РДТТ конструкции технологии материалы - XVIII

 
1 216 217 218 219 220 406

ksm

опытный

USHBA> Думаю, проблема решается путём вставки между трассером и шашкой кольца, отрезанного от бронировки - высотой 2 мм. Или чуть толще, чем бронировка. Это же кольцо, если его вклеивать, даст локальное утолщение корпуса в этом месте - еще один шажок по увеличению надёжности.

Если топливо "не жаркое" например карамель, а стенка двигателя достаточной толщины, можно обойтись и без кольца, просто положить посредине торца ,обрезок спички, он будет служить ограничителем при сборке,я так делал .
 17.017.0

Serge77

модератор

USHBA> У меня особенности изготовления - топливо изначально получается заподлицо с бронировкой

Интересно, расскажи, как это получается? Чем это удобнее или лучше, чем обычный метод?

USHBA

втянувшийся
ksm> Если топливо "не жаркое" например карамель, а стенка двигателя достаточной толщины...
Не тот случай. Двигатели собираются в изготовленных большой серией на заказ картонных гильзах. Стенка промазывается изнутри жидко разведённой ЭД-20 с ацетоном - там запас толщины не очень большой. С обычной сорбитовой карамелью прогорал в месте стыка шашки и трассера примерно каждый десятый, с сахарной карамелью - каждый пятый, а с любым катализатором - каждый третий. Вот сделаю зазор (пусть даже спичку) - посмотрим на статистику. Если проблема уйдёт - тогда конечно, кольцо избыточно :)
Если у тебя есть одна идея, и у меня есть одна идея - то у каждого из нас может быть две идеи!  8.08.0

USHBA

втянувшийся
USHBA>> У меня особенности изготовления - топливо изначально получается заподлицо с бронировкой
Serge77> Интересно, расскажи, как это получается? Чем это удобнее или лучше, чем обычный метод?

Кольца из картона (отрезанные от той же гильзы, что и корпус), диаметр 25 мм, высотой около 4 см, приклеены вертикально к полированной доске. Кольцо - это оправка. В центре каждого кольца (взгляд сверху) в доске - отверстие, для каналообразующего стержня. На кольцо сверху кладётся полиэтилен, а потом в него сверху вдавливается бронировка. Т.о., полиэтилен плотно держит бронировку в оправке, а низ бронировки ограничен идеально внатяг полиэтиленовой плёнкой. Я заливаю в бронировку топливо, не доходя до края около 5-6 мм. После заполнения бронировки в мягкое топливо вставляется полированный гвоздь, смазанный растительным маслом и нагретый до 70-90 градусов. Он легко входит в топливо, и выдавливает его излишки вровень или почти вровень с краем бронировки. Острие гвоздя протыкает полиэтилен внизу шашки, и уходит в отверстие по центру. После этого я постукиваю по гвоздю другим квоздём - от вибрации топливо уплотняется и разравнивается. Здесь оно не доходит до края 2-3 мм, и эта сторона шашки используется, как камера досгорания. Противоположный край шашки, после застываения и извлечения, оказывается идеально ровным и полированным.
Если в двигателе более одной шашки, то между ними автоматом получается 1-2 мм зазора.
Если стержень не ставить - получается трассер с нижней поверхностью топлива аккурат заподлицо с картоном. Он заполняется топливом (другим) на нужную высоту, сверху после остывания наливается 3-4 мм эпоксидки, в ней делается отверстие для передачи огня к вышибному заряду. При сборке мотора трассер вклеивается в картонный корпус эпоксидкой.
Скорее всего, буду делать теперь так - при отливке трассера вставлять в бронировку тефлоновый кружок высотой 2 мм, а потом его удалять...
Если у тебя есть одна идея, и у меня есть одна идея - то у каждого из нас может быть две идеи!  8.08.0

Serge77

модератор

USHBA> Скорее всего, буду делать теперь так - при отливке трассера вставлять в бронировку тефлоновый кружок высотой 2 мм, а потом его удалять...

Вот видишь, никаких проблем с твоей технологией.

То же самое можно делать и с шашками, вкладывая на дно бронировки шайбу. Шайба, сверху полиэтилен и бронировка.
RU Андрей Суворов #18.12.2012 21:52  @Serge77#15.12.2012 16:38
+
-
edit
 

Андрей Суворов

координатор

Serge77> То же самое можно делать и с шашками, вкладывая на дно бронировки шайбу.
Какая нужна теплоизоляция на 1-1,5 секунды работы движка на топливе ПХА+изопрен, без металла? Заряд вкладной, 3 шашки с нейтральным профилем. Корпус движка дюралевый.
 8.08.0
UA RLAN #18.12.2012 22:38  @Андрей Суворов#18.12.2012 21:52
+
-
edit
 

RLAN

старожил

А.С.> Какая нужна теплоизоляция на 1-1,5 секунды работы движка на топливе ПХА+изопрен, без металла? Заряд вкладной, 3 шашки с нейтральным профилем. Корпус движка дюралевый.
Практически любая :)
Крафт картон 1мм - с большим запасом, ПВХ труба, труба из тонкого паронита внахлест с проклейкой.
Просто из бумаги свернуть, я бы на силиконе попробовал.
 11
+
-
edit
 

LEVSHA

опытный

Предлагаю всем желающим обсудить вопрос термозащиты двигателя торцевого горения на смесевом топливе с дюралюминиевым корпусом и маленьким диаметром критического сечения.
Суть задачи не в том чтобы не допустить открытое пламя к корпусу, а в том, чтобы корпус не нагрелся выше 150-200градусов + от термозащиты в процессе работы не должны отделяться крупные фрагменты(твердые или полужидкие).
Для решения задачи предлагаю обсудить следующий вариант.
Термозащита состоит из трех слоев.
Первый слой углепластик на основе связывающего которое после пиролиза должно оставить большое количество коксового остатка для того чтобы волокна углеткани оставались связанными и могли без растрепывания держать ветер(как говорит Xan) 15-30м/с.
Как известно при скорости потока газа в несколько десятков метров теплоподвод к обдуваемой поверхности намного больше, чем в спокойной среде газа. Первый слой отделяет поток от остальных слоев, не разрушается сам и не дает разрушаться следующим слоям.

Второй слой должен обладать умеренной теплопроводностью и в составе иметь связку, при пиролизе которой образующийся газ будет проходить через поры первого слоя, и оттеснять раскаленный поток от поверхности. Создавая что-то похожее на аб**
В роли второго слоя может быть, например стеклопластик или паронит.
Задача третьего слоя иметь низкую теплопроводность и ограничить теплоподвод от нагретого второго слоя к поверхности корпуса. Для этой задачи можно рассматривать обычный картон без пропитки.
Жду комментарии и предложения.
Прикреплённые файлы:
 
 8.08.0

Yalex

втянувшийся
LEVSHA> Предлагаю всем желающим обсудить вопрос термозащиты двигателя торцевого горения на смесевом топливе с дюралюминиевым корпусом и маленьким диаметром критического сечения.
LEVSHA> Суть задачи не в том чтобы не допустить открытое пламя к корпусу, а в том, чтобы корпус не нагрелся выше 150-200градусов + от термозащиты в процессе работы не должны отделяться крупные фрагменты(твердые или полужидкие).
LEVSHA> Жду комментарии и предложения.

Вы ставите задачу по сложности сопоставимую с теплоизоляцией неохлаждаемого ЖРД. Единственной возможностью сделать такой двигатель с приемлемым массовым совершенством это обеспечить малое время работы. Эффективность аб** сильно зависит от времени работы, чем меньше время работы тем выше эффективность. Фактически вы создаете условия соплового днища( а это самое проблемное место), но на гораздо большей площади.
1) скорости потока у стенок стенок не 10-20 м/с. Даже с застойных зонах скорости выше. Нужно ориентироваться на весь спектр скоростей вплоть до 300 м/с.
2) Материал в любом случае будет изнашиваться в следствии горения, т.к. у вас окислительная атмосфера. Поэтому идею об отдельном, заложенном в конструкцию, защитном пористом слое можно забыть. Вы совершенно правильно представляете себе процесс аб** и требуемая вами защитная трехслойная структура будет реализована в одном материале в слое толщиной порядка 10 мкм. Пористую структуру будет образовывать кокс, теплоизоляцию плохая теплопроводность связующего, а эффект вдува обеспечат продукты деструкции смолы и волокон.

З.Ы.

На фото поверхность образца кевлар/хб( 50%/50%) с бакелитовым связующим после 1 минуты испытаний под газовой горелкой( тепловой поток на фото был справа) с температурой гаранированно >1000 градусов. Верхний слой частично отслоился в процессе подготовки шлифа для микроскопа( это мои кривые руки) Видно что полная карбонизация связующего прошла лишь в слое порядка 10 микрон, далее идет слой частично разрушенного связующего( слой несколько темнее основного материала), а потом исходный нетронутый материал. Обратите внимание на НЕ разрушенное х/б волокно в верхнем слое, это говорит о хорошей защитной способности пористого кокса в комбинации с эффектом вдува( который обеспечил частично разрушенный средний слой).
Прикреплённые файлы:
 
 17.017.0

Xan

координатор

Yalex> 1) скорости потока у стенок стенок не 10-20 м/с.

Речь про торцевик, а не про канальный с развитой поверхностью.

Скорость горения 12 мм/с = 0.012 м/с
Плотность топлива 1700 кг/м3
Объём киломоля газа при нормальных условиях 22.4 м3
Молекулярная масса продуктов сгорания 25.2
Температура 2700 К
Давление 70 атм

V = 0.012 * 1700 * 22.4 / 25.2 * 2700 / 273 / 70 = 2.562 м/с

Где ошибка?
 9.09.0

Serge77

модератор

Можно посчитать по-другому.
Пусть скорость газа в критике 1800 м/с.
Kn=100 (простой торцевик).
Тогда скорость газа в камере 18 м/с.

Yalex

втянувшийся
При всем уважении к вам как к компетентным специалистам не могу согласится.
Вы вот какую скорость считаете? Среднюю? А нужна ли нам средняя( мне вот видится как раз максимальная, чтобы обеспечить работоспособность в любом месте КС)?
В каком режиме течения? В ламинарном? И бывает ли в принципе чисто ламинарное течение в камере РДТТ( особенно если речь о торцевике где будет постоянно изменяться сводобный объем КС по мере выгорания шашки)? Турбулентный поток будет куда быстрее чем ламинарный, и теплообмен со стенкой КС у турбулентного потока будет как минимум на 30% выше.
 17.017.0

LEVSHA

опытный

Yalex> .
Информация которой ты меня снабжаешь и твои рассуждения(насколько я понимаю подкрепленные профильным образованием) для меня очень ценные. Но по некоторым вопросам я все-таки поспорю. :)
Yalex> Вы ставите задачу по сложности сопоставимую с теплоизоляцией неохлаждаемого ЖРД.
Да простых путей не ищу. :D
Yalex> Единственной возможностью сделать такой двигатель с приемлемым массовым совершенством это обеспечить малое время работы.
Тут конфликт интересов. Сделать двигатель который работает как у РС(доли секунды) не проблема но теряется зрелищность медленного старта и тем более невозможен очень медленный и корректируемый старт о котором идут мечтания уже больше десяти лет. :)
То есть идет речь о длительности работы 5-10сек.
Yalex> Фактически вы создаете условия соплового днища.
Согласен.
Yalex> 1) скорости потока у стенок стенок не 10-20 м/с. Даже с застойных зонах скорости выше. Нужно ориентироваться на весь спектр скоростей вплоть до 300 м/с.
Скорость потока будет ~= скорость газа, в критическом сечении деленная на КН у меня КН будет в пределах 50-100 что будет примерно соответствовать 15-30м/с.
Yalex> 2) Поэтому идею об отдельном, заложенном в конструкцию, защитном пористом слое можно забыть.
Тут спорить не буду, пока не проверю экспериментально.
Yalex> Вы совершенно правильно представляете себе процесс аб** и требуемая вами защитная трехслойная структура будет реализована в одном материале в слое толщиной порядка 10 мкм.
Не совсем. Если толщина защитного покрытия будет без избыточного запаса то слой прилегающий к корпусу может прогреться до450-650градусов(начало пиролиза). Поэтому наверно минимум два слоя.
Yalex> На фото поверхность образца кевлар/хб( 50%/50%) с бакелитовым связующим.
Вопрос. А почему такой выбор материала? В чем его «фишка»?
Как минимум по двум критериям он меня устраивает
1.Низкая теплопроводность.
2.Предположительно отсутствие крупных фрагментов.
 8.08.0

LEVSHA

опытный

Yalex> Вы вот какую скорость считаете? Среднюю?
При торцевом горении топлива с мелким окислителем то есть при горении практически однородной массы в токе газа отходящем от поверхности не будет больших возмущающих моментов а значит, скорость потока будет следовать по пути наименьшего сопротивления. То есть поток будет двигаться с минимально возможной скоростью.
Yalex> Турбулентный поток будет куда быстрее чем ламинарный, и теплообмен со стенкой КС у турбулентного потока будет как минимум на 30% выше.

Согласись 20м/с+ 30% это не 300 м/с.
 7.07.0

Yalex

втянувшийся
LEVSHA> То есть идет речь о длительности работы 5-10сек.

Это хорошо. 5 секунд выдержит и х/б текстолит.

LEVSHA> Вопрос. А почему такой выбор материала? В чем его «фишка»?

1) Все компоненты коммерчески доступны и относительно( того же углеродного волокна) дешевы.
2) Низкая плотность порядка 1,4 г/куб см.
3) Высокая удельная прочность, на сжатие больше 400 МПа.
4) Очень низкая теплопроводность( и при этом очень высокая удельная теплоемкость), которая обеспечивает очень высокий градиент температур в материале, что позволяет реализовывать эффект аб** при сравнительно низких тепловых потоках( в сравнении с промышленными ракетными двигателями). Все эти особенности обеспечивают органопластикам самую низкую равновесную температуру поверхности "на режиме" в сравнении с любыми другими видами волокнистых( углеродных стеклянных) материалов.
5) Органические волокна обеспечивают большое количество низкомолекулярных продуктов деструкции вдуваемых в пограничный слой.
6) Арамидные волокна наряду с образованием низкомолекулярных продуктов еще и имеют хороший коксовый остаток( порядка 50-55%) в виде графита.


В итоге органопластиковая защита будет легче чем углеродная. В моем случае х/б нить выступает как пластификатор, а кевлар как упрочнитель. Ну и к тому же прожиги показали что разницы( в теплозащитном отношении) между чистым кевларом и смесью кевлара с х/б нет. А это экономия веса и денег.
З.Ы.
Как вариант возможно применение других термостойких органических волокон вместо кевлара.

LEVSHA, Serge77, Xan

По поводу скорости газа в КС РДТТ.
Мужики вы хоть логически подумайте: как в критике сверхзвук( допустим 300 м/с), а на расстоянии в 2 см скорость 10 м/с ?). Туфта получается. Ясно что скорости в КС ограничены лишь максимумом, а именно местной скоростью звука. Перейти этот максимум газ не может. А минимум там можно найти любой, в застойных зонах переднего днища может и 2 м/с быть.
 17.017.0
+
-
edit
 

SashaPro

аксакал

Yalex> Мужики вы хоть логически подумайте: как в критике сверхзвук( допустим 300 м/с), а на расстоянии в 2 см скорость 10 м/с ?). Туфта получается.

Всё нормально получается. Скорости звука в критическом сечении обычно находятся в пределах от 600м/с до 1000м/c. А в нескольких мм внутри КС, она уже будет 100-200м/с для канальной шашки и где-то 20-50м/с для торцевика. Ускорение газа в предкритических сечениях создаёт инертную силу противодействия для сил давления внутри КС и здесь реализуется её большая часть. А для того, чтобы удержать давление в КС на уровне нескольких десятков атмосфер нужно достаточно большое ускорение для газа.

Xan

координатор

Yalex> В каком режиме течения? В ламинарном? И бывает ли в принципе чисто ламинарное течение в камере РДТТ

Возьми шашку реального размера.
С толстой бронировкой.
Подожги с торца при атмосферном.
Посмотри, как горит. Много ли турбулентности? Какая скорость газов?
Теперь учти, что при 70 атм скорость газов будет почти на порядок меньше (плотность-то больше, объём меньше).

Быстрое течение получается только около сопла.

ЗЫ
Yalex> Мужики вы хоть логически подумайте: как в критике сверхзвук( допустим 300 м/с), а на расстоянии в 2 см скорость 10 м/с ?).

А представь, что ты с этой же шашкой сидишь в барокамере с давлением 70 атм.
А вот она у тебя горит. Откуда скорость возьмётся?
Не, нет у тебя чувства физики! :)
 9.09.0
Это сообщение редактировалось 23.12.2012 в 20:16

LEVSHA

опытный

Yalex> 1) Все компоненты коммерчески доступны и относительно( того же углеродного волокна) дешевы...
Со всеми доводами согласен, мало того все перечисленные моменты полностью укладываются в мою модель логических рассуждений. Спасибо.
Есть вопрос где можно купить ткань из кевлар/хб( 50%/50%) скажем так какое направление поиска?
Я предполагаю, что для пошива специальной одежды может применяться.

Yalex> Мужики вы хоть логически подумайте.
По этому вопросу я думаю Xan все написал, и лучше чем я бы смог.
Спорить на этот счет не буду, нужно время и опыт тогда придет ощущение процесса и все станет на свои места.
 7.07.0

RLAN

старожил

LEVSHA> Есть вопрос где можно купить ткань из кевлар/хб( 50%/50%) скажем так какое направление поиска?

Не думаю, что такое можно найти, разве самому соткать :)
 11

LEVSHA

опытный

RLAN> Не думаю, что такое можно найти, разве самому соткать :)
:D:D:D

А если серьезно когда месяц назад покупал углеткань, видел образцы углеткани с кевларом. В плетении нитки чередуются.
 7.07.0

Yalex

втянувшийся
RLAN>> Не думаю, что такое можно найти, разве самому соткать :)
LEVSHA> :D:D:D
LEVSHA> А если серьезно когда месяц назад покупал углеткань, видел образцы углеткани с кевларом. В плетении нитки чередуются.

На снимке не текстолит, а волокнит. Он армирован рубленной( длина волокна 2 см) крученой(хб/кевлар) нитью. Устройство для получения крученой нити делается на коленке, фактически это вращаемая подставка на 2 шпули.
Но на вашем месте я бы поупражнялся на чистом ХБ для начала.
Структура армированная хаотичными волокнами гораздо более устойчива к расслоению и "аблирует" более равномерно.
 17.017.0

LEVSHA

опытный

Yalex> На снимке не текстолит, а волокнит...
Понял.
Ткань я попробовал найти, без результатов.
Yalex> Но на вашем месте я бы поупражнялся на чистом ХБ для начала.
Я подумаю.
Yalex> Структура армированная хаотичными волокнами...
Согласен. Но для моей задачи – труба ~ф36мм и стенкой толщиной1-1.5мм такая технология неприемлема.
 8.08.0
+
-
edit
 

lincoln

опытный

LEVSHA> Согласен. Но для моей задачи – труба ~ф36мм и стенкой толщиной1-1.5мм такая технология неприемлема.
Топливо с металлом? Какое расчетное давление? Предположительная толщина теплоизоляции?
Посмотри мои испытания торцевиков, в одном из экспериментов торцевик отработал 4 сек. в 2-х мм. корпусе стеклоткань/эпоксид. Твой углепластик должен выдержать 10 сек. работы без особого нагрева корпуса.Вместо третьего слоя надень на ТЗП резиновую камеру и не стесняясь смажь все это дело силиконовой смазкой, можно и графитовой, если не побоишься испачкаться. Основная проблема, с которой я столкнулся в торцевиках с длительным временем работы, не столько обеспечить теплоизоляцию КС, сколько стойкость соплового блока.
Чертеж у тебя условный?
 17.017.0
Это сообщение редактировалось 24.12.2012 в 19:38
+
-
edit
 

LEVSHA

опытный

lincoln> Топливо с металлом?
Нет - битумная мастика, ПХА, немного окиси меди. В общем, топливо из летних испытаний.
lincoln> Какое расчетное давление?
Пока параметр для размышлений. Так как я обладаю очень скромным опытом и пока не имею данных о зависимости УИ моего топлива от давления диапазон расплывчатый 25-80атм.
lincoln> Предположительная толщина теплоизоляции?
Борьба за минимальную толщину только началась(теоретически). Для практических экспериментов не могу найти в маленькой расфасовке что-то на основе фенолки или подобия. Предполагаю общую толщину 1-1,5мм.
lincoln> Твой углепластик должен выдержать 10 сек. работы без особого нагрева корпуса.
Твои слова да б..у в уши. :)
lincoln> Вместо третьего слоя надень на ТЗП резиновую камеру
Понимаешь, так как с резиной работал много, такого варианта боюсь. Тонкий слой резины не связанный с корпусом и нагретый до высокой температуры иногда разлазится(лопается).
lincoln> Основная проблема, с которой я столкнулся в торцевиках с длительным временем работы, не столько обеспечить теплоизоляцию КС, сколько стойкость соплового блока.
Да согласен но это на закуску – будет понятно при испытаниях.
lincoln> Чертеж у тебя условный?
Концептуальный. То есть почти реальный но без мелочей(например крепление соплового блока).
P.S.
Я прекрасно понимаю что все можно решить более простыми и тривиальными методами но так не интересно – скучно.
 7.07.0
+
-
edit
 

lincoln

опытный

LEVSHA> Нет - битумная мастика, ПХА, немного окиси меди. В общем, топливо из летних испытаний.
LEVSHA> Твои слова да б..у в уши. :)
Хе, да еще и без металла. Можешь смело делать мотор на 10 сек. и давлением 25-30 атм. - выдержит.
LEVSHA> Предполагаю общую толщину 1-1,5мм.
Круто завернул :) Тогда проще графитовую трубу, гарантированно удержит хоть 60 сек.
LEVSHA> Понимаешь, так как с резиной работал много, такого варианта боюсь. Тонкий слой резины не связанный с корпусом и нагретый до высокой температуры иногда разлазится(лопается).
А зачем ее растягивать? Не вся резина разлезается, какие-то виды резины как раз-таки коксуются.И вроде как углепластик должен становиться графитом в таких условиях.
LEVSHA> Концептуальный. То есть почти реальный но без мелочей(например крепление соплового блока).
Входной диаметр вставки надо пошире сделать - может выдавить давлением.
LEVSHA> Я прекрасно понимаю что все можно решить более простыми и тривиальными методами но так не интересно – скучно.
Самое эффективное или как говорят гениальное, кроется в простых решениях ;)
 17.017.0
1 216 217 218 219 220 406

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