке. Заправку закончили, когда "засвистела" жидкая фаза. Если верить глазам, то по расчетам выходит 2700 гр окислителя было влито. Грамм 100 улетело за время установки двигателя на стенд и последующие подготовительные процедуры.

На улице было +10С, а нагреватель на монокок не ставили. Обычно все испытания проводим при нагреве бака до +30С, чтобы обеспечить одинаковые условия. Так что давление в баке было ок. 40-41 кг/см*2 вместо 70 кг/см*2.

Двигатель запустился отлично, без явной задержки. Плавно выходил на "режим" в теч. 0,3 сек. А что произошло дальше, сложно интерпретировать. Тяга в пике - всего 90кг, а через 0,2 сек уже 30 кг и остается на таком уровне в течение ок. 2 сек. По расчету должно быть ок 200 кг в пике.

Если исходить из того, что бак заполнен полностью, то расход ок. 850 гр/сек. Длинна топливной шашки - 400мм при канале 57мм. На последних прожигах, секундный расход парафина был 1,75мм/сек, т.е. рассчитывали на 142 гр/с при указанных габаритах.

Фактически, контрольное взвешивание шашки до и после прожига дало разницу 380 гр. с учетом 30 гр вытекшего после останова. Разгар канала от 57 до 67мм, дает общий расход 375 гр. с учетом прим. 30 гр вытекшего после останова. Цифры примерно сходятся, что уже радует. На 1/3 длины от головки, выгорание сильнее (диаметр канала 70мм). Далее опять плавно переходит к 67мм.
Если верить расчетам, то соотношение в начале было 6.6

Независимо от вопроса фактического расхода окислителя, не понятно, что вызвало падение тяги до 30 кг. через 0,65 сек после запуска? Вскрытие головки не выявило наличие посторонних частиц в канале подачи окислителя. Даже если силиконовые манжетные уплотнения раздуло окислителем, то канал подачи находится в 25-ти мм от края манжеты. Так раздуть не могло. К тому же, этот график похож на предыдущий, записанный при испытаниях с отдельным баком без каких-либо уплотнений. Там падение тяги не столь резко, но присутствует и она так же "топчется" в виде почти горизонтальной полки в районе 30 кг с сильными "шумами".

Вчера проверил механику стенда. Даже при сильном изгибе ложа двигателя, платформа имеет свободный ход.

Думаю, надо:
1) купить весы и повторить испытания с контролем заправки по весу.
2) обеспечить в том или ином виде подогрев бака окислителя. "Кипятильник" можно исполнить в виде металлической медной или AL трубки с МГТФ проводом. чтоб не мотать провода снаружи.

Надо срочно определить расход окислителя. Причем, возможно надо провести один прожиг (без выезда) только на газовой фазе при штатном нагреве до +30С.
Прикреплённые файлы:
График 12.06.11.JPG (скачать) [82,54 кбайт, 16 загрузок] [attach=228865]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
Это сообщение редактировалось 14.06.2011 в 10:59

FRC

опытный

Собственно стенд. Вес ок. 100-120 кг. + стальные болванки. Высота ок. 2,5 мера.
Внизу лежат круглый "пенек" и за ним квадрат стальной ок. 40 кг. Последний был снесен потоком на 0,5 метра в траву.
Прикреплённые файлы:
Стенд вертикальный.JPG (скачать) [313,83 кбайт, 37 загрузок] [attach=228867]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Весы заказал. Сегодня привезут. Максимальный вес - 30кг, дискрета 5гр. Автономное питание 24 часа.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

FRC

опытный

FRC>> Просчет понятен...
a_centaurus> Прикинь ещё раз расчёт камеры по ручному алгоритму, Антон. ... Скорее всего диаметр канала наооборот, нужно уменьшать.

Посчитал и озадачился. Получается, что диаметр канала шашки должен быть 50мм и длинна 810мм. При фактически намерянном уносе парафина 1,75мм/сек, расход парафина 178гр/сек.
У меня вот какой вопрос, нельзя ли сократить длинну шашки за счет увеличения диаметра? Ведь площадь сохраниться.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> У меня вот какой вопрос, нельзя ли сократить длинну шашки за счет увеличения диаметра? Ведь площадь сохраниться.

Вся проблема в том, что ты слово "длина" пишешь с двумя "нн". Поэтому и расчёт не сходится. :D
Для всех ГРД расчёт длины канала шашки даёт гораздо большее значение, чем дозволяет логика и механика. Поэтому эту самую длину нужно оптимизировать эмпирически. На стендовом двигателе, позволяющем изменять параметры процесса. И помнить, что геометрия выгорания шашки связана с геометрией капельной фазы распылённого окислителя. Нужно научить двигатель "съедать" всю шашку, оставляя только бронировку.
Из моего опыта. Когда я перешёл на пару парафин/NOx, то сначала добивался полного сгорания шашки за максимальное время. То есть, на уменьшенной площади инжектора. Также пытался подобрать диаметр критики. И добившись прямоугольного графика, начинал увеличивать расход о. увеличивая площадь и. Подняв ступеньку и уменьшив время при одинаковом It оптимизировал площадь критики, если было нужно. Но критерий всегда был один - полное сгорание шашки. По последнему графику можно заключить, что первая часть РП прошла с избытком о., а вторая - с недостатком. В среднем - около 40 кг тяги за 3 с. И шашка не сгорела полностью? То есть большую часть времени двигатель работал при недостатке жидкой фазы окислителя.
Тогда я бы поставил задачу выровнять ступеньку на графике, сделав его для начала - трапецевидным. Для этого нужно уменьшить диаметр критики и инжектора. То есть, сначала научить льва быть котёнком. Основной критерий - полное сгорание шашки. Думаю, что 40 см вполне достаточно. И пытаться в парафине менять (увеличивать) отверстие канала достаточно бессмысленно. Разгар в любом случае происходит мгновенно и все уносится.
 8.08.0
+
-
edit
 

FRC

опытный

FRC>> У меня вот какой вопрос, нельзя ли сократить длинну шашки за счет увеличения диаметра? Ведь площадь сохраниться.
a_centaurus> Вся проблема в том, что ты слово "длина" пишешь с двумя "нн". Поэтому и расчёт не сходится. :D

Плохо в школе учился. Последствия.

a_centaurus> ... Нужно научить двигатель "съедать" всю шашку, оставляя только бронировку.

Так и считать потом фактический расход парафина проще. Сейчас двигатель подготовлен с учетом твоего совета.

a_centaurus> Из моего опыта. Когда я перешёл на пару парафин/NOx, то сначала добивался полного сгорания шашки за максимальное время. ..

На малом, да и на большом сейчас так и поступим. Поглядим. Нас смущает "полка" в 30 кг, которая повторяется на последних 2-х испытаниях. Вероятно, причина чисто механическая, т.е. в пироклапане.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный


19.06.11 провели первые стендовые испытания малого ГРД. Опять подвела меня плохая учеба в школе. Не правильно посчитал площадь парафина. Так же выявился сильный недостаток окислителя.
Запланированные ТТХ:
Isp = 180s
F= 250N
t=2 sec
P(к/с) = 426psi
P(бак) = 711 psi
F/O=6

Зажигание сработало нормально, клапан открылся быстро. Сначала пик тяги был ок. 100N, потом резкое падение до прим. 5кг и горизонтальная полка секунды на 3. Пик обеспечивался работой стартовой шашки. Она как раз горит 0,4 сек. Это некая новость для меня.

Следующие действия:
1) устроить ревизию впускного тракта на предмет, где же сечение меньше ф2.2мм. Подозреваю игольчатый клапан.
2) Переделать камеру сгорания, на шашку L=180мм канал ф25,5.

Требуемый расход NOX = 0,118 kg/s
Ф(инж) = 2,2 мм
ф(крит) = 8,7мм
Расход парафина = 20гр/сек.

На фото вертикальный стенд. На нем закреплен "стакан" для установки мини ГРД. Стакан снимается и крепится большой двигатель. Если открутить 2 винта от стены, то снова будет горизонтальный стенд.
Прикреплённые файлы:
DSC03273.JPG (скачать) [184,23 кбайт, 31 загрузка] [attach=229799]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Собственно график с 19.06.11 малого ГРД.

Проверка каналов подачи окислителя не выявила мест, где площадь была бы меньше 3,8мм*2. Варианта 2:
1) канал подачи окислителя сложной формы с меняющимся профилем и имеет неколько сужений (если от бака смотреть,то: 2хф4мм - ф2,3мм - ф5мм - ф4мм. Необходимо привести их к одной площади.
2) или мы наблюдаем тот же эффект, что и на большом двигателе. Пик тяги, а потом частичное закрытие пироклапана с падением расхода Nox.
Прикреплённые файлы:
График 19.06.11.JPG (скачать) [78,13 кбайт, 23 загрузки] [attach=229863]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> Собственно график с 19.06.11 малого ГРД.
По видео можно сказать, что факел нормального размера и цвета был лишь в первые 0.2-0.4 с. То есть он был произведён капельной фазой окислителя. Потом размер факела коллапсирует до маленькой плюмы около сопла, а в конце и вовсе начинается дожиг газовой фазы с вращением факела. Не зная деталей трудно что-то советовать, но одно явно, что РП в двигателе не оптимизирован. Просвистывает перенасыщенная фаза, а затем идет бифазный поток которому явно недостаточно давление в камере. Свой подход к проблеме я уже тебе описал. Ничего нового на ум не приходит. Только постепенность, которая позволяет осмысливать происходящее.
И потом, по приводимым тобой расчётам. Не надо про Isp. Не надо про площади канала шашки. И про давление в камере. Ты, сначала, научись из графика грамотно считать It, t-thrust, Favg. То есть, извлекать из данных записи необходимую для анализа телеметрию. Затем нужно понять, изменение какого КОНСТРУКТИВНОГО параметра приведёт к изменению того или иного параметра motor performance. И пробовать менять этот параметр. Наблюдая за эффектом.
 4.0.14.0.1
Это сообщение редактировалось 21.06.2011 в 18:54
+
-
edit
 

FRC

опытный

a_centaurus> ... Свой подход к проблеме я уже тебе описал. ...

Уже применяем его. Как и ручной расчет вместо программ. Получается лучше.
По маленькому ГРД ситуация прояснилась более-менее. Надо шашку топлива изменить. Сократить время до 2-х секунд , для этого переделать клапан на баллоне.
Про Isp и проч. пишу, скорее, для себя, чтоб не хранить кучу бумаг. Эти параметры в расчете используются, вот и фиксирую.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
Это сообщение редактировалось 22.06.2011 в 15:32

FRC

опытный


Провели 50-е по счету ОТИ на стенде. Обсчитав в ручном режиме двигатель, и результаты не заставили себя ждать. Обсчета тензометрии пока нет, но можно сказать, что это, пожалуй лучший из всех прожигов.
Материальная часть сработала превосходно. Время реакции клапана ок. 0.07 сек. Предварительная ступень зажигания (она, как выяснилось в процессе ряда испытаний, нужна для гарантированного запуска двигателя), менее 0,03 сек. (по видео). Расход, близок к оптимальному.
Похоже, пропала повторяющаяся "полка" в 30 кгс, которую боялись и не понимали.
В принципе, этот двигатель без доработок можно ставить на ракету. Но, когда будут данные тензометрии, посмотрим, как его можно оптимизировать, скорее всего, надо еще немного поднять расход, дотянув до 180 кгс.

На этом двигателе использовали нагреватель, погруженный в окислитель. Выводы через верхнюю крышку. Напряжение регулировали Латром. Нагрев до 25С и получив по манометру 52кг/см*2, (датчик никак не привезет фима), остановили нагрев. Была едва слыйшая течь из верхней заглушки, но она самоустранилась.
Заправка осуществляется через обратный клапан (покупной). Он, гад, бракованный и травит безбожно. Пришлось накрутить на него заглушку. Это мелочи, к которым привыкли.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
Это сообщение редактировалось 22.06.2011 в 15:39

Ckona

опытный

FRC> Провели 50-е по счету ОТИ на стенде.

Интересно - а если вблизи испытуемого двигателя установить мощный светоизлучатель (ну, диод там сверхяркий или галогенку...) и "ослеплять" им видеокамеру - получится ли улучшенное видео факела ?
 

Serge77

модератор

FRC> Провели 50-е по счету ОТИ на стенде.

Поздравляю с юбилеем )))

FRC> Похоже, пропала повторяющаяся "полка" в 30 кгс, которую боялись и не понимали.

А вы поняли, почему она пропала?

FRC

опытный

Ckona> Интересно - а если вблизи испытуемого двигателя установить мощный светоизлучатель (ну, диод там сверхяркий или галогенку...) и "ослеплять" им видеокамеру - получится ли улучшенное видео факела ?

Да, что-то надо придумать. Попробую пару прожекторов поставить.
Раньше были опыты по установке перед объективом светофильтра (стекло от маски сварщика), но как-то не впечатлили результаты. Наверно имеет смысл комбинировать (не сильно затемненное стекло + прожекторы).
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Serge77> Поздравляю с юбилеем )))
Serge77> А вы поняли, почему она пропала?

Спасибо. Честно говоря не поняли пока. Грешили на то, что пироклапан обратно заталкивается по какой-то причине. Провели контрольные проливки - нормально. Прожглись (49-й пуск), клапан после разбора двигателя открыт полностью. А "полка" повторилась.
Сейчас с 19мм*2 до 30мм*2 увеличили площадь форсунок. Ускорили открытие клапана за счет увеличения давления в нем. Двигатель стал быстрее выходить на режим и полка исчезла. Что это значит, мне не ясно.
Но сейчас не до науки, т.к. пуски назначены на начало июля и отменить их не в наших силах. Отстреляемся, и можно будет провести опыт на предмет поиска режимов, когда клапан "плавает".
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
RU Massaraksh #22.06.2011 17:02
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

Впечатляет. Чувствуется, что добились ровной и мощной тяги.
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

ksm

опытный

FRC> В принципе, этот двигатель без доработок можно ставить на ракету. Но, когда будут данные тензометрии, посмотрим, как его можно оптимизировать, скорее всего, надо еще немного поднять расход, дотянув до 180 кгс.
Дико извеняюсь,что влажу в сферу не входящюю в поле моей деятельности,но...
ты Антон кажется опять кудато торопишся.Зрительно конечно мотор отработал не плохо,и даже если это подтвердится снятыми данными,на ракету его ставить рановато, (это не мрд) нужно хотябы минимум 5-6 безупречных и стабильных в показаниях прожигов., а в остальном подздравляю прогресс есть.
 7.07.0
1 39 40 41 42 43 75

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