Твёрдые ракетные топлива XX

ddiver> Эпоксидные - или недостаточно эластичны,
Ну, есть же всякие пластификаторы.
ddiver> или проблемы с подбором отвердителей.
Никаких. Сейчас полно отвердителей, "дружащих" с ПХА. Например ЭТАЛ-45М. Если бы не излишне высокая скорость горения, то я бы давно перешёл на топливо ПХА+Эпокси+Ал

ddiver>> или проблемы с подбором отвердителей.
Massaraksh> Никаких. Сейчас полно отвердителей, "дружащих" с ПХА. Например ЭТАЛ-45М.
Да, читал, спасибо за напоминание. От этих сотен страниц уже каша в голове - что работает, а где потом глюки всплывают. И записи не помогают... Я так понимаю, всё равно надо самому пробовать. Просто от лени хотел долгие испытания (старение топлива) под ковёр замести. Мотивация "от любви к искусству" - она ж конечная.

Massaraksh> Если бы не излишне высокая скорость горения, то я бы давно перешёл на топливо ПХА+Эпокси+Ал
А разбавление АС не помогает? Сейчас вот в конспектик по данной теме заглянул: тут приводились АС +эпоксидная связка (как раз с ЭТАЛом) устойчиво-медленно горящие топлива, в 2...3 раза медленнее перхлоратных. Думается, на смеси АС+ПХА что-то промежуточное можно получить. И ПХА фазостабилизирует АС, так что с фазами проблемы не должны вылезти.
Или задача - максимизация уд.импульса?

Сам когда-то пытался от двигателя к топливу сплясать, подбирая состав под нужную скорость горения - там "мрачные" составы получались (нитросоединения, неудобная или опасная формовка), но скоростью получалось играться в широких пределах (втч и смесью окислителей). А если сильно за импульсом не гоняться, то можно и без "мрачностей" обойтись.

Ещё для долгоиграющих двигателей у меня вполне работала пара из торцевой шашки и кольцевой. Торцевая задает время работы; примерно как шашка сопровождения, но сравнительно большая. Кольцевая - из чего-то среднего между топливом и теплозащитой, которое почти и не топливо - само по себе вообще не горит, скорее работает "активной теплозащитой" (активность - в смысле небалластности для тяги). Получал вполне неплохой импульс (давно было, так что конкретных данных не осталось, сорри).

ddiver> Ясно, что надо в пластифицированном виде как термопласт применять - под горячую прессовку.

Ты собрался топливо ПХА + ПВС + металл подвергать горячей прессовке? Улетишь далеко и надолго...

ddiver> А разбавление АС не помогает?
Не пробовал, может, будет время, попробую. И не только с АС, но и с НК.
ddiver> Или задача - максимизация уд.импульса?
Нет.

ddiver>> Ясно, что надо в пластифицированном виде как термопласт применять - под горячую прессовку.
N.a.> Ты собрался топливо ПХА + ПВС + металл подвергать горячей прессовке? Улетишь далеко и надолго...
Горячая - имелось в виду порядка 70..80. Или 100, если АС вместо ПХА. Да и сшивку можно попробовать, так что м.б. и с совсем исходно-жидким выйдет, который и при 40..50 текуч. Но это просто идея, в порядке мозгового штурма.
А вот ПВС как адгезионный слой - это точно без страшилок.

Xan>> Топливо ПХА + эпоксидка, отвердителем уротропин — без проблем и вполне прочное.
ddiver> Кто-то тут писал, что при хранении этого состава хрупкость растет. Или я путаю уже...

У меня кусок до измерения прочности валялся порядка года.
И сейчас ещё валяется.
Жёсткая звенящая пластмасса.

Только что сломал ещё один кусок.
Аккуратно.

Делал на стенде с записью данных. Уже не помню точно с какой скоростью. Примерно 5000 отсчётов в секунду.
Картинка:

Верхний график — ноль, нагрузка, ноль. Около 17600 точек.
В середине видна маленькая зарубочка, это топливо треснуло.
На втором графике это место сильно растянуто.
А на третьем ещё сильнее. 150 точек = 30 миллисекунд.

Горб перед треском = 26.89 кГ.

Кусок лежал на двух цилиндрических опорах, в середине сверху третья, на которую и давил.

Геометрия куска такая:
расстояние между двумя крайними опорами 82.2 мм;
ширина (в середине) 43.3 мм;
толщина 5.2 мм.

Ну вот, можно по известным формулам рассчитать прочность.
У меня недосып, мозги не хотят думать, так что меня вычёркивайте!

Xan>>> Топливо ПХА + эпоксидка, отвердителем уротропин — без проблем и вполне прочное.
Xan> У меня кусок до измерения прочности валялся порядка года.
Как раз что надо.

Xan> И сейчас ещё валяется.
Xan> Жёсткая звенящая пластмасса.
Это без пластификаторов?
"Эпоксидка" - ЭДП?

Xan> Горб перед треском = 26.89 кГ.
Xan> Кусок лежал на двух цилиндрических опорах, в середине сверху третья, на которую и давил.
Xan> расстояние между двумя крайними опорами 82.2 мм;
Xan> ширина (в середине) 43.3 мм;
Xan> толщина 5.2 мм.
Xan> Ну вот, можно по известным формулам рассчитать прочность.
Плечо 41мм; момент 27кГ*41мм; момент инерции полусечения 43мм*5.2мм*5.2мм/4; сигма 27кГ*41мм/(43мм*5.2мм*5.2мм/4) = 3.8кГ/мм^2. Хм, неслабо!

PS. Попробовал сейчас пену... С касторкой мешается, но сильно уж вязкая. Применимо только если раз в 5 разводить, но тогда желе получится, никакой прочности.
lincoln> Ну вот этим еб*торием ты и займешься
Вот и отзанимался. Долго ли?

ddiver> Это без пластификаторов?
ddiver> "Эпоксидка" - ЭДП?

Наверное.
Не знаю. Покупал на барахолке "эпоксидку".
Что-то обычное.

1 грамм уротропина растворялся при нагревании в 3 граммах пропиленгликоля.
Пропиленгликоль — чтоб весь уротропин перевести в раствор, и чтоб увеличить объём жидкости. Но это не пластификатор.

Горячий раствор вливался в 12 граммов эпоксидки, перемешивался.
Потом в него сыпался ПХА, граммов 64...72 (разные варианты) в сумме, по частям.

Сначала мешалась каша с небольшим количеством ПХА, потом получался комок теста, который разминался на слое ПХА, потом это тесто ещё мешалось.

Хрупкое тесто при однозначной деформации, но которое пластично деформируется при небольшой вибрации.

ddiver> 3.8кГ/мм2

380 атмосфер. Для наглядности.

Xan> 1 грамм уротропина растворялся
Отверждать такое надо порядка 10..20час при Т 60..80 - я правильно понимаю?
Прессование, вакуумирование - было?

Xan> Пропиленгликоль [...] не пластификатор
По идее, должен пластифицировать. 3г/12г - это уже заметно, ДБФ в таких количествах уже сильно уменьшает хрупкость, и даже упругость уже на-глаз заметна (если голая эпоксидка без наполнителя).
ПГ потом не выпотевает?

ddiver>> 3.8кГ/мм2
Xan> 380 атмосфер. Для наглядности.
Да, доступная и прочная выходит связка.
Но я бы ещё слегка пластифицировал - на всякий случай; а для АС - так вообще обязательно. Жаль только, что до эластичности, требуемой для скреплённых шашек, вряд ли довести. А то было бы вообще на все случаи жизни... и в самый раз для ленивых.

А кто-нибудь пробовал феноло-формальдегидные связки? В литературе пишут, что идитол даёт быстрые составы. А ещё ж из простых - мочевино-формальдегидные смолы есть.
Причём, и ФФС и МФС (и ещё пучок разных) легко "на коленке" изготавливаются (если соотв. "тумбочки" нет). ФФС и МФС когда-то делал (не ради топлива, просто игрался). За счёт долгой живучести неотверждённых смол и необходимости горячего отверждения, можно получать пресспорошки с малым количеством связки (раствор-пропитка-сушка).
Но это опять "мозговой штурм", не придирайтесь.

ddiver> Отверждать такое надо порядка 10..20час при Т 60..80 - я правильно понимаю?

Быстрее.
Склероз подсказывает что-то такое:
При нагреве оно через час уже твёрдое.
При комнатной — через день (ночь).
Твёрдое — не значит, что процесс закончился. Но сколько нужно до окончания — не знаю.
Причём ПХА работает катализатором отверждения. Чистая связка твердеет в несколько раз медленнее.

Если не нагревать, твердеет медленно.
Если нагреть ненадолго и охладить, то потом быстрее.
Но, возможно, показалось.

ddiver> Прессование, вакуумирование - было?

Тесто разминалось в лепёшку, складывалось пополам и опять разминалось. и так много раз.
Вибрация — это когда комок слегка сдавливаешь ладонями и при этом делаешь маленькие круговые движения. Типа скатывания шарика.
Разделив порцию на небольшие части и сделав из них шарики, можно потом эти шарики поочерёдно закладывать в двигатель и вибрируя расплющивать, получая плотное заполнение.
Никакого прессования.
Никакого вакуумирования.

Пористость получалась довольно большая, аж 10%.
Что, конечно, обидно!
Однако глядение в микроскоп показало, что поры имеют безопасную замкнутую примерно сферическую форму — они не приведут к воспламенению где-то в глубинах поры, росту давления и бабаху.

Xan>> Пропиленгликоль [...] не пластификатор
ddiver> По идее, должен пластифицировать. 3г/12г - это уже заметно, ДБФ в таких количествах уже сильно уменьшает хрупкость, и даже упругость уже на-глаз заметна (если голая эпоксидка без наполнителя).

В большем количестве он растворяться в эпоксидке не хочет.
Он и в этом количестве при комнатной не растворяется полностью.
Поэтому именно горячий раствор льётся в эпоксидку, чтоб смесь получилась выше комнатной.
Потом, когда начинается реакция (в первые минуты), растворимость увеличивается и при комнатной он уже не выпадает в осадок.

Говорят, что уротропин отверждает эпоксидку в жёсткую форму. В отличие от других отвердителей.
Поэтому, наверное, ПГ никак не влияет.

ddiver> ПГ потом не выпотевает?

Нет.
Никаких видимых признаков.

ddiver> Но я бы ещё слегка пластифицировал - на всякий случай;

Это надо не уротропин использовать. Но у меня не получилось другого достать.

Спасибо за технологию.

PS. Кстати, я ошибся с прочностью - там же сила на 2 плеча поровну, так что вдвое меньше прочность выходит (1.9кГ/мм² = 190ат). Но тоже неплохо.

ddiver> Плечо 41мм; момент 27кГ*41мм; момент инерции полусечения 43мм*5.2мм*5.2мм/4; сигма 27кГ*41мм/(43мм*5.2мм*5.2мм/4) = 3.8кГ/мм^2.

У меня получилось 282 атм.
Но что-то я с трудом, хотя и по заветам Фейнмана, формулу написал (ньютоны и метры):

P = 3/2 * F * L / w / h²

3/2 * 263 * 0.0822 / 0.00433 / 0.0052 / 0.0052 = 276964586 паскалей = 282 атм

Надеюсь, что сейчас придёт Саша Макс и найдёт ошибку.

А у тебя где-то потерялась обязательная тройка (в моменте инерции). И несколько двоек.

ЗЫ
Для нескольких разных эпоксидок из справочника вот такие прочности на разрыв в атм:

750
550
800
1350
730

Какая из них моя — не знаю.

Кхм...
А ведь можно и экскремент сделать!
Когда-нибудь...

ddiver>> 43мм*5.2мм*5.2мм/4
Xan> А у тебя где-то потерялась обязательная тройка (в моменте инерции). И несколько двоек.
Двойку я потом поправил, а вот с тройкой - да, не "/4", а "/6", соотв сигма в полтора раза выше (2.85кГ/мм² ). Эххх, никому нельзя верить, и в первую очередь себе.

Xan> Для нескольких разных эпоксидок из справочника вот такие прочности
Плохая смачиваемость и прочность наполнителя - это так перекосит прочностные свойства, что в справочник можно и не заглядывать. Только ползучий эмпиризм, только хардкор.

PS. У меня один знакомый во времена СССР работал в "ящике" над стеклопластиковыми композитами. Так я потом много непечатного наслушался про смачиваемость и поверхностные эффекты. В одном случае повторяемости прочности каких-то там разрывных или срезаемых деталей удалось добиться только ВЧ-омагничиванием волокна при пропитке; а казалось бы: ну причём тут магнитное поле?

СергейZ> а удельный импульс нитрата калия + эпоксидка (ну скажем, наша ЭД-20) насколько отличается от сорбитовой карамели, кто нибудь считал/замерял?

Найди полезную программу Пропеп и сам посчитай.
Импульс, скорее всего, будет отличаться несущественно.
А вот показатель (показатель степени в законе горения) может быть плохим.
Он не считается, его надо измерять.

Xan> Найди полезную программу Пропеп и сам посчитай.

я уже пол года не могу ее установить...

однако сейчас на сайте SashaMaks - Любительские высотно-скоростные ракеты - PropeLant 2011 (v1.1) нашел ее же в графической оболочке.

посчитал импульс карамели при 20 атм = 134. норм.
посчитал импульс карамели на аммиачной селитре при 20 ат = 160!

как так? программа глючит? или так и должно быть? не могли ли вы перепроверить в оригинале?

СергейZ> посчитал импульс карамели при 20 атм = 134. норм.
СергейZ> посчитал импульс карамели на аммиачной селитре при 20 ат = 160!
СергейZ> как так? программа глючит? или так и должно быть? не могли ли вы перепроверить в оригинале?
так и должно быть. Вот только изготовить карамель с аммиачной селитрой не удаётся - при нагревании она начинает реагировать с сахаром. Даже если растворить их в каком-нибудь подходящем растворителе, а потом выпарить его в вакууме, то эта смесь без третьего компонента просто НЕ ГОРИТ! а сразу взрывается.

СергейZ> посчитал импульс карамели на аммиачной селитре при 20 ат = 160!
СергейZ> как так? программа глючит? или так и должно быть? не могли ли вы перепроверить в оригинале?

А где скорость горения?
К нашему большому сожалению, PROPEP не расчитывает скорость горения. Более того, по его результатам нельзя даже сказать, будет ли топливо вообще гореть. Работа этой программы основана на предположении, что все компоненты топлива прореагируют до равновесного состояния. А будут ли они на самом деле реагировать - это нужно проверять на практике. Например, топлива на основе нитрата аммония имеют высокий теоретический удельный импульс, однако большинство из них просто не горят или горят очень медленно, чтобы быть пригодными для использования в двигателе.

 

N.a.> ddiver предлагаю сменить тактику пока не поздно. На форуме и так очень много разговоров "о высоком". После этого люди пропадают навсегда так ничего и не родив.
Сглазил.

СергейZ> как так? программа глючит? или так и должно быть? не могли ли вы перепроверить в оригинале?

Попробуй в Пропепе чистый сахар, без селитры.
Потом попробуй объяснить результат.
С помощью учебника химии.
Ну и другие вещества попробуй.
Никакой магии или ошибки, просто законы природы.

Xan> Потом попробуй объяснить результат.

понял. спасибо.