РДТТ конструкции технологии материалы - XVIII

 
1 343 344 345 346 347 411
RU mihail66 #07.09.2016 11:20  @Massaraksh#07.09.2016 10:31
+
-
edit
 

mihail66

опытный

Massaraksh> - Очень трудная воспламеняемость.
Знаю по опыту.
Massaraksh> - Высокая гигроскопичность.
Не понял! С десяток АНСИАЛовых шашек на "Гермент"-нейтральном уже около двух месяцев на воздухе лежат, на них даже мухи не садятся, а вода как мне кажется и подавно.
Massaraksh> - Достаточно высокий Kn для работы на режиме, поэтому движок лучше металлический.
Не вижу связи. Если картонный корпус для карамели держит давления под 60 Атм, почему бы на АНСИАЛЕ не использовать. Тут кажется больше про температуру думать надо.
На мой взгляд, единственное оправдание металлическим движкам это достаточно серьезные калибры (до 50 мм я на эл.картоне взлетаю).
 1616
Это сообщение редактировалось 07.09.2016 в 11:26
RU SashaMaks #07.09.2016 13:12  @Mihail66#07.09.2016 11:20
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

Massaraksh>> - Достаточно высокий Kn для работы на режиме, поэтому движок лучше металлический.
mihail66> Не вижу связи.

На любительском уровне видеть ее вовсе не обязательно. Соромат и термодинамика - это сложно и долго, проще сразу заложить материала побольше и потемпературоустойчивей, а то шашка может по всякому сгореть, что для любителей нормально. Все остальное должно в таком случае подстраиваться под это «упрощение».
RU Skyangel #07.09.2016 19:19  @Gеnеral#06.09.2016 18:07
+
-
edit
 

Skyangel

опытный

Gеnеral> Skyangel можешь перепроверить данные, может в графике учтено время горения трассера?
посмотрел ;)
 48.048.0

RU RonniekGC #12.09.2016 14:39
+
-
edit
 

RonniekGC

втянувшийся

FRC моделизм ракетомоделизм
Уважаемые ракетчики. Выношу на ваше рассмотрение для последующей оценки свою идею.
Идея родилась в процессе обсуждения топлив карамельного типа

Твердые ракетные топлива карамельного типа ХII [СергейZ#09.09.16 19:25]

… у меня такой же. … у меня он менее текуч, застывает быстрее. и "рассыпчат" в конце охлаждения. … никакого шлака. … скорее всего. выпаривал как из сорбита, ждал пока пузырьки не начнут всплывать. завтра затестю свои образцы. есть подозрение что в русскоязычных источниках калорийность ксилита указанна не правильно. или по другой методике. за счет чего он калорийнее, не циклов, не двойных связей же нет в нем?// Ракетомодельный
 


Теперь к сути.
Цель "возни" - проверка возможности простым путем, без усложнения конструкции, выжать бОльшие характеристики из стандартного одноразового двигателя с пиротехнической системой выброса парашюта простой/стандартной конструкции. В ходе моего исследования за основу был взят двигатель такой компоновки:
Диаметр камеры сгорания - 20 мм, длина - 158 мм (основной заряд+трассер+4 шайбы воспламенителя по 2мм);
3 шашки стандартной карамели диаметром внешним - 20 мм, внутренним - 8 мм;
Трассер диаметром - 20 мм;
Сопло длинной - 20 мм, массой - 4 г;
Заглушка длинной - 20 мм, массой - 5 г;
Корпус длинной - 198 мм, толщина зависит от давления.

Для исследования позволил себе некоторые пренебрежения и условности:
Скорость горения карамели с НК - 2.7 мм/сек, с НН, - 0.66 мм/сек. Они имеют равный УИ и равную степень в законе горения (отличается только сг);
Плотность топлива 1.8 г/см3;
Катализатор дает прирост скорости горения 80%;
В конструкции двигателя пиротехническая система упрощена до одного только трассера-замедлителя, т.к. остальное не влияет на характеристики мотора и не будет изменяться в данном исследовании;
Бронировка шашек не учитывается - условно включена в толщину корпуса.

Далее исследуется применение различных трассеров в таком двигателе. Но так, чтобы не изменилась работа самой системы спасения - время замедления было неизменным, а работа замедлителя надежной.
Вариант 1: Стандартный трассер из карамели с НК длинной 30 мм. Длина шашек 40 мм.
Вариант 2: Трассер разбит на 2 части. Активная часть катализированная в 1.8 раз длиннее стандартной. Пассивная часть без изменений - 24 мм обычной карамели, как и в вар.1. Длина шашек уменьшилась (чтобы влезли).
Вариант 3: Трассер из катализированной (для стабильности горения) карамели с НН. Трассер в 2.7/(0.66*1.8)=2,27 раз короче вар.1.
Все записывал в листе Excel, прикладываю скрин для наглядности. Далее расчеты самих двигателей делал в программе Rocki-Motor (выбор программы не имеет особого значения) и в программке расчета прочности корпуса, обе от Rocki.

В результате варианты 1 и 2 практически не имеют отличий. Отличия могут разниться в незначительной степени в ту или иную сторону, в зависимости от диаметра трассера (если бронировку трассера делать толще). А вот вариант 3 дает явный выигрыш в тяге в случаи, если освободившееся пространство будет использовано под основной заряд.
Выводы:
1. Первоначальная мысль "ускорение трассера" не дает практического результата, а лишь приводит к усложнению технологии.
2. Т.к. увеличивать заряд при уменьшении трассера никто не будет (просто сделают трассер меньше, корпус короче), то использование в трассере-замедлителе более медленного топлива даст двигателю выигрыш по массе и длине самого двигателя, но проигрыш по тяге. Потеря тяги будет многократно больше, чем экономия в массе.
3. Из второго вывода => Использование более медленного топлива ТОЛЬКО в замедлителе (пассивной части трассера, не участвующей в образовании тяги) не приведет к потере тяги и даст выигрыш по массе и длине мотора(7-15% экономия массы. В лично моем, не описанном тут, 14%).

В случае, когда хотим выжать максимум для побития рекордов без перехода к другим технологиям, аналогично проекту "Экстрим" ракетчика Rocki, данный способ экономии массы может быть применен ;)

***Разумеется, топливо может использоваться любое. Тут важен только сам принцип. Использование медленного топлива именно в ОБЫЧНОМ трассере (двигателях без пир.систем), думаю, не оправданно из-за более медленного дымообразования (след будет не такой густой). Хотя конечно, это нужно проверять. Возможно и там получим небольшую экономию массы без значительного ущерба дымному следу.

А теперь жду вашего мнения относительно своей идеи:)
Подозреваю, что возможно это было придумано до меня. Но я этого лично пока не встречал.
Прикреплённые файлы:
Var.jpg (скачать) [1340x820, 152 кБ]
 
 
 52.0.2743.11652.0.2743.116
Это сообщение редактировалось 12.09.2016 в 15:09
+
-
edit
 

RocKI

опытный

RonniekGC> Цель "возни" - проверка возможности простым путем, без усложнения конструкции, выжать бОльшие характеристики из стандартного одноразового двигателя с пиротехнической системой выброса парашюта простой/стандартной конструкции.

Мне кажется ты не туда зарулил. Выжимать из мотора что-то за счет трассера вряд ли имеет большой смысл. Я применял трассер из катализированной карамели для передачи зажигания ко второй ступени совсем с другой целью. Трассер получается длиннее и за счет этого проще точно выдержать короткую задержку. При этом уменьшается влияние прогрева и неравномерностей горения самого трассера.
+
-
edit
 

RonniekGC

втянувшийся

RocKI> Мне кажется ты не туда зарулил. Выжимать из мотора что-то за счет трассера вряд ли имеет большой смысл. Я применял трассер из катализированной карамели для передачи зажигания ко второй ступени совсем с другой целью. Трассер получается длиннее и за счет этого проще точно выдержать короткую задержку. При этом уменьшается влияние прогрева и неравномерностей горения самого трассера.

Эээ... Видимо я в очередной раз что-то пропустил/прочитал не внимательно. Но я не видел на сайте катализированного трассера. Перечитаю.
Но ты не подумай, я ничего не пытался слизать, поэтому на всякий случай дал ссылку на место, где эта идея рождалась ;)

Согласен, получить прям ощутимую пользу на трассере не получится. Но я и не планировал (собственно, и не вышло). Ведь если "без шелухи", то задумка просто уменьшить габариты замедлителя. Вот и удалось получить маленькую экономию в весе (14% массы двигателя в моем случаи).
Но тут есть маленький нюанс. Я лично не знаю, на сколько стабильно горит карамель с НН, вот поэтому тут считаю натриевую карамель с катализатором. Если применить без катализатора, то экономия будет более ощутимой.
 52.0.2743.11652.0.2743.116
Это сообщение редактировалось 12.09.2016 в 15:19
RU SashaMaks #12.09.2016 15:36  @RonniekGC#12.09.2016 14:39
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

RonniekGC> Вариант 3: Трассер из катализированной (для стабильности горения) карамели с НН. Трассер в 2.7/(0.66*1.8)=2,27 раз короче вар.1.

Можно еще по короче сделать. Вместо 10,6мм взять 8мм. Состав лучше:
НН - 59%
Сорбит - 30%
S - 10%
Fe2O3 - 1%

Горит устойчиво и дымит сильнее, чем без серы.
+
-
edit
 

RocKI

опытный

RonniekGC> Но ты не подумай, я ничего не пытался слизать, поэтому на всякий случай дал ссылку на место, где эта идея рождалась ;)

Причем тут слизать? Я сделал сайт именно для того, чтобы им пользовались. Но дело не в этом, я просто указал тот случай, когда с трассером-замедлителем имеет смысл заморачиваться. Остальные случаи, да и этот тоже, отпадают автоматом, когда переходишь на электронное управление ССР.
+
-
edit
 

RonniekGC

втянувшийся

RocKI> Причем тут слизать? Я сделал сайт именно для того, чтобы им пользовались. Но дело не в этом, я просто указал тот случай, когда с трассером-замедлителем имеет смысл заморачиваться. Остальные случаи, да и этот тоже, отпадают автоматом, когда переходишь на электронное управление ССР.

Пользуюсь, за что отдельное огромное спасибо! :) Во многом мой интерес к ракетам стал практическим именно благодаря твоему сайту!
Ну про слизать - это я так, на всякий.
Да, я уточнил, что это относится к одноразовым моторам с пир.системой. Понятное дело, что продвинутых ракетах все это (как и сам трассер) теряет смысл. Но для начального уровня это интересный способ чуть-чуть сделать легче рекордную ракету. Ведь проект "Экстрим" тоже имел пиротехническую ССР и там тоже шла борьба за легкость. Вот примерно к таким проектам это ведь применимо?
Но как понял, идея не очень привлекла
 52.0.2743.11652.0.2743.116
+
-
edit
 

RocKI

опытный

RonniekGC> Ведь проект "Экстрим" тоже имел пиротехническую ССР и там тоже шла борьба за легкость.

Опять давай уточним. Если проект "рекордный", т.е. хочешь выжать максимум высоты, то борьба должна идти не за "легкость", а за оптимум массы. Специально для этого в программе ALTIMMEX и в накковской ezalt сделана кнопка расчета оптимальной массы. При этом в простых ракетах без электроники и прочего балласта не составляет труда выйти на оптимум за счет облегчения корпуса. Так, что нет необходимости бороться с трассером.
Нет, если конечно просто из академического интереса, тогда другое дело. :)
+
-
edit
 

RonniekGC

втянувшийся

RocKI> Опять давай уточним. Если проект "рекордный", т.е. хочешь выжать максимум высоты, то борьба должна идти не за "легкость", а за оптимум массы. Специально для этого в программе ALTIMMEX и в накковской ezalt сделана кнопка расчета оптимальной массы.

Бесспорно, именно приближение к оптимуму массы я и подразумевал.

RocKI> При этом в простых ракетах без электроники и прочего балласта не составляет труда выйти на оптимум за счет облегчения корпуса. Так, что нет необходимости бороться с трассером.

Ну, это как посмотреть. Мне подойти в плотную к оптимуму было трудновато, когда теоретически рассматривал возможность сделать такой проект.

RocKI> Нет, если конечно просто из академического интереса, тогда другое дело. :)

Конечно, мало кто станет париться на начальных уровнях в любительском ракетостроении с "побитием рекордов", а даже если станет, то далеко не факт, что дойдет до танцев с бубном с трассерами :D Поэтому скорее просто академический интерес. В тоже время возможно кому-то пригодится ;)
 52.0.2743.11652.0.2743.116

RU RonniekGC #14.09.2016 02:57
+
-
edit
 

RonniekGC

втянувшийся

Уважаемые ракетчики, у меня появился очередной вопрос, который хотелось бы обсудить.
Вопрос прост. На сколько велика разница в эффективности правильно спрофилированных сопел и простых конусных привычных ракетолюбителям?
Еще хотелось бы более подробно разобрать, как сильно влияют на эффективность:
наличие/отсутствие конфузора, угол Ввх. конфузора;
наличие скруглений r1 и r2 у критического сечения сопла;
и скругление (которого нет на картинке) диффузора.

Искал в умной литературе (которой добыл не так много), но там нет таких данных. Только общие фразы "... сильно зависит от профиля", "оказывает серьезное влияние" и т.д.

Смог понять, что угол конфузора влияет на разгон газов до сверхзвука и тепловую нагрузку (или как это более грамотно выразить). А скругление диффузора не влияет на эффективность (или чуть чуть влияет), но делает его длину короче сохраняя угол на срезе.

Каковы потери в тяге от наших упрощений (в случаи с непрогораемым соплом)?

P.S. либо я криворукий, либо с поиском на форуме реально трудно работать...
Прикреплённые файлы:
1231.jpg (скачать) [691x478, 56 кБ]
 
 
 52.0.2743.11652.0.2743.116
Это сообщение редактировалось 14.09.2016 в 03:05
RU SashaMaks #14.09.2016 03:01  @RonniekGC#14.09.2016 02:57
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

RonniekGC> Вопрос прост. На сколько велика разница в эффективности правильно спрофилированных сопел и простых конусных привычных ракетолюбителям?

Такая, что на стенде ты её не увидишь.

RonniekGC> Только общие фразы "... сильно зависит от профиля", "оказывает серьезное влияние" и т.д.

В этих книгах ±1% - это много, сильно и очень серьёзно, так как вопрос стоит относительно стоимости выводимого ПН на орбиту. Для нас это несущественно.
RU RonniekGC #14.09.2016 03:08  @SashaMaks#14.09.2016 03:01
+
-
edit
 

RonniekGC

втянувшийся

SashaMaks> Такая, что на стенде ты её не увидишь.

Смотря на каком стенде ;)

Но тем не менее хотелось бы более точных цифр. Или вот насколько пагубно влияет отсутствие конфузора (90 градусов).
 52.0.2743.11652.0.2743.116

Xan

координатор

RonniekGC> Искал в умной литературе (которой добыл не так много), но там нет таких данных. Только общие фразы "... сильно зависит от профиля", "оказывает серьезное влияние" и т.д.

Ракетные двигатели на химическом топливе:
(https://dl.dropboxusercontent.com/u/6706516/Bessoplovye_RD_p129.djvu)

Там примерно на стр. 110 ... 115 про потери в сопле и примеры геометрии.

Что касается степени расширения и давления, есть картинка:
(https://dl.dropboxusercontent.com/u/6706516/Sutton_3_7.jpg)
 48.048.0
+
-
edit
 

RocKI

опытный

RonniekGC> Вопрос прост. На сколько велика разница в эффективности правильно спрофилированных сопел и простых конусных привычных ракетолюбителям?

Самое главное в любительском сопле - выдержать угол диффузора, иметь достаточное отношение выходного сечения и критического и не растягивать переход от конфузора к диффузору, т.е. длину критики.

RonniekGC

втянувшийся

Xan> (https://dl.dropboxusercontent.com/u/6706516/Bessoplovye_RD_p129.djvu)
Xan> Там примерно на стр. 110 ... 115 про потери в сопле и примеры геометрии.

Бегло полистал содержание, книга отличная! Огромное спасибо! Буду вечером изучать.

Xan> Что касается степени расширения и давления, есть картинка:
Xan> (https://dl.dropboxusercontent.com/u/6706516/Sutton_3_7.jpg)

А картинку надо будет обмозговать. Пока не понял.

RocKI> Самое главное в любительском сопле - выдержать угол диффузора, иметь достаточное отношение выходного сечения и критического и не растягивать переход от конфузора к диффузору, т.е. длину критики.

Я понимаю, но в академических целях (расширение кругозора), это интересно ;) Ведь надо развиваться. Изучать то, что делаешь, более углубленно.
Понятное дело, что я не помчусь тут же делать строго профилированные сопла из глины для одноразовых карамельных движков. А в многоразовых может и применимо. Вот и любопытствую.

Спасибо всем, кто отзывается и помогает :)
 53.0.2785.9753.0.2785.97

RocKI

опытный

Xan> Что касается степени расширения и давления, есть картинка:

Еще есть вот такая полезная картинка :)
Прикреплённые файлы:
nozzle_param.png (скачать) [2714x1919, 164 кБ]
 
 

Xan

координатор

RonniekGC> А картинку надо будет обмозговать. Пока не понял.

Берёшь, например, давление 50 атм, смотришь на кривульку, подписанную "50.0", смотришь на её пересечение с кривой оптимума.

От пересечения — вниз на отношение площади сопла к площади критики = расширение. Получается 7.

А если от пересечения влево, то получаешь значение CF = 1.56.
Если перемножить давление, площадь критики и CF, то получишь тягу.

Если посмотреть на правый конец кривульки "50.0", то там расширение получится около 17. При бОльших расширениях случится отрыв потока.

А если посмотреть на левый конец кривульки, когда сопло кончается на критике (без дивергентной части = "шайба"), там CF = 1.21.

Стало быть дивергентная увеличивает тягу в 1.56 / 1.21 = 1.29 раза.

Кривулька "1000.0" может быть применена к двигателю в вакууме или где-то высоко в атмосфере, например когда в движке 50 атм., а снаружи 1/20 атм.
Там оптимальное расширение получится около 60.

Ну и ещё надо учитывать всякие потери в соплах небольшого размера, об этом в книжке есть.
 48.048.0

RocKI

опытный

Xan> От пересечения — вниз на отношение площади сопла к площади критики = расширение. Получается 7.

А еще хорошо видно, что без особых потерь можно взять расширение 6, 5 и даже 4. ;)

RonniekGC

втянувшийся

Xan> От пересечения — ...........
Xan> Ну и ещё надо учитывать всякие потери в соплах небольшого размера, об этом в книжке есть.

О. Как доходчиво, однако! Спасибо!
Это уже реальные цифры, правда не совсем по вопросу. Сейчас приехал домой, приступлю к изучению.

RocKI> А еще хорошо видно, что без особых потерь можно взять расширение 6, 5 и даже 4. ;)

Верное замечание.
В целом, нечто подобное встречаешь во многих программах. Так что даже не запариваясь, либо видишь значение оптимального расширения, либо методом "тыка" его находишь для конкретного движка ;) А вот как более корректно, чем просто следовать рекомендациям, оценить эффективность сопла (как к примеру просит Rocki_Motor), мне пока тяжело понять.
Чтож, пойду просвящаться :)
 53.0.2785.9753.0.2785.97
+
-
edit
 

RocKI

опытный

RonniekGC> А вот как более корректно, чем просто следовать рекомендациям, оценить эффективность сопла (как к примеру просит Rocki_Motor), мне пока тяжело понять.
RonniekGC> Чтож, пойду просвящаться :)

Просвещаться важно, просвещаться нужно. Но проблема в том, что правильно оценить эффективность сопла теоретически и расчетно почти не возможно. Слишком много всяких факторов потерь. Поэтому в программе Rocki-motors, так же как и в SRM, стоит просто типичный коэффициент эффективности некоего типичного сопла. :) Его можно поменять, но для этого нужны очень веские основания, получить которые в любительских условиях, на мой взгляд, невозможно.
+
-
edit
 

RonniekGC

втянувшийся

RocKI> Просвещаться важно, просвещаться нужно. Но проблема в том, что правильно оценить эффективность сопла теоретически и расчетно почти не возможно. Слишком много всяких факторов потерь. Поэтому в программе Rocki-motors, так же как и в SRM, стоит просто типичный коэффициент эффективности некоего типичного сопла. :) Его можно поменять, но для этого нужны очень веские основания, получить которые в любительских условиях, на мой взгляд, невозможно.

Хм... Учту.
Понимаю, что в принципе расчет в программах довольно условен, ведь в любительском деле во многом все зависит хотябы просто от воспламенения, которое далеко не идеально в сравнении условием в программе.
Тем не менее любопытство - есть любопытство. К тому же хочется реально оценить резонность "париться", если делаешь уже металлический многоразовый двигатель.

Думаю, на этом конкретный вопрос можно считать закрытым. Т.к. носом в книгу ткнули, пояснить - пояснили, дурь выбили, похвалили стремления к изучению :D
 53.0.2785.9753.0.2785.97
RU SashaMaks #14.09.2016 21:29  @RonniekGC#14.09.2016 03:08
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

RonniekGC> Смотря на каком стенде ;)

Смотря какой двигатель, хорошо, если его параметры будут воспроизводиться на уровне ±5%.

RonniekGC> Но тем не менее хотелось бы более точных цифр.

Приведенные графики для коэффициента тяги Cf и степени расширения сопла не учитывают типа газа (показателя адиабаты k или политропы γ), который течёт через сопло.
Этот учёт есть в программе Propellant:

SashaMaks - Любительские высотно-скоростные ракеты - PropeLant 2011 (v1.1)

 Описание В начало Программа является усовершенствованной версией известной программы PROPEP. Имеет полностью встроенный алгоритм в новой графической оболочке. Исходный текст переведён с ФОРТРАНа на язык высокого уровня программирования Delphi. Теперь программа поддерживается на всех платформах операционных систем Windows. Для работы в программе нет больше необходимости в отдельной установке. Программа PropeLant работает в любом месте на жёстком диске. Для её корректной работы необходимо лишь наличие всех сопутствующих файлов в одном каталоге. // Дальше — sashapro.rocketworkshop.net
 
Прикреплённые файлы:
 
RU SashaMaks #14.09.2016 21:33  @RonniekGC#14.09.2016 03:08
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

RonniekGC> Или вот насколько пагубно влияет отсутствие конфузора (90 градусов).

Для этого можно воспользоваться программой Flow - модуль ANSYS для SolidWorks, например. Там можно почти всё учесть, но это по сложнее будет.
Прикреплённые файлы:
Flow.png (скачать) [1680x1019, 663 кБ]
 
 
1 343 344 345 346 347 411

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