Высотные ракеты SashaMaks

Xan> Пока вы тут фитюльки лепите, народ делает толстые ракеты!!!

шикарно. мда, к сожалению на малых калибрах проблемы больших не решишь из=за масштабного фактора. надо идти в ширь!

Xan> Пока вы тут фитюльки лепите, народ делает толстые ракеты!!!
Xan> Одна только литая шашка аж 55 килограммов!

Ссылки у тебя не те)))


Я в курсе, этот проект ещё жив)))

RonniekGC> то наиболее значимым фактором здесь становится личное "хочу".

Нет, кое-какая альтернатива всё же есть. Это заряд из двух разных шашек: одна кольцевая на большую часть камеры по длине и одна небольшая со звездообразным каналом. Такое я даже пытался делать. Трудоёмкость больше, и имеет смысл в основном для малоэрозирующих топлив для материала сопла. Но так, как проблем было много и других с двигателем, то решил на этом не заморачиваться. А так время работы тут даже не меняется, а режим по графику тяги выравнивается к более постоянному.

SashaMaks> И вот наглядное сравнение двух одинаковых двигателей с идентичным топливным составом натриевой карамели с серой и без неё:
SashaMaks> РДМ-60-10 №49 (НН-Сорбит-Fe2O3 67,33%-32%-0,67%)
SashaMaks> РДМ-60-10 №50 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%)

Однако, тем временем тихо и незаметно немного изменился состав топлива в сторону увеличения доли карамельного связующего с 30% до 32%. Анализ последних испытаний показал всю критичность данного изменения. В итоге двигатель стал работать в почти в 1,5 раза быстрее и в 1,5 раза большем давлении.

РДМ-60-10 №47 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-30%-5%-0,65%)
РДМ-60-10 №51 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%)

И теперь похоже, что корпус двигателя стал слабоват для нового топлива.

Теперь нужно, либо уменьшать содержание сорбита в топливе, либо ставить другое сопло, с большим критическим сечением.

SashaMaks> И теперь похоже, что корпус двигателя стал слабоват для нового топлива.
SashaMaks> Теперь нужно, либо уменьшать содержание сорбита в топливе, либо ставить другое сопло, с большим критическим сечением.

Топливо оставлено последнее: РДМ-60-10 №54 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%)
Изменён сопловый блок на небольшое понижение рабочего давления и упрощение всей конструкции. Также было усилено слабое место корпуса - это осевые крепления так, чтобы общий запас прочности корпуса был в районе 1,5-2, а давление его разрушения было в диапазоне 25-30атм.

По результатам этих доработок было успешно проведено зачётное испытание двигателя:


Следующий двигатель будет испытан в том же диаметре, но с удлинением L/D = 15 - РДМ-60-15 на 4кг топлива.

SashaMaks> Изменён сопловый блок на небольшое понижение рабочего давления и упрощение всей конструкции.

Давно уже хотел сделать что-то подобное, но в связи с рядом других проблем не делал, дабы не вносить в систему дополнительных рисков. Теперь проблемы решены, и новый сопловый блок сделан.

В новой конструкции керамическое сопло устанавливается прямо в конусообразный корпус из бумаги. При этом керамика работает преимущественно на сжатие, и растрескивание ей не страшны. Упрощается и монтаж сопла и герметичность соединения. Теперь ЭДП здесь больше не применяется, а только это сокращает сроки сборки соплового блока почти на 1 сутки.

Переделан и профиль сопла так, чтобы быть оптимальным на всём времени работы двигателя с учётом не допущения отрыва потока от сверхзвуковой части, так как начальное расширение явно избыточно. Так же минимизированы размеры и масса сопла под эту конструкцию.

Так же это упрощает и сборку самой ракеты под изготовление стекателя для обеспечения наилучшей аэродинамики корпуса ракеты.

Слева на право:
1. Сопловый блок для двигателя РДМ-60-10.
2. Сопловый блок для двигателя РДМ-60-15.

SashaMaks>> Изменён сопловый блок на небольшое понижение рабочего давления и упрощение всей конструкции.

Смотрю, работы идут полным ходом не сбавляя темпу. Зачетное сопло! Идея мне понравилась. Особенно образующимся стекателем в задней части ракеты.

RonniekGC> Смотрю, работы идут полным ходом не сбавляя темпу.

Идут, делаю второй стенд под замену существующему. Действующий сейчас поизносился сильно за всё время испытаний двигателей РДМ-60. Заодно делаю и второй новый стенд для испытаний двигателей РДМ-80.

RonniekGC> Зачетное сопло! Идея мне понравилась. Особенно образующимся стекателем в задней части ракеты.

Да, только теперь мне придётся все формы переделывать. Поэтому задумался о том, чтобы задействовать 3D-принтер на работе у технологов. Удалось договориться и один экземпляр уже сделали. Были опасения, что печать будет плохая, но всё получилось. Для формы более чем достаточно.

Профиль в форме.

SashaMaks> В новой конструкции керамическое сопло устанавливается прямо в конусообразный корпус из бумаги. При этом керамика работает преимущественно на сжатие, и растрескивание ей не страшны.
а прочность бумаги на растяжение достаточна? Вроде ж она достаточно легко рвется..
И если речь о конусе - как понимаю, это не единый лист с трубой корпуса двигателя, то есть, где-то есть стык. По стыку не разрывает давлением в двигателе?

SashaMaks> Переделан и профиль сопла так, чтобы быть оптимальным на всём времени работы двигателя с учётом не допущения отрыва потока от сверхзвуковой части, так как начальное расширение явно избыточно. Так же минимизированы размеры и масса сопла под эту конструкцию.
А интересен момент: не было смысл входную часть сопла делать не прямой, а тоже плавной? Чтоб ближе подойти к теоретическому соплу лаваля и больше энергии топлива преобразовывать в скорость струи, меньше в давление в двигателе. Или выигрыш получается мизерный при росте массы?

SashaMaks> Профиль в форме.
Привет, Саш!
А можешь предоставить мне данные в виде файлов для этой оснастки сопла, у меня то же есть доступ к 3D-печати (я не силен в программировании), параметры сопла для меня почти подходят.
(можно в личку)

Про шашки которые (по твоему рецепту) я залил 31 декабря.
Сегодня прошла неделя, и я разобрал оснастку.
Так вот. Трассер, который лежал в ведре с силикагелем засох, и стал похож за закарамелившуюся ириску (по твердости), цвет напоминает сгущенку с кофе.
Шашки же по прежнему мягкие (как тянучка), и у меня ощущение, что если я их поставлю вертикально, то они под собственным весом поплывут.
(постелил под них ПЭ-пакет и поставил в "эксикатор").

Bredonosec> а прочность бумаги на растяжение достаточна?

Достаточна.

Bredonosec> Вроде ж она достаточно легко рвется..

"Легко" - это как-то очень относительно.
50-60МПа на разрыв вдоль волокон - это уже конкретно.

Bredonosec> то есть, где-то есть стык. По стыку не разрывает давлением в двигателе?

Стык есть, и давлением его не разрывает.



Bredonosec> А интересен момент: не было смысл входную часть сопла делать не прямой, а тоже плавной?

Не было:
1. Потери от этого малы порядка 0,5...1%.
2. Масса керамики при этом увеличится на 30..50%.
3. Она сама становится плавной при разгаре.

Перепрофилирование сопла наоборот дало немного больший выигрыш по УИ за счёт оптимизации изменения профиля во времени работы двигателя. В последнем образце я немного снижал давление где-то на 10...15%, но УИ при этом не снизился.

mihail66> А можешь предоставить мне данные в виде файлов для этой оснастки сопла, у меня то же есть доступ к 3D-печати (я не силен в программировании), параметры сопла для меня почти подходят.

Могу. Не понял, причём тут программирование? Это всего лишь 3D модель из SolidWorks. Да и сделать то, что нужно тебе не сильно сложно, достаточно просто изменить основные размеры и всё.

mihail66> Трассер, который лежал в ведре с силикагелем засох, и стал похож за закарамелившуюся ириску (по твердости), цвет напоминает сгущенку с кофе.

Похоже, что застыло. И внешний вид, похож по описанию при наличии Fe2O3.

mihail66> Шашки же по прежнему мягкие (как тянучка), и у меня ощущение, что если я их поставлю вертикально, то они под собственным весом поплывут.

Поплывут и тем существенней это будет, чем больше будут размеры шашки. Зависимость тут сильно не линейная из-за вязкости. Маленькая шашка Ф20мм может плыть 2-4 суток, а шашка Ф60мм уже через 12ч по форме станет не пригодной.

В определенный момент оно всё же должно застыть. Перегрев сорбита происходит примерно при температурах от 120°С до 160°С. В зависимости от степени перегрева, время полного застывания может изменяться от 4 дней до 20 дней соответственно.

SashaMaks> ... Также было усилено слабое место корпуса - это осевые крепления ...
А раньше это не предсталялось возможным сделать?
SashaMaks> По результатам этих доработок было успешно проведено зачётное испытание двигателя..
Искренне поздравляю с успешным тестом.
П.С. кто зачет принимал? )

SashaMaks>> ... Также было усилено слабое место корпуса - это осевые крепления ...
Skyangel> А раньше это не предсталялось возможным сделать?

В результате испытаний проводились изменения, которые меняли ситуацию. То, что планировалось изначально, оказалось нерабочим в процессе, начиная от сюда:

В данном случае изначально планировалось использовать топливо состава: НН-Сорбит-S 65%-30%-5% потом состав поменялся на: НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-30%-5%-0,65% потом на: НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%.

Последующие итоговые пересчёты двигателей по полученным практическим данным привели к тому, что был выбран последний состав. А с ним в данном корпусе получается совсем другое давление, чем с первыми двумя. Давление стало больше где-то в 1,5 раза, и, таким образом, заложенный изначально запас прочности по корпусу и в районе осевых креплений, был по сути исчерпан. А осевые крепления изначально и специально были сделаны слабее с расчётом на то, что давление будет меньше, где-то порядка 10-15атм максимум. Поэтому вместо 3-х слоёв я делал 2 слоя, но не из простого ватмана, а из пропитанного жидким стеклом, что было прочнее для 2-х слоёв. А для последнего состава топлива и рабочего давления этого уже оказалось просто недостаточно по прочности и 20атм не держали. По общей схеме данного корпуса, где в каждой обечайке применяется по 6 слоёв ватмана, необходима 1/2 от этой прочности, т.е. 3 слоя на осевые крепления. Тем не менее в корпусе это будет всё равно самое слабое место, об этом я ещё здесь давным давно писал, где-то году 2008-2009, с расчётом на то, что именно так будет разрушаться корпус в нештатных ситуациях, но возникли совсем другие проблемы и то, что планировалось тогда по нештатке, заработало только сейчас, когда другие проблемы были решены. Да и 4 года я использовал совсем другой тип корпуса...

Skyangel> Искренне поздравляю с успешным тестом.

Спасибо!

Skyangel> П.С. кто зачет принимал? )

Я и принимал. Т.е. экспериментальная логика исчерпала себя полностью, всему было найдено строгое научно-техническое объяснение и решения. Технологии были доведены до 100% на получение того, что задумывалось, поэтому вопрос и стоял о том, что всё будет сразу работать, несмотря на доработки по сопловому блоку, либо проблемы не решены и нужно будет дальше экспериментировать в этом типоразмере. А сейчас я уже готовлю другой двигатель к испытанию РДМ-60-15 на 4кг топлива тоже под зачётное испытание. Руки чешутся уже и к 80мм корпусам приступить...

SashaMaks> Могу. Не понял, причём тут программирование? Это всего лишь 3D модель из SolidWorks. Да и сделать то, что нужно тебе не сильно сложно, достаточно просто изменить основные размеры и всё.

Мой комп не понимает приложение SDAMS.

SashaMaks> Похоже, что застыло. И внешний вид, похож по описанию при наличии Fe2O3.

SashaMaks> Поплывут и тем существенней это будет, чем больше будут размеры шашки. Зависимость тут сильно не линейная из-за вязкости. Маленькая шашка Ф20мм может плыть 2-4 суток, а шашка Ф60мм уже через 12ч по форме станет не пригодной.

У меня шашка 30 мм.

Перегрева сорбита не было, сера плавилась и воняла.

SashaMaks> В определенный момент оно всё же должно застыть. Перегрев сорбита происходит примерно при температурах от 120°С до 160°С.

Поскольку я шашки "высвободил" хочу их сразу поместить в рабочую гильзу вместе с ВВС.

mihail66> Мой комп не понимает приложение SDAMS.

Там только файлы SolidWorks, "приложение SDAMS" - я такого даже и не знаю. Для 3D принтеров из файлов солида нужно сделать файлы в формате STL. Сам с ними не работал, точнее не скажу.

mihail66> Перегрева сорбита не было, сера плавилась и воняла.

А вот у меня сера не плавится. И перегрев сорбита, скорее всего, был.

mihail66>> Мой комп не понимает приложение SDAMS.
SashaMaks> Там только файлы SolidWorks...
Я твои файлы сношу к своим "инвалидам", им 3D-установка бесплатно досталась (они на ней новогодние игрушки делают и радуются).

SashaMaks> А вот у меня сера не плавится. И перегрев сорбита, скорее всего, был.
У меня сера конкретно плавилась, температура была 130-160.
Но у меня не получалось ее в гильзу закидывать (вот карамель "тягучка", самое то слово, что для нее подходило).

SashaMaks> С новой схемой секторного деления кольцевого заряда. Обновление отменяет все предыдущие испытания таких двигателей до самого начала, когда в первый раз вводилось разделение заряда, т.е. до РДМ-40-3

Проблема деления заряда на части оказалась сложнее, чем думалось даже тогда, когда и так уже было понятно, насколько сложно делить заряд на части внутри трубы.

Вот и у этого технологического обновления в действительности обнаружился фатальный недостаток:


Суть нового отказа в новой технологии - это перегиб, который ломает лаковую пропитку в бумаге, изолирующей камеру сгорания от топлива. В месте перегиба ломается лак и рвутся волокна, сильнее, чем у обычной бумаги. В итоге получается тонкая щель, через которую протекают небольшие количества топлива при его заливке и приводят к слипанию перегородок на начальный момент работы двигателя, что в свою очередь приводит к отслоению их при раздувании корпуса от топлива и обширному прогару со взрывом корпуса из-за его перегрева.

SashaMaks>> С новой схемой секторного деления кольцевого заряда...
Вопрос не скромный.
Ты удлиняешь тело двигателя с какой целью?
Чтобы поместить 4 кг топлива в 60мм трубу требуется длинна более метра.
Не случайны ли разрывы от лишнего L/D?

mihail66> Ты удлиняешь тело двигателя с какой целью?

Для того, чтобы ракета летела выше. Прирост высоты заметно больше, если мидель не меняется.

mihail66> Чтобы поместить 4 кг топлива в 60мм трубу требуется длинна более метра.

Да, он длинный, общая длина немного больше 1м.

mihail66> Не случайны ли разрывы от лишнего L/D?

Нет, удлинение тут ни при чём. Факт отслоения из-за сшивки установлен достоверно (причём не только в данном испытании, а уже давно), а любое отслоение - это фатальный отказ по любому.

SashaMaks> Нет, удлинение тут ни при чём.
Просто у меня в голове где-то Накковские расклады, что НК-карамель длину канала более 400-450 мм плохо терпит.
(Пытался найти это умозаключение, но с ходу не удалось.)

SashaMaks> Для того, чтобы ракета летела выше. Прирост высоты заметно больше, если мидель не меняется.
Про мидель понятно.
А про "выше", может с многоступенками поработать?
Интересно ведь!

mihail66> А про "выше", может с многоступенками поработать?

Это тоже будет, но чуть позже.