Гибридный ракетный двигатель обратной схемы

 
1 2 3 4
RU Massaraksh #22.01.2013 00:51
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

Заинтересовался ГРД с обратной схемой. Есть желание попробовать его сделать.
Предварительные соображения:
1. В качестве окислителя попробовать шашки, отлитые из смесей окислителей, таких как селитры, перхлораты с добавкой катализатора.
2. В качестве горючего использовать полярные растворители типа спирта и т.д., возможно, тоже с добавкой катализатора.
3. Для наддува предполагается использование химического газогенератора.
4. Там видно будет.
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
Это сообщение редактировалось 22.01.2013 в 01:09
RU Massaraksh #22.01.2013 00:54
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

Проверил смесь
NH4NO3 - 80%
NH4ClO4 - 10%
NaNO3 - 10%
Температура плавления где-то в районе 110-120 градусов.
Методика: проверял в пробирке со вставленным туда спиртовым термометром от 0 до 200, определял по застыванию смеси после плавления. Добавил Fe2O3 - ничего не случилось. Количество смеси - около 2 грамм.
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
UA Serge77 #22.01.2013 01:03  @Massaraksh#22.01.2013 00:54
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Предварительные советы по составам:

Гибридный Ракетный Двигатель [Serge77#15.01.13 01:08]

… Получается, что NH4ClO4 понижает т.пл на 20 градусов, а NaClO4 - на 40. Думаю, составы с 10-20% NH4ClO4 и 10-20% NaClO4 или NaNO3 будут плавиться в районе 100С, т.е. достаточно низко, чтобы в них можно было рискнуть добавить окись железа. В качестве горючего думаю лучше использовать что-то полярное, например спирты. Они легче окисляются, чем керосин или пропан, и в них можно растворить катализаторы - соли металлов. А самонаддув с пропаном не пойдёт - слишком маленькое давление.// Ракетомодельный
 
UA Serge77 #22.01.2013 01:03  @Massaraksh#22.01.2013 00:51
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Massaraksh> 2. В качестве горючего использовать полярные растворители типа спирта, скипидара и

Скипидар - он неполярный, это практически керосин.
RU Massaraksh #22.01.2013 04:28  @Massaraksh#22.01.2013 00:54
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

Другая смесь
NH4NO3 - 60%
NH4ClO4 - 20%
NaNO3 - 20%
Температура плавления примерно та же, но на дне пробирки был не растворившийся осадок.
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
RU Massaraksh #22.01.2013 05:21
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

По соотношению окислитель/горючее сделал расчеты, прошу химиков поправить, если где ошибся.
Предположим, что окислитель состоит только из нитрата аммония. Он разлагается при температуре свыше 270 градусов по уравнению:
2NH4NO3 = 2N2 + O2 + 4H2O
Спирт горит в кислороде по уравнению:
C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O
Отсюда:
6NH4NO3 + C2H5OH = 6N2 + 2CO2 + 15H2O
Считаем молярные соотношения нитрата аммония и спирта:
6*80 + 46 =
или
Нитрат аммония - 480
Спирт - 46
Отсюда следует, что окислителя надо брать в десять раз больше, чем спирта?
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
+
-
edit
 

Xan

координатор

Massaraksh> Нитрат аммония - 480
Massaraksh> Спирт - 46
Massaraksh> Отсюда следует, что окислителя надо брать в десять раз больше, чем спирта?

Всё посчитано правильно.
Но для максимального УИ (как правило) горючего надо с избытком брать.
 9.09.0
UA Serge77 #22.01.2013 10:22  @Massaraksh#22.01.2013 05:21
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Massaraksh> Отсюда следует, что окислителя надо брать в десять раз больше, чем спирта?

Да.
Но лучше посчитать в PROPEP, какое оптимальное соотношение. Оно не стехиометрическое, будет немного больше спирта.

umbriel

опытный

Massaraksh>> Нитрат аммония - 480
Massaraksh>> Спирт - 46
Massaraksh>> Отсюда следует, что окислителя надо брать в десять раз больше, чем спирта?
Xan> Всё посчитано правильно.
Xan> Но для максимального УИ (как правило) горючего надо с избытком брать.

Когда в окислителе много воды и мало кислорода не надо горючего брать с избытком, все правильно. Если речь не о водороде или металлах, его вытесняющих. Так понижать мол.массу уже некуда.

Вообще в пропепе смотреть нужно :)
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Наверно вместо спирта лучше брать пропиленгликоль. Он кипит выше, и если приготовить раствор катализатора в нём, то концентрация не будет изменяться со временем, не будут насыхать корочки на кранах и трубках.

Ещё мысль - кроме катализатора, в спирте можно растворить окислитель, думаю, это поможет горению.
RU Massaraksh #22.01.2013 11:27
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

Спасибо, будем пробовать.
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
+
-
edit
 

CATO

втянувшийся

Massaraksh> Заинтересовался ГРД с обратной схемой. Есть желание попробовать его сделать.
Со мной такая же фигня - начитаешься книжек, а потом в голову лезут разные навязчивые идеи))))

Ну, про алюминиево-магниевую на воде уже напомнили. Из плюсов - паро-водородный выхлоп с низким средним молекулярным весом, УИ так себе.
Вот ещё пара идей:
1) ПВРД: -тупо труба в которую впресовано горючее (пароформ -"Сухое горючее") со сводом где-нибудь в 1/5 диаметра, внутри карамельный бессопловик, в качестве разгонного блока. Головная часть меньшего миделя с ССР и БРЭО. На время работы ускорителя верхняя часть -вход ПВРД прикрыт обтекателем. По отработке ускорителя заглушки на входе ПВРД отстреливаются, отрабатывает подпресовка воспламенительного состава.
(компоновку см. в книге по ПВРД на твердом топливе - есть в сети))))))), но могу и скинуть
З.Ы. там же есть интересная схема с твердотопливным генератором горючего газа, который доокисляется в КС ПВРД - тот же ТТРД низкого давления.......и т.д и т.п.
2) Vаrbаn как-то упоминал ТТРД зенитной ракеты типа бессопловика на баллистите, так вот - он работает при пониженом давлении и чтобы создать условия для горения пороховой шашки там в голове стоит шашка сопровождения (кажется, так она называется) подогревающая маршевый заряд...

Massaraksh> 1. В качестве окислителя попробовать шашки, отлитые из смесей окислителей, таких как селитры, перхлораты с добавкой катализатора.
.... возвращаясь к пункту 2):
-возможно по подобной схеме удасться раскачегарить и составы на НА - сплавы НА с органикой (допустим, салициловой кислотой). Правда, так как по стехеометрии в этих составах получится 10-15% органики, это будет уже не генератор окислительного газа.....
(толковой литературы по этому вопросу мало, так что приходится надеяться на более опытных коллег)))))
Как говорил покойный адмирал Нахимов: «Лучше пидор на рее, чем акула в трюме»  
+
-
edit
 

FRC

опытный

Massaraksh> 4. Там видно будет.

Чисто мое мнение, не претендующее на что-либо.
1. Не зацикливаться на компонентах, а попробовать сделать том, что есть. Все равно на первых ОСИ не будет высоких характеристик, а отработка всей схемы двигателя обозначит проблемные места. Сейчас, как мне видится, самое проблемное - наддув. Несли не касаться задачи максимального УИ.
2. Потом проблема - система запуска двигателя. То есть клапан подачи горючео и зажигание.
3. Технолгия изготовления шашки. На этом месте большинство начавших гибридчиков (а их не так много) окончили путь. Если сложно- то это ограничит кол-во прожигов, что критически важно.

Если будет работающий двигатель, то оптимальные компоненты со временем подберешь. Отдельная тема- мех. характеристики шашки. Какой из составов будет иметь пластичность? На движке 30кг тяги стендовом, это не так критично. А при масштабировании станет проблемой.

Это общие слова, но что ты используешь сейчас как компоненты не важно. Главное, чтобы схема работала. Клапаны открывались и запал зажигался, грубо говоря. То есть с механики , а не химии начинать надо и именно здесь основные проблемы.

Это просто мнение, не более.
www.rocket.web-box.ru, www.uglecomposite.ru  
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

FRC> 1. Не зацикливаться на компонентах, а попробовать сделать том, что есть. Все равно на первых ОСИ не будет высоких характеристик, а отработка всей схемы двигателя обозначит проблемные места.
Да.
FRC> Сейчас, как мне видится, самое проблемное - наддув.
FRC> 2. Потом проблема - система запуска двигателя. То есть клапан подачи горючео и зажигание.
FRC> 3. Технолгия изготовления шашки. На этом месте большинство начавших гибридчиков (а их не так много) окончили путь. Если сложно- то это ограничит кол-во прожигов, что критически важно.
Основная проблема сейчас - схема бака.
Следующая - поиск комплектующих. Форсунки, манометры, переходники, о-ринги, корпус под бак - у нас это так просто не найдёшь. И токарка. Может быть, во время следующей командировки в Москву что-то найду.
И эти две проблемы взаимосвязаны.
FRC> Это общие слова, но что ты используешь сейчас как компоненты не важно. Главное, чтобы схема работала. Клапаны открывались и запал зажигался, грубо говоря. То есть с механики , а не химии начинать надо и именно здесь основные проблемы.
Да. Просто в химии у меня сейчас нет препятствий к экспериментам, а в механике - написал выше.

P.S.: Если ты сможешь помочь мне в комплектации, буду признателен.
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
Это сообщение редактировалось 24.01.2013 в 03:40
RU Massaraksh #24.01.2013 03:57
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

Приблизительно схема топливного бака с газогенератором предполагается следующая.
Прикреплённые файлы:
SA400077.jpg (скачать) [236,62 кбайт, 8 загрузок] [attach=316236]
 
 
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
UA Non-conformist #24.01.2013 12:05  @Massaraksh#24.01.2013 03:57
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

А нельзя ли интегрировать камеру сгорания и топливный насос в одно целое? Разместить их в одной трубе-корпусе?
Skype: a_schabanow  
UA Serge77 #24.01.2013 12:54  @Non-conformist#24.01.2013 12:05
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Non-conformist> А нельзя ли интегрировать камеру сгорания и топливный насос в одно целое? Разместить их в одной трубе-корпусе?

Да, это один из стандартных вариантов ГРД.
RU Massaraksh #24.01.2013 14:05
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

Может быть. Это предмет для обдумывания.
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
UA Non-conformist #24.01.2013 22:01  @Massaraksh#24.01.2013 14:05
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

Massaraksh! А не мог бы ты слегка, ПРИМЕРНО, прикинуть (но только на научной основе) - сколько секунд пятикилограммовой тяги сможет давать такой вот обратный гибрид габаритами ~ 60 х 300 мм? Или таких мелких тяг гибриды не дают?
Skype: a_schabanow  
RU Massaraksh #24.01.2013 22:43  @Non-conformist#24.01.2013 22:01
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

Non-conformist> Massaraksh! А не мог бы ты слегка, ПРИМЕРНО, прикинуть (но только на научной основе) - сколько секунд пятикилограммовой тяги сможет давать такой вот обратный гибрид габаритами ~ 60 х 300 мм? Или таких мелких тяг гибриды не дают?
Нет, сходу не могу, считать надо. Но, если ты о "Кобре", то, я думаю, это то, что надо. )
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
UA Non-conformist #24.01.2013 23:09  @Massaraksh#24.01.2013 22:43
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

Massaraksh> Нет, сходу не могу, считать надо.
Ну а самой методикой расчёта владеешь?

Massaraksh> Но, если ты о "Кобре", то, я думаю, это то, что надо. )
Да, о ней. Почитал, ну и привиделось... Но пока непонятно, реально ли сделать малогабаритный долгоиграющий обратный гибрид с относительно небольшой тягой. Такой себе аналог твердотопливного торцевика. Именно обратной схемы - к обычному гибриду интереса у меня нет никакого, по причине отсутствия материальных предпосылок. А тут - спирт, окислительная шашка и немножко токарки... Всё как будто в наличии...

Но FRC прав - бес, как всегда, в деталях прячется. В пустячках.
Skype: a_schabanow  
UA Non-conformist #24.01.2013 23:30  @Non-conformist#24.01.2013 23:09
+
-
edit
 

Non-conformist

аксакал

Вот, нашёл что-то типа двойника данного топика, на английском:

Reverse hybrid rocket motor - Newbie Questions

Reverse hybrid rocket motor - posted in Newbie Questions: I've become interested in hybrid rocket motors lately (these use a liquid (or gas) and a solid as propulsive means- for example nitrous oxide and polypropylene). All of the hobbyist rockets I've found use a liquid or gaseous oxidizer with a solid fuel grain. While this is all well and good I'd like to try a reverse hybrid - with a solid oxidizer grain and a liquid fuel. I'm thinking of make the oxidizer grain of am... // www.amateurpyro.com
 

Как я понял, тема нифига не топтана. Т.е. всё придётся начинать с нуля, и причём без особых видов на успех предприятия...
Skype: a_schabanow  
RU Massaraksh #24.01.2013 23:31  @Non-conformist#24.01.2013 23:09
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

Non-conformist>Но пока непонятно, реально ли сделать малогабаритный долгоиграющий обратный гибрид с относительно небольшой тягой.
Тягу же в гибридниках можно регулировать, вплоть до нулевой.
Non-conformist> Но FRC прав - бес, как всегда, в деталях прячется. В пустячках.
Согласен.
Non-conformist>Т.е. всё придётся начинать с нуля, и причём без особых видов на успех предприятия...
Увы, да.
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
RU Vagrant #25.01.2013 01:18  @Massaraksh#24.01.2013 23:31
+
-
edit
 

Vagrant

втянувшийся
Non-conformist>>Т.е. всё придётся начинать с нуля, и причём без особых видов на успех предприятия...
Massaraksh> Увы, да.

Хочу вновь напомнить о моей старой записке.

Гибридный Ракетный Двигатель [Vagrant#15.01.13 22:45]

… Самый сложный вопрос - отработка состава, геометрии и режима работы окислительной шашки. По опыту скажу, для приемлемых измерений (погрешность менее 5%) нужно тягу 20-40 кг и массу теста порядка полкило. Сделать такой двигатель сложнее - нет публикаций. Количество испытаний будет большим, поэтому лучше не газогенератор - который всякий раз надо разрабатывать под разные режимы, а наддув или самонаддув - где давление и расход регулируется форсунками и температурой. Это просто надежней и менее…// Ракетомодельный
 

Чтобы понять, стоит ли ввязываться, надо прояснить самый рисковый момент.
Вряд ли изготовление бензиновой спринцовки представляет принципиальную проблему.
FRC уже говорил, что изготовление из расплава солей большой шашки проблематично.
Шашка должна быть пластичной – иначе она разрушится.
Шашки до полкило по опыту могут быть и хрупкими.
Однако это не значит, что предложенный состав обязательно будет работать.
Главный параметр – зависимость скорости разложения поверхности шашки от давления.
Для уроторпин+каучук она примерно 0.6 мм/сек на 40 АтИ– одна из самых высоких.
От этого параметра считается вся геометрия двигателя. Он определил выбор топлива.
Если выяснится, что НА+ПХА не работает, то сложность затеи может стать неподъемной.
Для прояснения вопроса предлагаю прожечь тест, как на рисунке.
Конструкция почти не отличается от обычного РДТТ и проблемы не представляет.
В качестве газогенераторного топлива можно взять какой-нибудь состав
с большим избытком алюминия, типа К143 у Сергея.

Serge77 - Моя ракетная мастерская - Карамельные топлива с добавкой алюминия

< КАРАМЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВА С ДОБАВКОЙ АЛЮМИНИЯ Огневые стендовые испытания стандартной сорбитовой карамели с добавкой алюминия.   Translate in English with Babel Fish   ВНИМАНИЕ!   Предварительные результаты были описаны здесь. Испытано 6 топлив, все имеют базовый состав KNO3-сорбит 65-35, к которому добавлялся сферический дисперсный алюминий АСД-4, средний размер частиц 15 микрон. Номер состава KNO3 Сорбит Al K138 65 35 0 K139 65 35 2.5 K140 65 35 5 K141 65 35 10 K142 65 35 15 K143 65 35 20   Подготовка образцов. // Дальше — serge77.rocketworkshop.net
 

к
Прикреплённые файлы:
ГРД.pdf (скачать) [96,78 кбайт, 103 загрузки] [attach=316356]
 
 
 9.09.0
RU Massaraksh #25.01.2013 02:15  @Vagrant#25.01.2013 01:18
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал

Vagrant> Для прояснения вопроса предлагаю прожечь тест, как на рисунке.
Да, это можно проверить.
Vagrant>В качестве газогенераторного топлива можно взять какой-нибудь состав
Vagrant>с большим избытком алюминия
Есть у меня такой отработанный состав:
KNO3-50,Fe2O3-2,Epoxy-18,Mg-15,Al-15
Сайт - http://massaraksh.rocketworkshop.net  4.0.14.0.1
1 2 3 4

в начало страницы | новое
 
1914: Покушение Гаврилы Принципа на австрийского престолонаследника Франца Фердинанда в Сараево и его жену, послужившее поводом к началу Первой мировой войны. (102 года).
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru