РДТТ конструкции технологии материалы - XVIII

lincoln> -Материал заглушки: Сплав Д16
lincoln>...
lincoln> -Внутренний диаметр стакана 40 мм.
lincoln> -Длина стакана 80 мм.
lincoln> -Стенка 2,5 мм
lincoln>...
Если заряд трассера не бронированный и не теплоизолированный, то скорее всего он начнёт гореть не как трассер, торцом, а по всей поверхности цилиндра. Причём не в стакане.

lincoln> Ломаю мозг над заглушкой с трассером.

Может проще сделать трассер отдельно от двигателя?

lincoln> В поясе стакана сделал перфорацию для уравнивания давления.

Я бы сделал дырочки поменьше, 1-2 мм, 1-2 шт, чтобы пламя не гуляло сквозняком.
Эта дырявая стенка теплоизолирована?

lincoln> -Внутренний диаметр стакана 40 мм.

Трассер с бронировкой?

Serge77> Может проще сделать трассер отдельно от двигателя?
Вынести за корпус ракеты?
Serge77> Я бы сделал дырочки поменьше, 1-2 мм, 1-2 шт, чтобы пламя не гуляло сквозняком.
Ага, так и сделаю.
Тут пришла мысль: перенести уплотнительное кольцо на нижний пояс, а верх оставить как есть.
Serge77> Эта дырявая стенка теплоизолирована?
Да, обычно я прикрываю паронитом открытые части КС.
Non-conformist> Если заряд трассера не бронированный и не теплоизолированный
Serge77> Трассер с бронировкой?
Да, буду заливать в электрокартонный стакан.

lincoln> Тут пришла мысль: перенести уплотнительное кольцо на нижний пояс, а верх оставить как есть.
И убрать перфорацию.

lincoln> Получится, в основном, полиуретан - низковязкий продукт
Вот образец ткани пропитанной полиуретаном, ткани по весу ~40% . Данных о стойкости пока нет, но пропитывается хорошо.

lincoln> Вынести за корпус ракеты?

За корпус двигателя.
Например между двигателем и корпусом ракеты. Если там места нет, то где-то в ракете поперёк корпуса.
Ну или действительно накладной снаружи ракеты.
Смотря какие у тебя требования к ракете.

LEVSHA> Может кто-то предложит варианты, как избежать расслаивания?

Кто то говорил о трехмерной ткани... Вопрос действительно интересный и нетривиальный. Может прострогать ее стеклониткой? Но уж больно заморочек много. Может, просто выложить толстым асбестом (шнуром?), внешнюю поверхность приклеить эпоксидкой, внутреннюю пропитать силикатом?

LEVSHA> Но есть одна существенная проблема. И за того что при нагреве внутренний слой отслаивается от последующих стойкость сильно ухудшается.
LEVSHA> Может кто-то предложит варианты, как избежать расслаивания?

1) Перейти наконец на промышленные связующие( смолы ЭД например), чтобы можно было целенаправленно модифицировать связующее. В вашем случае может помочь пластификация связующего имеющая цель сделать степень деформации перед разрушением выше( ваш материал видимо очень жесткий т.к. это клей, а для клеёв важна жесткость). В процессе работы в материале развиваются сильные градиенты напряжений вызванные процессом аб** и изменение плотности и термонапряжения вызванные сильнейшими градиентами температур).

2) Избегать применения слоистых материалов. Применять материалы армированные хаотичными волокнами. В качестве связующих идеальные аб** это аморфные вещества не имеющие характерной точки плавления. Но в "наших ракетных делах" в качестве матрицы стоит выбрать сшитые пластифицированные связующие.

Rokot> Кто то говорил о трехмерной ткани...
Про стеклоткани такого типа читал.
Пока как заменитель 3D ткани хочу попробовать толстую джинсу или ткань подобную брезенту(толстую).
В асбесте как основы для ТПЗ разочаровался еще 23года назад.

Yalex> 1) Перейти наконец на промышленные связующие...
Эпоксидка и полиуретан на очереди даже фурановую буду пробовать, её уже с нового года жду, пока передадут.
Но при всем этом именно этот клей мне «симпатичен» посмотрим, что покажут сравнительные испытания.

Yalex> 2) Избегать применения слоистых материалов. Применять материалы армированные хаотичными волокнами.
Кто бы спорил, помнишь речь шла о толщине около миллиметра. Сейчас есть идея чтобы уйти от слоистости взять ткань толщиной в миллиметр.

Serge77> Например между двигателем и корпусом ракеты. Если там места нет, то где-то в ракете поперёк корпуса.
Между, места совсем нет. Если убирать из мотора, то только поперек и укоротить двигатель. Но надо подумать как его устанавливать и закреплять, учитывая, что переборка в корпусе ракеты установлена намертво.
Serge77> Ну или действительно накладной снаружи ракеты.
Скорость будет далеко за 400 м\с, может сорвать и сразу вырастет Сх

LEVSHA> Может кто-то предложит варианты, как избежать расслаивания?
Попробуй полиуретановую, ту что ты пропитал и эпоксид модифицированный полиуретаном - расслаиваться не должно.

lincoln> и эпоксид модифицированный полиуретаном.
Если нетрудно можно об этом подробнее для «чайников».

lincoln> Скорость будет далеко за 400 м\с, может сорвать и сразу вырастет Сх

Саш а зачем такие нагрузки на планер ( носитель ), достаточно 10-ти кратного превышения статической тяги двигателя относительно полётной массы ракеты , этим снимешь массу проблем связанных с черезмерным ускорением , сильно снизится лобовое сопротивление ракеты, заодно разгрузишь КС двигателя , тем самым повысишь надёжность и длительность его работы , проиграш немного будет в падении УИ , но это с лихвой компенсирует применяемый окислитель и увеличенное время работы двигателя

lincoln>> и эпоксид модифицированный полиуретаном.
LEVSHA> Если нетрудно можно об этом подробнее для «чайников».

Первая проблема это проблема связущего. Стоит выбрать сшитые связующие исходя из опыта покорителей космоса.
Прежде всего стоит понять режимы работы, а именно рабочую температуру( хотя бы качественно ±сотни градусов), определить окислительные или восстановительные продукты сгорания. Если продукты окислительные нужна кремнийорганика в качестве связюющуего, если восстановительнные можно довольствоваться доступными бакелитом/эпоксидами/полиэфирами. Судя по фотографиям стелкопластик не работает в режиме аб** т.к. стекло не расплавилось. Значит оно не работает в качестве аблирующей добавки. Материалы надо подбирать так чтобы они разрушались под воздействием тепла, если не будет разрушения теплозащитный материал практически не будет рассеивать тепловую энергию, он будет работать как неэффективный тепловой сток. Исходя из вышесказанного я бы посоветовал испытать вариант с органическим наполнителем, а именно капроновой и х/б тканью т.к. эти материалы 100% будут разрушаться на режиме работы РДТТ. По крайней мере органический волокнит успешно проработал в камере сгорания ГРД, причем из него было выполнено сопловое днище. Испытания проходил как х/б текстолит на основе бакелита( лак ЛБС ), так и гибридный кевлар/х.б. Оба успешно. При этом х/б текстолит на бакелите еще и не требует пластификации, там вообще четкой межфазной границы волокно-матрица просто нет.

Вторая проблема это тип и структура наполнителя. Традиционно применяют ткани. НО. Я могу вам сказать как специалист по износу полимерных волокнистых композитов, что слоевая структура тупиковый путь развития для изнашиваемых материалов. Для стабильного износа необходим положительный градиент механических свойств в материале т.е. на поверхности прочность должна быть ниже чем в глубине. Если такого градиента не создать получим отслаивание материала, из-за появления локальных ослабленных подповерхностных зон где будут накапливаться дефекты.
Создать положительный градиент механических свойств в текстолите можно лишь в микромасштабе, а именно на уровне 1 монослоя. Между слоями будет ослабленное зона по которой всегда будет идти разрушение. Ситуация в аблирующих материалах усугуб** наличием на поверхности коксового остатка, который существенно превосходит по плотности исходный полимер. Напряжения из-за разницы в плотности приводят к появлению характерного узора напоминающего поверхность земли при засухе, когда земля покрыта трещинами, а поверхностный слой отслаивается.
Так вот чтобы избежать механического разрушения связующего нужно сделать его достаточно эластичным. Сделать это можно двумя путями: "не дошить" связующее( взять например 80-90% отвердителя вместо 100%), или использовать пластификаторы, коих сейчас великое множество. Для более детального подбора нужно знать какое связующее у вас есть в наличии.
Частично избежать проблем отслаивания можно применив нить вместо ткани, но качественно вопрос это не решит.

Yalex> Частично избежать проблем отслаивания можно применив нить вместо ткани, но качественно вопрос это не решит.

Где то здесь предлагалось использовать волокна, укрепляющие аб** материал, ориентированные вдоль нормали поверхности. Может ли это решить проблему?

LEVSHA> Если нетрудно можно об этом подробнее для «чайников».
Сделать достаточно рабочее аб** покрытие с прогнозируемым уносом - это целая наука. Я не сомневаюсь что для 10 секунд работы торцевика городить что-то сверхсложное не надо. Опыта у меня в этой области не много, но мои торцевики с металлизированными ТРТ работали 4 секунды на голом стеклопластике с 2-мя внутренними слоями кремнеземной ткани. Поэтому тут просто достаточно добавить 2-3 слоя(тут уже надо подбирать экспериментально) основу и связующее. Попробуй в эпоксид ввести 20,30,40 % полиуретана. Эпоксид зараза такая, что принимает в себя много чего. Каучуки, силикон, возможно и с твоим ПУ будет совместим. ПУ я не вводил, а силикон СКТН 30% очень даже хорошо принимается.

lincoln> Попробуй в эпоксид ввести 20,30,40 % полиуретана.

Как ввести? Готовым порошком или двумя исходными компонентами?
Исходными не пойдёт, изоцианат мгновенно прореагирует с амином.

NGR> Саш а зачем такие нагрузки на планер ( носитель ),
Весь смысл этого проекта и заключается в достижении макисмальных скоростей и перегрузок как для ракеты, так и для двигателя. Если бы это был запуск ради запуска,я бы не стал ставить на раету двигатель тягой под 300кг.
Для этого у меня заготовлена другая - под торцевики и БС.

Serge77> Как ввести?
У меня однокомпонентный ПУ, в котором конечно же присутствует изоцианат. Я бы ввел его в эпоксид, затем добавил отвердитель и понаблюдал бы за реакцией и временем отверждения. Кстати, с оказией так и сделаю. Может на этих выходных.

lincoln> Для этого у меня заготовлена другая - под торцевики и БС.

Красота!

Serge77>> Как ввести?
lincoln> У меня однокомпонентный ПУ, в котором конечно же присутствует изоцианат. Я бы ввел его в эпоксид, затем добавил отвердитель и понаблюдал бы за реакцией и временем отверждения. Кстати, с оказией так и сделаю. Может на этих выходных.
Как Сергей говорил, аминные отвердители и полиизоцианаты несовместимы. Когда синтезируют эпоксиуретановые смолы (ЭПУР), то нагревают 1-2 ч/100-110 град. высушенные эпоксидные смолы с ди (поли) изоцианатаим, так, чтобы часть или все гидроксильные группы прореагировали. Но от модификации не возрастает элластичность, а вырастает вязкость, водо-, тепостойкость и прочность.