Private Space Launch - создание ракеты на ГРД

Проект, посвященный созданию носителя на ГРД
 
1 54 55 56 57 58 75

FRC

опытный

Купил камеру ракетную. Интересная вещица, только вот в инструкции установка ее рекомендуется специфическая. Просто примотать снаружи корпуса )))

Будем попробовать на след. пуске.
Прикреплённые файлы:
Камера HD.jpg (скачать) [174,15 кбайт, 33 загрузки] [attach=259416]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> На парафине получали самое равномерное выгорание свода шашки. Правда пришлось повозиться с форсуночной плоскостью.
Это хорошо согласуется с теорией и экспериментами по парафиновым шашкам, сделанным в Stanford. На поверхности прогретого парафинового канала возникает бегущая волна. Которая стабилизирует равномерный унос вещества и равномерный прогрев шашки вглубь. Al или уголь (помнишь мои исследования чёрного парафина на Фурье спектрометре?) поддерживают эти процессы по разным каналам теплопереноса (теплопроводность и поглощение ИК).
Вообще, вы мне напоминаете неопытного тренера, который вместо наигрывания хоть и среднеиграющего, но ВЫИГРЫВАЮЩЕГО состава, постоянно тасует игроков. У вас есть вполне работающая схема двигателя, лучшая, по теплотворным свойствам (для закиси), шашка на основе парафина, конкретная задача - построить двигатель на 3KN... Так и стройте. Нужно работать в направлении оптимизации конструкции самой шашки. Подобрать обьёмную структуру, которая бы не изменяла закон горения, но поддерживала бы свод, не давая шашке терять форму при длительных временах горения. Напомню также мои опыты со структурными наполнителями из полиэстера. Это были гофры из спутанных п.э. волокон для промышленных установок. Сам материал не очень подходил для этого, поскольку не был ИНЕРТНЫМ в горении, забирая часть тепла и кислорода для своего малоэффективного горения. А вот идея шашки с разделёнными по радиальному направлению слоями парафина, имеет право быть завершённой.
В качестве таких разделителей может быть пропитанная тем же парафином или асфальтом бумага. Такая конструкция шашки: "слойка-рулет" должна повысить устойчивость к температурным и гравитационным воздействиям. Я сам планирую продолжить эти исследования в новом году. Как и сделать попытку реализовать схему концентрического ГРД (с утопленной в баке камерой).
 8.08.0
RU Vagrant #17.01.2012 20:34  @a_centaurus#17.01.2012 18:22
+
-
edit
 

Vagrant

втянувшийся
a_centaurus> Вообще, вы мне напоминаете неопытного тренера, который вместо наигрывания хоть и среднеиграющего, но ВЫИГРЫВАЮЩЕГО состава, постоянно тасует игроков. У вас есть вполне работающая схема двигателя, лучшая, по теплотворным свойствам (для закиси), шашка на основе парафина, конкретная задача - построить двигатель на 3KN... Так и стройте.

На парафине не получается шашка нужной размерности. На полимерах не получается одноканальная шашка нужной размерности. На уротропине пока все проходит. Поскольку уже прозвучало, что в части максимального УИ все едино (сомневаюсь), а, субъективно, поведение уротропина более предсказуемо, чем парафина (может просто опыта набрались), то здесь результат ближе.
 9.0.19.0.1
AR a_centaurus #17.01.2012 21:08  @Vagrant#17.01.2012 20:34
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

Vagrant> На парафине не получается шашка нужной размерности. На полимерах не получается одноканальная шашка нужной размерности. На уротропине пока все проходит.

Не очень понятны заключения. Нужную размерность (длина, Di/De)выбирает конструктор по результатам прикидочного расчёта и поправкам по результатам испытаний(a какие проблемы с многоканальной шашкой??? Или с шашкой геометрии "звезда" wagon weels, etc.). И реализует эти параметры в технологиях. Всё остальное - лирика, к технологиям производства отношения не имеющая. Представьте себе реальное производство со сроками и развитой иерархией... Вам бы уже все наизнанку повыворачивали. И никто бы не позволил строить отчётный образец на непроверенных компонентах топлива. На парафине делали серьёзнейшие двигатели. По крайней мере есть отчёты, видео и фото. Оснований не верить им нет. В таких случаях говорят: "если они сделали, то и мы сможем повторить". Так весь мир работает. И добивается успеха именно, используя опыт аналогичных работ. Про предстоящее масштабирование я уже писал. У вас нет права сказать, что сделав малую шашку мы сделаем такую же, но в 20 раз больше. И РП в двигателе будет проходить по тому же закону горения, что и в малом масштабе. То есть, вы остаётесь один на один с проблемой. Не у кого спросить, подсмотреть, скомпиллировать. Методически это неверно (мягко говоря). Но, с другой стороны, это ваши деньги, ваше право делать то, что вы делаете. Это ваш Путь.
 8.08.0
RU Ignis Caelum #18.01.2012 01:13  @Vagrant#17.01.2012 20:34
+
-
edit
 

Ignis Caelum

опытный

встряну в ваш активный спор.
интересна ваша оценка таких легковозгоняемых, но с твердой структурой, материалов как сорбит/сахар, метилметакрилат. Последний активно летит от 110 градусов.
О них упоминалось , например , Сергеем, но никакой реакции/комментариев со стороны практиков не последовало. Все очевидно ?
Лучше быть оптимистом и ошибаться, чем пессимистом, который всегда прав.  16.0.912.7516.0.912.75
BG varban #18.01.2012 01:39  @Ignis Caelum#18.01.2012 01:13
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
I.C.> интересна ваша оценка таких легковозгоняемых, но с твердой структурой, материалов как сорбит/сахар, метилметакрилат. Последний активно летит от 110 градусов.

Метилметакрилат - жидкость с температурой кипения чуть выше воды.

Если ты имеешь ввиду продукт полимеризации, полиметилметакрилат, то он не летит активно выше 110.
 16.0.912.7516.0.912.75
RU Ignis Caelum #18.01.2012 01:54  @varban#18.01.2012 01:39
+
-
edit
 

Ignis Caelum

опытный

varban> Метилметакрилат - жидкость с температурой кипения чуть выше воды.
varban> Если ты имеешь ввиду продукт полимеризации, полиметилметакрилат, то он не летит активно выше 110.

Да, облгяделся на ночь глядя :) 110 - это кипение ММА. температура разложения полиметилметакрилата 200 град С.
плотность ПММА - 1,19 гр/см.куб.
Лучше быть оптимистом и ошибаться, чем пессимистом, который всегда прав.  16.0.912.7516.0.912.75
+
-
edit
 

FRC

опытный

I.C.> Да, облгяделся на ночь глядя :) 110 - это кипение ММА. температура разложения полиметилметакрилата 200 град С.
I.C.> плотность ПММА - 1,19 гр/см.куб.

Честно говоря, я бы с удовольствием использовал уже отработанные составы горючего. Возиться с сушкой, помолом, замесом с добавками, замесом со связующим, сущкой, помолом, прессованием, точением канала... в шашке уротропина я устал. Опять же, 15 прожигов состава состава за 2 мес. дали УИ 200 при необходимых 213 (минимум).
С другой стороны, проблема не в том, что горючее не то. Оно дало хороший результат и имеет ресурс. Мы, видимо, не научились "сжигать" эффективным образом горючее или проблема глубже. Настораживает то, что мы и на парафине достигали оптимального соотношения O/F, но показатели не росли. Как пишет Центаврус, высокие удельные характеристики на одноканальной шашке с простым инжектором не получить. Т.е на парафине, у на сбыло 60 ОТИ, тем не менее, и с ним уперлись в 200сек. С уротропином происходит то же самое. Надо осмыслить происходящее, а не прыгать от состава к составу.

Вчера обратили внимание на то, что после прожига внутри канала шашки есть отслоения большой площади. Как луковица, только изнутри. Видео регистрирует вспышки за соплом. Видимо, это летят куски шашки и горящий алюминий. И здесь теряем энергетику.

За то удалось вчера обеспечить равномерное выгорание шашки. Конусность на длине 200мм всего 1 мм.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

Решил собрать в кучу полученные данные испытаний.

09.01.12 Уротропин + 4% связка.
УИ 185сек.
Длина шашки - 193мм
Вес гор. - 40 гр.
Заправка N2O = 230гр.
Соотношение: 5,75:1
Канал: Канал: ф24/27 - 26,5/30,5
It - 506N*s
Сопло: ф8мм

10.01.12 Уротропин + 5% связки.
УИ 200 сек.
Данные в мастерской....

13.01.12 Уротропин/Al20%/связка6%
Isp - 188,6 сек
Длина шашки - 198 мм
Гор. - 44гр.
Окислитель - 186 гр.
Соотношение 4,23:1
Канал ф27,5/28 - 30/31мм
It - 434N*s
Сопло: ф8мм

15.01.12 Уротропин/Al20%/связка6%
Isp - 189.9 сек
Длина шашки - 196 мм
Гор. - 53гр.
Окислитель - 226 гр.
Соотношение 4,26:1
Канал ф31-35мм
It - 530N*s
Сопло: ф8мм

17.01.12 Уротропин/Al20%/связка6%
Isp - 182 сек
Длина шашки - 200 мм
Гор. - 52гр.
Окислитель - 186 гр.
Соотношение 3,57:1
Канал ф29-31мм
Сопло -ф6,7мм
It - 433N*s


С добавкой 20% алюминия удельный импульс сильно снизился по сравнению с чистым уротропином.
Во-первых, очевидно, что из сопла летит не прореагировавшее горючее. Это вопрос механической не прочности шашки именно с 20% алюминия. Если отваливаются куски, то при любом соотношении O/F, они не прореагируют.
Второе, вопрос относительно процентного содержания алюминия. Из литературы 20% это предел. По результатам испытаний наблюдается активное догорание алюминия уже за соплом, а так же образование толстой корки корунда на дивергентной части сопла.

У меня настроения такие, что надо повторить испытания 10.01.12 (уротропин/связка). Мыслю так, что если тогда попали в оптимальное (или почти оптимальное) соотношение, то надо постараться провести "тонкую" настройку, а именно: 1) немного зажать сопло (процентов на 5); 2) добавить в шашке поперечные перегородки-турбулизаторы потока из состава, выгорающего чуть медленнее, нежели основное горючее; 3) изменить направление потока окислителя из форсунок на обеспечивающее выгорание шашки по всей длине; 4) добавить процентов 5 по массе алюминия.
Заряжать именно столько компонентов, сколько должно выгореть для получения требуемого УИ.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

Serge77

модератор

FRC> Вчера обратили внимание на то, что после прожига внутри канала шашки есть отслоения большой площади. Как луковица, только изнутри.

В качестве версии:
Связки мало, шашка пористая, при сбросе давления газ, попавший внутрь пор, расширяется и рвёт шашку. Т.е. это происходит не в процессе горения, а после.
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
Serge77> В качестве версии:

Вполне вероятно. У нас такая засада была на двухрежимном движке, как раз во время спада давления от стартового к маршевому режиму. Сделали конический канал, изменение поверхности стало плавнее, и дефект пропал.

А топливо было пористое, поскольку заряд получали глухим прессованием.
 

FRC

опытный

Serge77> В качестве версии

Спасибо за версию. Связки и правда, не много.
Вчера попробовал поработать с другой связкой вместо каучука. Не достаточно прочная с этим каучуком шашка. Хочется вообще исключить хрупкость и пыль в процессе обработки канала.
Использовал битумный герметик, разведенный с растворителем. Молоты уротропин замешивал со связкой, молол, сушил, опять молол и прессовал.

Процент твердого остатка в шашке получился 4 на 4/5 длины и 6% на 1/5 длины ближе к головке. Решил снять данные для 2-х составов сразу.

Прессуется вообще по-другому. Масса просто монолитная. При сверлении, расточке, на торце, где 4% связки, есть небольшой скол. Где 6% шашка без деффектов. На инструмент состав липнет, но легко удалается. Высушенный не пылит. В процессе расточки канала, удаляемый материал центрифуговался сам по себе и после прохода приходилось вынимать из патрона для удаления отходов. После мех. обработки еще положил на 2 часа в печь при 60-70 град.С.
Менее вонючий при сушке )).
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
Это сообщение редактировалось 19.01.2012 в 10:25

FRC

опытный

varban> А топливо было пористое, поскольку получали глухим прессованием.

Если имеется ввиду прессование в закрытой матрице, то мы делаем так же. Матрицей служит корпус камеры сгорания без бронировки. Изначально прессовали в картонную бронировку, установленную в корпус КС, но ее стягивало вниз в процессе и шашка получалась не качественной.
Про канал идею понял. Следующий прожиг с алюминиевым наполнителем сделаем на коническом канале. Конусность, видимо, надо считать, но мы как всегда попробуем на глазок )) В пределах 1-2 град. на 200мм. Направление конуса, по всей видимости, значения не имеет для эффекта, потому утолщение свода шашки ближе к соплу.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
offtopic:

Serge77> В качестве версии:
Serge77> ... при сбросе давления газ, попавший внутрь пор, расширяется и рвёт шашку...

Интересно отметить, что по такому механизму разрушалась теплоизоляция бака челноков: Почему оранжевый бак шаттла не "обледеняется"?
А Св. Скромни выдвинул такую версию еще до катастрофы:
Так что газения пены - старая тема. Но с новой, экологической пеной...
Я несколько дней тому назад выдвинул душманское мнение, что все экофичи пойдут к чертям, если потеряем один челнок...
 

// ВИФ2 NE
 16.0.912.6316.0.912.63

Serge77

модератор

FRC> Молоты уротропин замешивал со связкой, молол, сушил, опять молол и прессовал.

Обычно делают так: размешивают, подсушивают до густой каши, продавливают через сито, получаются мелкие гранулы, их сушат в тонком слое, потом прессуют, не размалывая дополнительно.

Serge77

модератор

FRC> Про канал идею понял. Следующий прожиг с алюминиевым наполнителем сделаем на коническом канале.

Не нужна вам конусность, она ничего не даст.
У вас нет никакой проблемы В ХОДЕ горения. Отслоение происходит после окончания горения, при сбросе давления в камере. Конечно, если причина та, что я написал. А если причина не та, то конусность тоже не поможет.
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
FRC>> Про канал идею понял. Следующий прожиг с алюминиевым наполнителем сделаем на коническом канале.
Serge77> Не нужна вам конусность, она ничего не даст.

Да, вам конусность не поможет. У нас очень резко исчезала часть поверхности - внутренняя цилиндрическая поверхность горела навстречу внешней. И в середине горящего свода - раз! и поверхности встретились и исчезли. Конический канал преобразовал раз в ррраааззз :)
 16.0.912.6316.0.912.63
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★
Serge77> Обычно делают так: размешивают, подсушивают до густой каши, продавливают через сито, получаются мелкие гранулы, их сушат в тонком слое, потом прессуют, не размалывая дополнительно.

Так поступают и пиротехники, и фармацевты. Таким образом убивают сразу несколько довольно жирных зайцев: обеспечивают бОльшее постоянство состава - исключают расслаивание компонентов при пересыпке. А самое главное, в матрице под пуансоном гранулированный состав лучше уплотняется. И (в данном случае неважно) механическая чувствительность составов с окислителем меньше.
 16.0.912.6316.0.912.63

avmich

координатор

varban>>> Так что RPA - не простая программа, а как раз сложная. Я не знаю ее авторов, но автора Астры знаю: http://www.bmstu.ru/content/bmstu_to_moscow/4061963044354.doc
avmich>> По-моему, у автора на этом форуме ник AP. Он же - автор lpre.de
varban> X-33 must die ?

Точно, Варбан, это он :) .
 9.0.19.0.1

FRC

опытный

Вчера были 2 прожига. Но день был не наш.
Первый на старом составе дал не совсем корректные данные, т.к. раньше времени закончилось горючее. При этом УИ так же 182 сек. Тем не менее, в самом начале получили бо'льшую тягу, чем прошлый раз, при тех же параметрах двигателя.

Второй прожиг на новой шашке не удался из-за странного разрушения шарового крана между КС и баком. Хлопнул он в момент зажигания. Все, кроме этого крана цело. Сопло чуть теплое, т.е. РП начался.
Очевидно, что проблема связана со стартовой шашкой. Т.е. окислителю, в момент зажигания, не было свободного хода в КС и бамкнуло в другую сторону. У бака проверочное давление 250 атм, так что порвалось в самом слабом месте.

Если сегодня выберусь в мастерскую, попробую еще раз с новым краном, но запал размещу немного иначе, чтоб шашка (она же пробка) выгорала со стороны не нагруженной давлением части, а не с середины.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0

FRC

опытный

10.02.12 проведены уже 25-е по счету испытания. 10 не выкладывал, т.к. существенного интереса не представляют.
Что произошло принципиально нового. Самое главное после 2-х недель мучений удалось отстроить состав смеси шашки, ее подготовку, прессование, разделительные составы для формы, усилие прессования, термообработку.. Сразу с каналом и нужного размера. Одна шашка L -80мм, примерно за 15 минут. Можно соревноваться с парафином, хотя ПВХ трубе, конечно, проигрываем.
Плотность материала - 1,22 гр/см*3.
Извели треть мешка уротропина )))
Как раньше писал, работали с каучуковой связкой, битумной связкой (классные шашки выходят),потом немецким резиновым клеем Nilos TL-T70 (тоже хорошие, но трихлорэтилен воняет), ЭД-20. Остановились на последней. Шашки прочные, но хрупкие. Можно сравнить со стеклом, наверное. Как сделать эластичными не представляю. Тем не менее, предыдущие 12 прожигов показали достаточные мех. свойства для применения в двигателе. Во всяком случае этого размера.
Скорость уноса представляет пока предмет для изучения. Раньше варьировалась в пределах 0,5-0,7мм/сек. Сегодня получили немного больше. В районе 1-1,2мм/сек. Состав тот же, что произошло - не понятно. Вероятно, сильно зависит от давления в КС.

Есть еще подозрение, что влияет разбавитель для ЭД-20 - ацетон. Без него не получается качественно размешать смолу с порошком. Завтра попробуем спирт, но, кажется не лучше будет. Тем более в нем вода.

Полностью себя оправдали изменения, внесенные в инжекторную головку. Весь поток окислителя проходит через стартовую шашку кольцевого типа. Стартует уверенно за 0,2-0,5 сек с подачи напряжения. Вероятность создания препятствий потоку окислителя и проч - ноль. Подача окислителя смешанного типа: 3 форсунки разного диаметра бьют вдоль канала, а 2-е по ф1мм тангенциально к оси, закручивая поток.

Собственно испытание: Hybrid Rocket Engine (test 25) - YouTube

Суммарный импульс: 555,6 N*s
Максимальная тяга - 286,5N
Удельный: 204 сек.
Растем потихоньку.
Прикреплённые файлы:
График ОТИ ГРД1 10.02.12.JPG (скачать) [47,78 кбайт, 6 загрузок] [attach=263932]
 
 
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  7.07.0
Это сообщение редактировалось 11.02.2012 в 02:43

RocKI

опытный

FRC> 10.02.12 проведены уже 25-е по счету испытания.

Поздравляю! Знаковый результат - при весьма демократичных компонентах и формовочной технологии УИ перевалил за 200. Да и смотрится хорошо, уверенная работа, четкий факел.
Скорость уноса может зависеть от степени помола уротропина.
+
-
edit
 

a_centaurus

опытный

FRC> Есть еще подозрение, что влияет разбавитель для ЭД-20 - ацетон. Без него не получается качественно размешать смолу с порошком. Завтра попробуем спирт, но, кажется не лучше будет. Тем более в нем вода.

Toluene + epoxy resine (0.5 % per weight)
 8.08.0

Azot

втянувшийся

FRC> КШашки прочные, но хрупкие. Можно сравнить со стеклом, наверное. Как сделать эластичными не представляю.
FRC> Есть еще подозрение, что влияет разбавитель для ЭД-20 - ацетон. Без него не получается качественно размешать смолу с порошком. Завтра попробуем спирт, но, кажется не лучше будет. Тем более в нем вода.
Рад за вас, но прислушайтесь к совету: откажитесть от летучих растворителей для воспроиводимости. Если не требуется высокая прочность шашки, то ЭД-20 можно просто разбавить любым пластификатором, до 30 %. Самый ходовой - дибутилфталат, но если заботится о здоровье, то лучше пищевой дибутилсебацинат.
Если требуется высокая элластичность, при сохранении прочности, то необходимо добавлять алифатические эпоксидные смолы(МЭГ, ДЭГ, ЭЭТ, ЭТАЛ-1 и пр.). Например: введение в ЭД-20 30% ДЭГ-1, приводит к увеличению удельной ударной вязкости вдвое, при сохранении всех прочностных свойств. При 50%- втрое, при снижении прочностных свойств в 1,5 раза. Все алифатические ЭС- маловязкие, как подсолнечное масло и смешать топливо с 25 - 30% связки не составит труда. Кроме того, можно регулировать горение, добавив в топливо дешевую аммиачную селитру и алюминий.
У вас в Москве есть хорошая фирма Эпитал Активный разбавитель эпоксидных смол - алифатическая эпоксидная смола Этал-1
 10.010.0
Это сообщение редактировалось 11.02.2012 в 15:48

Serge77

модератор

FRC> ЭД-20. Остановились на последней.

О, правильно )))
Но от растворителя советую отказаться, прислушайтесь к рекомендациям Azot.
1 54 55 56 57 58 75

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