Private Space Launch - создание ракеты на ГРД

Проект, посвященный созданию носителя на ГРД
 
1 41 42 43 44 45 75

FRC

опытный

NNV> Антон, ты вроде собирался на МАКСе выставляться? Я как-то упустил, чем всё закончилось. Будешь там или не сложилось?

Ну собственное самолюбие это потешило бы, но прикладные задачи не решились. Рано, потому дорого. ))) Да и есть более интересные площадки для презентации, к тому же с более "прозрачными" условиями участия.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Вопрос возник, может кто-то подскажет.
Есть два канала подачи окислителя. Один круглого сечения, а второй квадратный. В остальном они одинаковы. Если сравнивать с точки зрения расхода, то будет ли разница между ними, и какая примерно?
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> Вопрос возник, может кто-то подскажет.

Ответил в топике ЖРД.
 5.05.0

RocKI

опытный

FRC> Есть два канала подачи окислителя. ...будет ли разница между ними, и какая примерно?

Вопрос непростой, но меня заинтересовал. Не воспринимай как рекомендацию, просто субъективная оценка. Полагаю разница в расходе определяется различием площади свободного поперечного сечения из-за наличия пограничного слоя. Если считать, что толщина слоя постоянна и равна р, то легко прикинуть отношение свободных от погранслоя площадей. Получается
Sкр/Sкв=(R-p)2 / (R-2*p/(ПИ0.5))2
где Sкр-свободная площадь в круглом канале, R-радиус
Sкв- свободная площадь в квадратном канале
Довольно очевидный вывод получается - расход в круглом канале больше за счет меньшего влияния погранслоя на площадь свободного сечения. Это примерная оценка, поскольку предполагается, что через погранслой жидкость не течет, но она, думается, близка к истине, поскольку всегда можно найти некую толщину р', которая соответствует непротекающему погранслою, причем и в обоих трубах она должна быть одинаковой.
Ясно также, что на количественную оценку влияет соотношение p'/R.

FRC

опытный

RocKI> Вопрос непростой, но меня заинтересовал. Не воспринимай как рекомендацию, просто субъективная оценка. ...RocKI> Ясно также, что на количественную оценку влияет соотношение p'/R.

Спасибо. Если взять квадратный канал 4х1мм, и принять, что погранслой 0,1мм (с потолка), то "рабочая" площадь 3,8*0,8=3,04мм2. Круглый же канал с ф2,26мм и погранслоем 0,1мм имеет "рабочую" площадь 3,33мм2. Получается разница в районе 9%. Я суть верно уловил?
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

Serge77

модератор

FRC> Спасибо. Если взять квадратный канал 4х1мм

Это не квадратный, это прямоугольный канал ))))

FRC

опытный

FRC>> Спасибо. Если взять квадратный канал 4х1мм
Serge77> Это не квадратный, это прямоугольный канал ))))

упс :D
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

RocKI

опытный

FRC> Получается разница в районе 9%. Я суть верно уловил?

Да, как-то так. Других причин уменьшения расхода и критериев сравнения я не вижу.

FRC

опытный

Попользуюсь форумом как записной книжкой. Может мысли в порядок придут.

После последнего разрушения двигателя, была полностью перекомпонованы пироклапан и инжекторная головка. Задача - локализовать возможные разрушения ИГ в результате не штатной работы РДТТ системы зажигания и обеспечить минимизацию давления, необходимого для открытия пироклапана. Устранить возможные "автоколебания" поршня клапана в случае скачков давления в камере сгорания.
Обеспечить гарантированное зажигание ГРД любых габаритов, без необходимости переделки головки.

Фактически, за месяц было изготовлено и подвергнуто холодным проливкам 4 варианта головок в сборе с баком. Управляющее давление в пироклапане создавалось опрессовщиком. Бак заправлялся газообразным окислителем при давлении 40-50 кг/см*2.

По мере испытаний, в каждый из последующих вариантов вносились необходимые доработки. В основном, они касались изменения площади поршня пироклапана, сечения впускного тракта окислителя, расположения уплотнений, формы и количества форсунок.

На варианте, который подготовлен к огневым испытаниям, удалось добиться уверенного открытия пироклапана при управляющем давлении 20-25 кг/см*2 против предыдущих 50-60 кг/см*2. Это должно существенно повысить надежность, т.к. можно увеличить сечение канала выпуска газов ПК. Раньше они попросту забивались продуктами сгорания.

Поршень, при открытии, ударяется в монолитное "тело" корпуса, а не во фланец, закрепленный винтами.
Разрушение ПК, не должно теперь приводить к попаданию продуктов сгорания пиросостава в бак. Да и навеска заряда может быть уменьшена, правда это надо проверить.

Совсем новым является введение пускового горючего, размещаемого в отдельном бачке внутри бака окислителя. Вытеснение горючего осуществляется окислителем, через подвижный поршень (как у ув. тов. a-centaurus)))).
Введение пускового горючего в процесс пуска ГРД - решение далеко не бесспорное. Вроде как лишний элемент, усложняющий конструкцию, увеличивающий габариты. Но идея появилась в результате отработки зажигания от микро РДТТ.
Было отмечено, что для уверенного запуска ГРД от РДТТ, выхлоп последнего должен быть направлен не вдоль канала (при наших габаритах ф50мм и более), а под углом 45-90град. и бить в парафин. Иначе, зажигание не гарантируется в наших габаритах.
Но даже при угле 90град, из-за удаленности сопла РДТТ от поверхности парафина, происходил (видимо) снос горячих газов потоком окислителя и выход на режим занимал до 0,3 сек. Это приводило к потере части окислителя.
Была введена пре-камера с отдельным парафиновым вкладышем (кольцевым). Именно в него был направлен поток от РДТТ с расстояния 20-30мм. и время выхода на режим сократилось до 0.07сек.
Кроме того, был реализован механизм "постепенного" наращивания расхода окислителя (правильное расположение каналов в ПК), что снизило потери окислителя и вероятность сноса выхлопа РДТТ.
Зажигание в этой конфигурации происходило почти всегда штатно (за исключением периодических разрушений, но там своя причина). Кстати, было на практике установлено, что использование пре-камеры дает равномерный (почти идеальный) разгар канала топливной шашки.
Должен оговориться, что был один случай, когда из-за выхлопа "под углом", струя РДТТ прожгла 20 или более мм. алюминиевой стенки камеры. Т.е. разрушила двигатель.
Сама по себе, пре-камера требовала отдельного снаряжения и увеличивала вес конструкции.

Поскольку назрела необходимость радикальной перекомпоновки системы подачи и уменьшения давления в ПК и РДТТ, пришла идея организовать выхлоп РДТТ вдоль канала, убрать пре-камеру в том виде, в каком она использовалась, и вписать к конструкцию систему подачи пускового горючего. Это и было сделано.
В головке предусмотрена форкамера, с одной форсункой окислителя и центробежной подачей пускового горючего. Фактически - это центробежная, двухкомпонентная, открытая форсунка с внутренним смешиванием. Соотношение компонентов можно менять сменой инжекторов. Время выхода пускового горючего (ПГ) предстоит выяснить при огневых испытаниях, но холодные проливки показывают почти мгновенный расход и хорошее распыление.
После расходования ПГ, форсунка окислителя работает на цикл ГРД.
Такое решение должно полностью снять вопрос зажигания. Это конструктивно несколько усложняет всю схему, но, похоже, тот случай, когда "просто" не позволяет сделать хорошо. Кажется, на форуме кто-то об этом уже говорил.

Еще приятный бонус состоит в том, что при замене О-рингов в ПК на фторопластовые манжеты, головка становится не обслуживаемой. Остается только менять заряды и заливать из "бутылки" горючее и все. А это СУЩЕСТВЕННО экономит время. Сейчас, на разборку /сборку головки-бака уходит не менее часа и повреждаются О-ринги, изнашиваются резьбы и проч.
Касательно веса, то при должной обточке (снятии лишнего металла), вес при калибре 115мм, укладывается в 1 кг и менее. А при замене некоторых элементов на стальные и пластиковые можно добиться 0,5 кг (оценочно).

Всего проведено больше 10-ти холодных проливок (потом бросил считать). Клапан всегда открывался, но выявились проблемы с герметичностью каналов. Эта проблема позавчера была устранена, но хочу еще сделать пару опрессовок или оперативно перейти на манжеты.

Применительно к вопросу подогрева окислителя. Исторически, подогрев понадобился при проведении прожигов в поле зимой, и его целью было обеспечение сходных условий испытаний. Система проста, т.к. заключается в стационарном размещении на головке оребренной трубки с размещенном в ней ТЭН (60х6мм) с термопарой. Элемент был куплен и испытан. Вывод проводов был с боку головки, между корпусом КС и бака. Выглядело не очень эротично. Питание 220вольт через ЛАТР.
На последних испытаниях, внутри бака активно все булькало, давление росло, но при отключении, так же активно падало. Как я понимаю, сошлись на том, что надо теплоизолировать бак, чтобы падение не было столь быстрым. А это уже не нужное усложнение. Или стартовать прямо после выключения нагрева, что возможно. Но вопрос обеспечения питания в поле остается.
Есть альтернативное предложение, возникшее из-за отсутствия на новой ИГ места для крепления ТЭН-а. Точнее, его можно найти, но это дополнительная фрезеровка и организация гермовывода.
Можно перед стартом наддувать бак, например, гелием, через заправочный штуцер, до необходимых 55атм. В этом случае, контроль давления осуществляется через манометр на дренажном вентиле (он там штатно). Источник давления - баллон 20 унций (рабочее давление 250амт). Магистрали - покупные, уже есть. Упрощенно - заправили NOX, повесили на стенд, наддули гелием, отсоединили наддув, стартовали. И не требуется 220вольт в поле организовывать, утеплять бак и проч. И, главное, не надо больше ничего переделывать.

Так же готовится к серии испытаний малый ГРД в коммерческом варианте.
Если все пройдет по плану, можно будет использовать их на мероприятиях.

Помимо работ по головке, ведется доработка бункера. На воскресенье приглашены рабочие для разбора и вывоза в нем мусора. Куплен металлический профиль и проч. стройматериалы. После освобождения площади от хлама, будет навешен на стену еще один вертикальный стенд без датчиков (для первого испытания). Зона обоих стендов будет обнесена мелкой рабицей - защита камеры и ламп от осколков. Проведена ревизия источников возгорания и их устранение. Устроена вытяжка. Так же дожидаются установки 2 прожектора по 1 кВт. Каждый, для подсветки зоны ОТИ. Есть мысли по устройству системы пожаротушения (CO2 или водяной), но это, видимо, ближе к испытаниям ЖРД.
Провода будут убраны в гофры, а электроника в металлический ящик.

Параллельно с техническими изысканиями, решены вопросы по земле для проведения пусков на малые высоты.

В целом, проект движется. Спешку "отменили".
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> приглашены рабочие для разбора и вывоза в нем мусора.
FRC> В целом, проект движется. Спешку "отменили".
Антон!
Напоминает отчёт начальника отдела на Партхозактиве... С оценкой: "отчёт принят, начальника не наказывать, но поставить на вид. За плохую наглядную агитацию и недовыполнение плана по дежурствам в НД". :D
Молодцы. Много сделали. А, главное, сформировали команду и определились с философией проекта.
Ты бы, Антон, выкладывал (как тов. a_centaurus, например) графические материалы. А то слова к делу не пришьёшь. Интересно было бы посмотреть на ваше решение поршневого наддува бака горючего (какое?) для горелки. Прогар стенки произошёл не от газов твёрдотопливного стартера, а от направленного горения факела, обогащённого кислородом из дескомпонированной закиси. Но решение с прекамерой своевременно и отражает размеры вашего ГРД. Бак закиси надо попробовать (со всеми мерами) наддувать не He, но Оxigen. Почитайте статьи и патент на Nitroх A. Karabeyoglu. Может получится интересное продолжение в вашем проекте. Обогащение NOх кислородом даёт солидную добавку к performance двигателя и ракеты.


Nytrox | Mixture of Nitrous Oxide and Oxygen


SPG engineers conceived a new class of oxidizers (nytrox) based on refrigerated mixtures of nitrous oxide and oxygen-Nytrox.

// www.spg-corp.com
 
 6.0.16.0.1
+
-
edit
 

FRC

опытный

a_centaurus> Ты бы, Антон, выкладывал (как тов. a_centaurus, например) графические материалы. .....решение поршневого наддува бака горючего (какое?) для горелки.

Александр, мы пока не понимаем, есть ли новизна в тех решениях по компоновке головки, что мы применяем. Аналогов, в интернете, пока не находили. Потому чертежи и фото "потрохов" не выкладываю. Нужно попробовать заказать патентный поиск... кажется так называется.
Поршневой наддув организован проще некуда: бак горючего - трубка. В трубке свободно ходит поршень с 2-я О-рингами (будут заменены на манжеты из Ф-4)). Трубка расположена на плоскости головки, которая внутри бака окислителя.

a_centaurus> Бак закиси надо попробовать (со всеми мерами) наддувать не He, но Оxigen. Почитайте статьи и патент на Nitroх A. Karabeyoglu.

Да, надо этот окислитель обязательно попробовать. Собственно, я и мучаюсь сейчас с манжетами фторопластовыми для уплотнения всех элементов, чтоб эту смесь можно было применять. Правда, пока манжеты такие получаются только из полиэтилена....
Кстати, в Питере, где покупали окислитель, встретили специалиста, который раньше занимался очисткой топлива для Бурана. Теперь газами торгует. Так вот он говорит, что N2O+O2 они делали еще в "лохматых" годах и технология известна.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> Нужно попробовать заказать патентный поиск... кажется так называется.
Так и называется. Зарегистрируйся на Patent Searching and Invention Patenting Information и сам посмотри. Только надо формулу правильно записать. Но что ты можешь теоретически "запатентовать"? Устройство с ограниченным применением. Ну и что тебе с того? Только сам платить будешь за патент. Обойти такой патент при нужде ничего не стоит.
FRC> Кстати, в Питере, где покупали окислитель, встретили специалиста, который... Теперь газами торгует. Так вот он говорит, что N2O+O2 они делали еще в "лохматых" годах и технология известна.
Ну это пусть он бабушке расскажет... То что делали, не означает, что этот персонаж имеет на руках техпроцесс изготовления Nytrox. И потом, для чего делали??? Самим надо все проходить.
 8.08.0
AR a_centaurus #16.09.2011 21:07  @a_centaurus#14.09.2011 04:42
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

В своих поисках алтернативного монопропеллента для thruster и torch наткнулся на это:
file.qip.ru - хранение и обмен файлами - бесплатно
S405 - это Shell-405. Он используется для гидразинных m/p движков. Не реализуется коммерчески. Но и с более доступными катализаторами это топливо вполне реалистичено.
 6.0.26.0.2
+
-
edit
 

FRC

опытный

a_centaurus> В своих поисках алтернативного монопропеллента для thruster и torch наткнулся на это:

Эх ма! Чтоб такие вещи применять нужен уровень "технической" культуры повыше, чем у нас сейчас. Посмотрим, как Vagrant прокомментирует по вопросу возможности получения и опасности эксплуатации.
Мне лично, уж большо N2O+O2 симпотичен. Одни достоинства.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Созрел вопрос общего характера.

Вот многие пишут про наноракеты, вывод 1-30 кг на орбиту и проч. А кто-то реально считал потребные характеристики ракеты и двигателя для такой задачи? Может есть программные средства, которые можно приобрести, для таких расчетов?
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> Вот многие пишут про наноракеты...

Чего-чего, а этого добра в избытке... Здесь только ленивый не отметился. Правда, заканчивается сбором денег и пуском "technology demonstrator". На 3-7 км.
Вот здесь посмотри: file.qip.ru - хранение и обмен файлами - бесплатно

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
 


Ракета легко считается, например, в Launch или Aerolab. В Аргентине сейчас в CITEFA (Центр исследований для Минобороны) группа ребят этим занимается. Правда на старом добром AP+PVC. Как отцы в 60 гг пускали на 300 км. В июле был пуск на 80 км (если не ошибаюсь, видео выкладывал).
И также обещают политикам запускать "nanosatellites". Не зная и не понимая, что тут поезд давно ту-ту... В случае наноспутника идея работает только при методе "constelation launch". Необходима сеть, а не спутник-одиночка. Ибо в таких размерах весьма не просто обеспечить необходимые требования к спутниковой платформе. Поэтому запуск будет осуществляться в КОНТЕЙНЕРАХ. По 20-30 штук в каждом. Обычными носителями. А вот потоооом, начинается работа для nanopropulsion. Нужно нежно и точно развести "нанотехнологические комочки" по их орбитам, как правило, опуская их до низких, круговых и собрать локальную сеть. Только в этом случае будет возможность управления наноплатформами в стандартах современных информационных систем.
 6.0.26.0.2

FRC

опытный

Купил два состава (полиуретановых) фирмы "Пента" для опытов с изготовлением манжет для клапанов:
- Пентафлекс. Твердость по Шору - 90, Прочность на раздир - 10 кг/см, Удлинение до разрыва - 130%, Предел прочности при растяжении - 60 кг/см*2

- Пентаэласт (п9950): Твердость по Шору - 50, Прочность на раздир - 20 кг/см, Удлинение до разрыва - 1000%, Предел прочности при растяжении - 60 кг/см*2

Оба очень удобны в работе. Первый заливал в форму из Д16Т, ставил в печку при +50С. Через 40 минут уже вынимал из формы, просто поддев краешек ногтем. Использовал Пентовский аэрозольный разделитель (наносится на форму). Изделие по твердости как автомобильная шина. Тянется плохо (процентов 15), а потом теряет форму. Рвется.... как изоляция на электрических проводах, только тянется меньше.
Выявлено, что при холодном и горячем отверждении компунда, он весь заполнен микроскопическими пузырьками. Думаю, надо вакуумировать смесь после заливки.
Второй состав твердеет 16 часов,так что еще в печи.

Так же проделал пару опытов с покупными автомобильными герметиками (силикон). С ними не так удобно, т.к. 1) долго вулканизируются, 2) при толщине 3-5мм в закрытой форме, не всегда вулканизация происходит по всей толщине, 3) слишком мягкие и тягутся сильно.
Я добавлял длинное стекловолокно в герметик и прессовал. Прочность на разрыв сразу повысилсь на порядки, но и "тягучесть" почти нулевая. Думаю, надо применять очень короткое волокно как наполнитель.

Для таких опытов и работы с пластиками купил вакуумный насос (42 л/мин; Остаточное давление 0,3Па). Сделаю термобарокамеру для сушки в ближайшие дни (сначала маленькую для уплотнений). ТЭН-ы Yalex принес.
Прикреплённые файлы:
Манжета Пентафлекс.jpg (скачать) [171,36 кбайт, 19 загрузок] [attach=242717]
 
26092011104.jpg (скачать) [120,43 кбайт, 14 загрузок] [attach=242718]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Долгие приготовления к возобновлению испытаний закончились 22.10.11.

Испытывался не большой двигатель, а маленький со сменными капсулами на 266см*3 гр. Nox.
Именно он будет установлен на маленькую ракету для высот до 2000 метров. Потому мы проверяли конструкцию; проверяли систему зажигания и подачи окислителя (мембранную).
На этом же двигателе мы будем отрабатывать топливные пары для несколько большего двигателя.

Двигатель хорошо запустился и устойчиво работал. Результаты измерений оказались странными, потому не выкладываю.
Парафин сгорел весь. В одном месте, теплоизоляция (трубка картона со стенкой 1,5мм) прогорела до металла и корпус нагрелся. Думаю, что это в результате специфической формы прорыва в мембране.

Общее время работы - 2,86 сек.
Время тяги до резкого снижения - 1,37
Собственно тяга - неизвестно, но 20 кг, вероятно, получили.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

-VMK-

опытный

FRC> Испытывался не большой двигатель, а маленький со сменными капсулами на 266см*3 гр. Nox.
Поздравления!
Красиви "Mach diamonds" :)
"Luck is a great time-saver, cost-effective, and very reliable when it works." - Jimmy Yawn  7.0.17.0.1

FRC

опытный

FRC>> Испытывался не большой двигатель, а маленький со сменными капсулами на 266см*3 гр. Nox.
-VMK-> Поздравления!
-VMK-> Красиви "Mach diamonds" :)

Спасибо.
Тензометрия показала какую-то ерунду. Говорит тяга 8 кг, но это не так. Даже если сравнивать первый прожиг и этот. На видео видно, что камеру, стоящую в 3-х метрах потоком сдвинуло, да и дверку в гараж открыло давлением. А испытывали в подвале, дверь же на первом этаже.
Но все это "из пальца".
Решили установить более чувствительный тензодатчик и сделать более "виброустойчивый" стенд, а то шумов много.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Пара кадров.
Прикреплённые файлы:
ОТИ 22.10.11(1).JPG (скачать) [52 кбайт, 17 загрузок] [attach=247025]
 
ОТИ 22.10.11(2).JPG (скачать) [25,26 кбайт, 11 загрузок] [attach=247026]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

Ignis Caelum

опытный

FRC> Пара кадров.
Присоединяюсь к поздравлениям с первым тестом после восстановления.
Что же будет в подвале, когда будет работать большой двигатель ?
Вы хоть дверцу заприте :)
Лучше быть оптимистом и ошибаться, чем пессимистом, который всегда прав.  14.0.835.20214.0.835.202

RocKI

опытный

FRC> Долгие приготовления к возобновлению испытаний закончились 22.10.11.
Красиво. А тензометрию, в-принципе, можно дублировать.
+
-
edit
 

FRC

опытный

I.C.> Что же будет в подвале, когда будет работать большой двигатель ?
I.C.> Вы хоть дверцу заприте :)

И при больших нормально все в подвале ) На 2-х секундных прожигах температура с 0 до +40 и выше подскакивает. И дыма много. Поставили дымосос. Фактически это не подвал, а реальный бункер с железобетонными перекрытиями 0,7 метра.
Когда 200кг двигатель испытывали, ворота открывали полностью и выходили. А то до баротравмы не далеко.
В планах на ближайшее будущее двигатель 300кг тяги и 20 сек. работы. Его на 2 сек можно в бункере включить, а более длительные импульсы - только в поле.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

RLAN

старожил

FRC> Долгие приготовления к возобновлению испытаний закончились 22.10.11.
FRC> Испытывался не большой двигатель, а маленький со сменными капсулами на 266см*3 гр. Nox.

Поздравляю!

По аудиовизуальным :) ощущениям - тест хороший.
Но ваши тесты в подвале у меня вызывают некую внутреннюю дрожь.
 
1 41 42 43 44 45 75

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