ЖРД на закиси азота: новые технологии

a_centaurus>>
Xan> А почему ты рабочее колесо центробежного насоса упорно называешь "импеллер"?
Xan> Оно на вашем импортном языке так называется? Или ты что-то путаешь?

Ну да. Импеллер - колесо с лопастями (rotor) в составе устройства для перемещения обьёма жидкости или газа (blower). В данном случае и. в радиальном потоке.

a_centaurus> Не сомневаясь в твоих продуктивных способностях ("встать к станку"),

Вообще такое делают литьем по выжигаемым моделям сейчас. Печатают на 3д принтере из АБС, в гипс, выжигают АБС и заливают алюминий.

a_centaurus>> Не сомневаясь в твоих продуктивных способностях ("встать к станку"),
umbriel> Вообще такое делают литьем по выжигаемым моделям сейчас. Печатают на 3д принтере из АБС, в гипс, выжигают АБС и заливают алюминий.


Литье не даст приемлемой точности. После отливку все-равно придется резать чтобы отцентровать. К тому же качество подготовки поверхности будет играть далеко не последнюю роль. А связка 3Д принтер + гипс даст бешеную шероховатость.
З.Ы.
3Д принтер очень неточный( для ширпотреба подходит, а вот для техники конечно нет), модель надо делать на опять же на ЧПУ.
З.Ы.Ы.
А дисковая турбина(bladeless turbine) не рассматривается? ИМХО проще быть не может, а К.П.Д. будет выше чем у центробежной самоделки. В качестве дисков предлагаю поликристаллический кремний, хотя подойдет наверное и металл, ведь диаметр дисков невелик, следовательно прочность нужна не высокая. В качестве прокладок предлагаю жесткую качественную( с отсутствием разнотолщинности) полимерную пленку( Kapton), полиимид например.

Yalex> Литье не даст приемлемой точности.

Огромная часть деталей жрд делали и делают литьем по моделям. В частности рабочие колеса насосов и роторы турбин. В 40-х никаких чпу не было

umbriel> Лазерная стереолитография — Википедия

У нас есть участок для печати прототипов на 3D принтере (и я сам большой энтузиаст этой техники). Но, прежде чем печатать, надо сделать всю сборку в SW ... А сначала, вписать её в габаритно-весовые лимиты всей силовой установки. Литьё (с раковинами, шероховатостью, градиентами, усадкой и т.д.) также возможно, но.... зачем? Тот же SW file напрямую идёт на CNC и деталь фрезеруется из болванки ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО сплава (Aerospace quality 9001). Дальше следует электрополирование и упрочнение поверхности оксидированием. Имеем совершенный ротор. Дальше начинаются проблемы его посадки и центровки (для 48000 об/мин) на вал коммерческого движка. Дальше - см. выше по теме.
P.S. Литьём, изготавливали массовые изделия. Из 1000 отливок в дальнейшую обработку шли 10. Из 10, одна-две доводились до состава изделия. Когда речь идёт о единичном опытном агрегате, массовые технологии не используются.
P.P.S Про дисковый импеллер как-то в голову не приходило. Но, интуитивно его производительность хуже чем лопаточного, поскольку он работает только ободом. А у лопаток дополнительное ускорение создаются кривизной поверхности. По крайней мере в формулу расчёта и. входит число лопаток и углы.

umbriel> Огромная часть деталей жрд делали и делают литьем по моделям. В частности рабочие колеса насосов и роторы турбин. В 40-х никаких чпу не было

Только литье под давлением даст приемлемую точность без механической обработки. Но это из ряда фантастики в данном случае. Да и изделие не для литья.
А классические отливки это всегда заготовка, если речь идет о точной технике. А в данной задаче необходима высокая точность, так что без резания не обойтись никак.

umbriel>> Огромная часть деталей жрд делали и делают литьем по моделям. В частности рабочие колеса насосов и роторы турбин. В 40-х никаких чпу не было
Yalex> Только литье под давлением даст приемлемую точность без механической обработки. Но это из ряда фантастики в данном случае. Да и изделие не для литья.
Yalex> А классические отливки это всегда заготовка, если речь идет о точной технике. А в данной задаче необходима высокая точность, так что без резания не обойтись никак.

umbriel

Вы на видео представили песчаные формы. Понятие точность, и такие вот литьевые формы несовместимы.
Одно дело правильная макрогеометрия детали, и совсем другое высокая чистота поверхности. Когда речь заходит хотя бы о Ra=0,32 мкм все литье идет лесом.
Для микронасоса важна шероховатость. Я вам уже третий пост об этом пишу. + ротор насоса нужно будет центровать, а без резания тут не обойтись. Всегда будет антиадгезив, который убьёт любые усилия по выравниванию качества поверхности формы.

Yalex> Для микронасоса важна шероховатость. Я вам уже третий пост об этом пишу.

Главное чтобы xan, или кто будет это делать знал о всех варианта, а не чтобы вы обязательно пропихнули что так делать точно нельзя Поэтому спорить я не собираюсь.
Я лил эпоксидку в силикон под вакуумом и получал болтик M6 неотличимый от исходного.

umbriel> Главное чтобы xan, или кто будет это делать знал о всех варианта,

Наверно он знает и так )
Просто точное литье и домашние условия - плохо совместимы.И чистота поверхности здесь не есть камень преткновения.

HVkote> Вот это двигатель!!! Не подскажете оптимальное соотношение закиси и пропана?

А в каких агрегатных состояниях они будут использованы?

HVkote> Вот это двигатель!!! Не подскажете оптимальное соотношение закиси и пропана?

Ты о каком двигателе восклицаешь? Если о моём (вот было бы здорово... ) то он на закиси, водке и парафине (tripropellent). Если вопрос о двигателе (thruster) на закиси и пропане, сделанном в DARPA, то могу освежить в памяти. Но, примерно 4.5-5:1. Пропан в конденсированной фазе.
Когда разрабатывал свой движок, то пробовал присмотреться к бутану (продаётся в цилиндрах малого давления для заправки горелок и зажигалок), изучив тот отчёт Darpa. Но спирт и удобнее и энергичнее. Не нужно заморачиваться с системой заправки: налил и готово.

HVkote>... я про DAPRAвский. Еще вопрос, можно ли охлаждать жрд, просто погрузив его в бак закиси...

Тогда DARPA (начальство и врага нужно знать в лицо). Закись азота слишком неудобна по своим термофизическим параметрам для использования в охладительном статическом контуре. Температура диссоциации N2O около 600°, но будет уже достаточным просто газификации пристеночного тонкого слоя для неконтролируемого повышения давления в баке. По крайней мере Билл Колбурн это сделал и гибридный двигатель (концентрической схемы, с камерой, опущенной в бак окислителя) взорвался в ракете на участке разгона. Наверное, если сделать регенеративный контур, с быстрой проточкой закиси по контуру, то работать будет, но тогда усложняется вся схема. Парафиновая шашка вместе с теплоизоляционным покрытием камеры для такого времени работы (до 30 с) прекрасно справляется с задачей. Ну а если уж перейти на регенеративное охлаждение, то надо использовать горючее (спирт), как было сделано на всех первых движках Фон Брауна.

Да, только вот минус в том, что спирта немного, спиртовое (али керосиновое) да вообще любое горючечное охлаждение можно применить на больших движках, а на мелких - просто не охладит, расход маловат. в статье сотрудников МАИ описывался расчет и конструкция двигателя, на кислороде и керосине, там охлаждали завесой из кислорода, но камеръу сгорания покрыли никелем, чтобы она не окислилась/сгорела. А просто без охлаждения не потянет? Видел график зависимости температуры от расстояния до форсунки - самый горячий элемент камеры критическое сечение, а ведь его шашка парафина не прикрывает.или тепло передается от горячего крит.сечения к холодным стенкам, скрытым за шашкой? И вот еще какое дело, не могли Вы загрузить сюда модель в solidworks обратного клапана на баке закиси, мне нужен для 3d модели одного "пепелаца"

HVkote> И вот еще какое дело, не могли Вы загрузить сюда модель в solidworks обратного клапана на баке закиси, мне нужен для 3d модели одного "пепелаца"

У них GOx использовался. Ну так и я про это. Есть масса тех. приёмов и современных материалов, чтобы не заморачиваться с регенеративным ох. на движках малой тяги. До 30 с можно спокойно работать на изоляции, возгонке и фазовых переходах. Многое зависит от удачного дизайна камеры. Надо чувствовать где добавить стенку, где поставить пару (например медь-дюраль или дюраль сталь), или композит... Критика сопла вообще-то далеко от стенки собственно камеры??? Смотри на эскиз сборки в начале темы. Я ничего не утаивал. Там каждая деталь в строку.
Такое ощущение, что всё предыдущее ты написал, чтобы обосновать свою "просьбу". Чтобы не очень нарушать правила Ф. отошлю тебя на сайт Swagelok. Скачай pdf на фиттинги 1/4"(прямой, проходной) и получишь сборку в 2D. Плюс пружинка и шарик с диафрагмой. Переведи в AutoCAD затем в Solid Works и будет тебе твой клапан. Успехов.

Вернулся к теме насоса для двигателя 1KN. Переговорили со смежником, который делает такие насосы для ралли. Попробуем. Насос шестерёнчатый. Примерно такой. Только привод через муфту от brushless inranner (water cooled). W= 500 W. 5000 r/min. Примерно. Производительность насоса - 100-150 мл/с (C2H5OH). Габариты: 60х60мм. Масса - ок. 200 г вместе с RC и батареей.

Вот такой получается компоновка ЖРД с gear pump. Пока неясно, как будет вести себя ракета с гироскопным моментом от мотора.

Концепт дизайн ш. насоса.

a_centaurus> Концепт дизайн ш. насоса.

Масляный насос от ДВС в автозапчастях. Только снаружи корпус можно облегчить ажурной фрезеровкой, зато недорого и доступно волд-вайд.

Либо насос гидроусилителя руля - он там обычно пластинчатый. проще уплотниять - там 1 консольный вал. 1 уплотнение. Корпус алюм. можно сделать свой, а из насоса взять только нужное.

Semenov> Либо насос гидроусилителя руля - он там обычно пластинчатый. проще уплотниять - там 1 консольный вал. 1 уплотнение. Корпус алюм. можно сделать свой, а из насоса взять только нужное.

А вы подумали каким образом держать давление в баке? Пластинчатый насос не обеспечит герметизацию на выходе, потребуется запорный механизм, который утяжелит и усложнит конструкцию. В этом смысле шестеренчатый насос самый лучший вариант. Только увидев пример я понял насколько.
Только вот насчет того что по хорошему надо самостоятельно считать и изготавливать насос я с вами абсолютно согласен( и корпус можно полегче сделать, и внутренности тоже). Но это как минимум второй шаг.

Yalex> А вы подумали каким образом держать давление в баке?

По схеме выше нет бака после насоса. А после насоса показаны клапаны до камеры сгорания.