Обыкновенные водяные ракеты из пластиковых бутылок

Брат-2> давно интересовали мои ракеты
Делай флаг "За чистое небо" - и вперед !
Только не забывай менять стартовую позицию, а то МИГ-29 прилетит - не заметишь как...

Испытал следующую склеенную и упрочненную пару ф90 - 1,8 л.
Рвануло около 14 атм. Усилие расталкивания - 890 кгс или 31,5 кгс/см.
Фото изделия "до" и "после", а также видео процесса с манометром и взрывом завтра по возвращении в Москву.
Самое интересное - разрыв не по шву, как в первый раз, он остался целым. Поверхности ПЭТ перед склейкой были ошкурены и обезжирены спиртом. Без обработки щелочью. Длина шва 50-55 мм. Адгезия хорошая.
Течей воды перед взрывом не было.
Но, что самое странное - это одновременность двух разрывов !!!
Разрыв половины корпуса вдоль и одновременный разрыв крышки бутылки куда был вставлен автомобильный грибок. Причем резьбовая часть крышки осталась на горлышке, а донышко крышки с ниппелем оторвало.
Как это можно объяснить???
Последовательно с промежутком по времени эти два события произойти не могут. Идет мгновенный сброс давления. Значит, одновременно. Что это? Случайность, один на миллион?

Опровергая теории, фактическая реальность иногда ставит в тупик.

ПС. Сейчас будем болеть за Украину!

Добавляю фото и видео испытания 2 от 11.06.12 г.
Видеофайл как есть без обработки в редакторе (в дачном ноуте не стоит, а до дома не утерпел, уж прошу прощения ).



Поначалу немного волновался за соединение. Ниппель с удаленным золотником ввернут резьбовой частью в шланг до "упирания" резины ниппеля в его торец и обжат ленточным хомутом. Держит нормально. Усилие вырывания при 14 атм "всего" 7 кгс.

Заполнение водой прим. 95%. Т воды - 20 град. Сж. газ - азот.

С победой! Финал Россия-Украина! И неважно кто выиграет, мы, когда вместе, сильнее всех.

Подобная технология упрочнения корпуса двигателя позволяет увеличить его энергетику. На баллистический участок выводится бОльший груз с бОльшей скоростью.
Два показанных опыта позволяют ориентироваться (с небольшим запасом) на 11 атм.

Вспомним "незабвенный" КОС предложенный совместно.
Пример.
Двигатель 6л - L=1000 мм весом 0,28 кг имеет упрочнение весом 0,085 г (2,5 слоя - при площади покрытия - 0,28 кв.м., плотность покрытия -120 г/кв.м - 1 слой).

КОС "стандарт" (по двигателю) - Р*V/Mo = 7(атм)*6(л)/0,28 (кг) = 150 атм*л/кг.
КОС "упрочненн." - 11*6/0,365 = 180 (атм*л/кг).
Т.е. на 20% больше, а по ракете в целом - 33% (вес ГЧ - 0,22 кг).


Участок полета с пневмовыхлопом и баллистический участок с учетом повышенного давления и увеличенного веса прошу рассчитать Gematogen'а. Вес ГЧ прим 0,22 кг.

PopovIgor> Подобная технология упрочнения корпуса двигателя позволяет увеличить его энергетику. На баллистический участок выводится бОльший груз с бОльшей скоростью.

У тебя почти все нити упрочняющего материала идут вдоль бутылки, это неправильно. Нужно по кольцу мотать, тогда можно будет раза 1,5-2 увеличить допускаемое давление на разрыв. Пластик сам по себе материал изотропный, и у обечайки, сделанной из такого материала, получается запас по продольной прочности равный 2. А вот в кольцевом направлении недостаток прочности выходит...

SashaMaks>> У тебя почти все нити упрочняющего материала идут вдоль бутылки, это неправильно. Нужно по кольцу мотать, тогда можно будет раза 1,5-2 увеличить допускаемое давление на разрыв. Пластик сам по себе материал изотропный, и у обечайки, сделанной из такого материала, получается запас по продольной прочности равный 2. А вот в кольцевом направлении недостаток прочности выходит...
Это ты правильно заметил. Я нарочно сделал упор на продольные, по опыту №1, стараясь "сохранить" склейку, направляя нити вдоль. Во втором, специально оставил участки вовсе не охваченные поперечно. Вот по ним и разорвалось. Надо было посмотреть и убедиться. Поэтому надо найти приемлемый способ укладки слоев, но при этом их должно быть как можно меньше, чтобы попусту не увеличивать Мо.
Продольные напряжения от внутреннего давления считаются легко, а ты знаешь как считать поперечные? Сколько не читал, всюду по-разному, с известной степенью допуска (запаса). Пусть ПЭТ изотропный, тогда и слои можно рассчитать, имея критерием наименьший вес упрочняющего слоя при заданном рабочем давлении.

Serge77> Минимум веса шарика? Почему ДО апогея?
На шарик действует сила тяжести, которая направлена против силы взаимодействия шарика и ракеты (вес) при полете вверх по инерции.

Ckona> Gematogen, а можно добавить к этому графику массу ракет в граммах (без "топлива") ?
50 г на литр объема плюс балласт/нагрузка.
В двухлитровой ракете балласт 20 г.
В 6 литровой - 200 г.

PopovIgor> Но, что самое странное - это одновременность двух разрывов !!!
Игорь, я вспомнил, что австралийцы публиковали отчет о разрушении двухступенчатой ракеты на старте во время накачки. В итоге были множественные разрушения, которые проявлялись по всей конструкции, в т.ч. и далеко от узла, с которого предположительно все началось.
Скорее всего напряженная конструкция не выдерживает короткого мощного деформирующего импульса вызванного выходом рабочего тела.

PopovIgor> Поэтому надо найти приемлемый способ укладки слоев, но при этом их должно быть как можно меньше, чтобы попусту не увеличивать Мо.
Игорь, мне кажется, что существенно увеличивая давление разрыва, армирование лишь в незначительной степени влияет на давление начала деформации. А запуск необходимо проводить именно до начала деформации. Тем более, если предполагается многоразовое использование баллонов.
Т.е. армирование - это страховка от аварии, но оно обладает ограниченными возможностями для повышения давления пуска.
По поводу преднатяга: Его можно создать поперечной обмоткой педварительно поддутого небольшим давлением баллона. Мотать с небольшим перекрытием.
Получается двуслойное покрытие: первый слой - продольное оклеивание (защита от продольного растяжения), второй - непрерывное круговое оклеивание с преднатягом (защита от поперечного растяжения).
А твои разрушительные эксперименты предлагаю дополнить средством объективного контроля деформаций (две линейки на заднем плане, съемка параллельно площадке).

Gematogen> Скорее всего напряженная конструкция не выдерживает короткого мощного деформирующего импульса вызванного выходом рабочего тела.
Вполне возможно. Я тожек этому склоняюсь. В случайности не верю.

Gematogen> Скорее всего напряженная конструкция не выдерживает короткого мощного деформирующего импульса вызванного выходом рабочего тела.
Хотя с другой стороны у них ракета многообъемная - объемы последовательно соединены Робинсонами (подобные вчерашним). Поэтому при разрушении одного объема, наверное, и получается ударный импульс в последующий. Типа гидроудара в трубопроводах.
Здесь же объем один.

Gematogen> А запуск необходимо проводить именно до начала деформации.
Для того и ставлю эксперименты, чтобы определить предельное давление до начала необратимой деформации и тем самым определить рабочее давление при конкретном методе упрочнения.
Gematogen> Т.е. армирование обладает ограниченными возможностями для повышения давления пуска.
Правильно. Поэтому бездумно много мотать не хочется, чтобы не завысить бездумно Мо.
Gematogen> Получается двуслойное покрытие: первый слой - продольное оклеивание (защита от продольного растяжения), второй - непрерывное круговое оклеивание с преднатягом (защита от поперечного растяжения).
Можно намотать 85 г и повысить с 7 до 11. Эффект есть. Вчера считали, 125 - 179.
А можно намотать в два раза больше 170 г и повысить с 7 до 13.
И в три раза - 255 г и повысить с 7 до 14,5.
Очевидно, что зависимость вес слоев (их количество) и предельное давление нелинейна. И весь эффект пропадает.
Альтиметр все же отыскал. Лежал на видном месте

PopovIgor> Альтиметр все же отыскал. Лежал на видном месте
Как всегда.

PopovIgor> Здесь же объем один.
Представь - надули шарик (презерватив), этакую длинную кобасу. Проткнули иголкой. Там и будет разрыв оболочки. Второй же независимый разрыв в другом месте разве образуется?
А у меня образовался, что и непонятно.

PopovIgor> А у меня образовался, что и непонятно.
Гипотеза: разрушение в какой-либо точке вызывает в напряженной конструкции волну. Напряжения и деформации в этой волне "добивают" конструкцию в других местах, потому что "по воздуху" скорость меньше, чем "по пластику". "Волна" воображается мне похожей на оную в цирковом хлысте (см. функции Бесселя и аналогичную бесовщину). Кроме того, резкое снятие напряжения "на пределе" тоже может разрушить (см. крышечку на фото)
Резиновый шарик как аналог тут не подойдет - тонкие нежесткие стенки.

Serge77>> Минимум веса шарика? Почему ДО апогея?
Gematogen> На шарик действует сила тяжести, которая направлена против силы взаимодействия шарика и ракеты (вес) при полете вверх по инерции.

Ой-ой, всё напутано. Сила тяжести действует одинаково на шарик и на ракету, именно поэтому и наступает невесомость (для шарика) в тот момент, когда нет аэродинамического сопротивления, т.е. именно в апогее, и только при вертикальном полёте. А никак не ДО апогея.

Судя по всему, многие твои расчёты неверны, раз есть такие заблуждения.

Ckona> Гипотеза: разрушение в какой-либо точке вызывает в напряженной конструкции волну.
Скорее всего возникает гидроудар. В данном случае отрицательный.
Ведь гидроудар возникает как при резком закрытии, так и при открытии задвижки. Здесь разрыв оболочки полная аналогия резкого открытия задвижки.
Если бы наш сосуд не был полностью заполнен водой, а был бы полностью заполнен газом, то такого бы эффекта не произошло.
На видео разобрался?

Serge77>>> Минимум веса шарика? Почему ДО апогея?
Потому что не все действующие силы взял в проекции на ось ракеты...
Serge77> Судя по всему, многие твои расчёты неверны, раз есть такие заблуждения.
Вот уж приложил, так приложил

Правильный график прилагаю.
Минимум в апогее, но легче не стало. Для практической реализации система непригодна.

PopovIgor> На видео разобрался?
Да чего тут разбираться !
Первый кадр - начало разрушения. Шланг "на месте".
Второй кадр - воздух вышел, начинает выталкиваться вода.
Между кадрами 2 и 3 - шланг с куском пробки "отстреливается".
Кадры 5-6 - завершение упругой деформации бутылки, вода перестает выдавливаться и дальше просто вытекает.

Явление гидравлического удара, как преобразования кинетической энергии движущейся воды в потенциальную энергию деформации водопроводной трубы, сюда не подходит.
Подходит колебательный процесс.

Ckona> Подходит колебательный процесс
... с отражением продольной волны от уцелевшего торца бутылки.

Ckona>> Подходит колебательный процесс
Ckona> ... с отражением продольной волны от уцелевшего торца бутылки.
Скорее всего так и есть. Колебательный затухающий процесс распространения отраженной продольной (ударной) волны - природа процесса сродни гидроудару в тупиковом трубопроводе Разновидности гидроудара.

Михаил, вчера затрагивали коэф. расхода сопла. Посмотри здесь Истечение через насадки

mansy> повторил запуски, видео выложил

БРАВО !!!

mansy> Теперь думаю, мож ракетоплан соорудить, планировал чтобы. Опыт есть у кого?
Опыт есть у a_centaurus . Поищи его сообщения по ключевому слову "ракетоплан".