Чертежи ракетного двигателя и краткий курс РДТТ

Чертежи в масштабе серийного ракето-модельного РДТТ диаметром 98 мм
от фирмы Aerotech-Rocketry.com - как отправная точка для самостоятельного изготовления.

Внимание! РДТТ - очень опасное устройство! Изготавливать и использовать его можно только там где это не запрещено законодательством! Проверяйте и перепроверяйте каждое свое действие!

Обязательно проводите огневые испытания с помошником находящемся на большом удалении от вас и РДТТ - чтобы в случае чего он мог оказать вам помощь! Имейте автомобильную аптечку!

Огневые испытания нужно проводить с заглублением в землю РДТТ в положении соплом вверх, верхняя точка РДТТ должна быть на 10-15 см ниже поверхности земли! Продумайте надежное закрепление мотора!

Источник питания воспламенителя ЕДИНСТВЕННЫЙ должен находится на удалении от РДТТ, его клеммы закрыты пластмассовой крышкой. Концы электрического кабеля от воспламенителя должны быть замкнуты друг с другом до непосредственного момента зажигания!


Теперь по чертежам….

Чертежи нужно масштабировать в зависимости от того какую трубу для корпуса вы имеете.

Нельзя масштабировать внутренний размер сопла - он рассчитывается отдельно!
 
Конструкция серийная, многоразовая - перезаряжаемая и потому довольно
Технологичная. На резьбу крышек наносите при сборке герметик рыжий
для выпускных систем автомобилей (продается в авто магазинах в золотистых тюбиках).

БАЗОВЫЙ размер для расчета масштаба - наружный диаметр трубы 98 мм.

Материал двигателя и двух резьбовых крышек алюминиевый сплав. Можно использовать сталь.

Сопло графитовое так как РДТТ рассчитан под использование смесевого топлива - если вы будете использовать карамельное топливо делайте сопло стальным но более ажурным для облегчения. Сопло вставляется в заряженный двигатель и фиксируется задней гайкой.

Резьба на корпусе имеет шаг в 0.6 от толщины стенки.

Теплоизоляция - толщина 3 мм изготовлена из пертинакса, он очень дорог применяется в типографии - можно заменить его прессшпаном или коричневой упаковочной бумагой используемой на почте. Клеить трубу теплоизоляции силикатным клеем - жидким стеклом. Труба теплоизолятор закрыта с одной стороны теплоизоляционной шайбой защищающей переднюю крышку РДТТ (см. второй рисунок).

В теплоизоляцию-трубу вставлены сегменты топлива - бронированные (значит защищенные от горения) по наружному диаметру. Этот РДТТ выпускается под количество сегментов от 1 до 4 - соответственно меняется общий импульс двигателя а время работы практически не меняется: от 3.5 до 4 сек.

Диаметр наружный топливного сегмента 86 мм (самого топлива 83 мм), его длина 153 мм. Диаметр канала 28 мм. Для обеспечения равномерного профиля горения важно при масштабировании соблюсти соотношение размеров топливных сегментов: 153/83/28

Зазор торцевой между шашками по 1,5 мм (ни чем точно не устанавливается) Шашки свободно двигаются в теплоизоляции.

Резиновые уплотнительные колечки имеют в сечении диаметр на 25% больше чем зазор для них - сами колечки можно подобрать в авто магазине - а можно и без них собрать на герметике.

В передней крышке - маленькая дымовая шашка (необязательно).

Фирма рекомендует помещать воспламенитель прямо к торцу дымовой шашки.

  
\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\
  
Краткий курс проектирования РДТТ - коротенько так…

  
1) Обычно плясать приходится от доступной трубы для корпуса мотора.

Трубы стальные можно взять от автомобильных амортизаторов, карданных валов. Если повезет можете найти трубу из алюминиевого сплава.

Обязательно нужно определить давление разрыва вашей трубы - т.е. одной трубой придеться пожертвовать. Достаточно куска трубы в 4 раза превышающего ее диаметр.

Разрывают трубу сделав к ней крышки и залив жидкостью - давление создают вдавливанием в полость трубы стержня, например стержня клапана от ВАЗ-2108 - давление контролируют манометром вкрученным в нижнюю крышку. Одновременно проверяется правильность выбора параметров крепления крышек мотора - труба должна разорваться прежде чем отлетят крышки! Так как отстрел сопла в полете очень опасен!

2) Давление рабочее РДТТ назначают 55-65 % от разрывного.

3) Теперь вычислите масштаб. Посчитайте размеры сегментов топлива, их объем и прикиньте вес - плотность для карамели считайте 1.8 гр/см3

4) затем исходя из того какой импульс вы хотите получить от мотора определите количество сегментов топлива в моторе.

ориентируйтесь на практический импульс для карамели - 130 а для смесевого топлива - 190

Карамель сорбитовая - Нитрат калия 65% (удобрение) - сорбит 35% (для диабетиков заменитель сахара) - НК измельчается и сплавляется с собитом при температуре 125-135 градусов хорошо вымешивается и заливается в обечайки. Твердеет 2 дня, затем с наружи бронируется например хб тканью с эпоксидкой)

Смесевое топливо: это 70% Перхлората аммония, 0.2 - 0.4 % железного сурика или ферроцена, 20% полиуретана и остальное алюминий. После очень хорошего вымешивания состава он помещается в форму и затвердевает обязательно под прессом.

Вобщем вы поняли, что про смесевое топливо лучше забыть для начала.

А про карамель и моторы на ней лучший ресурс наверно этот:

-nakka-rocketry.net- там же вы найдете какой Kn необходим для вашего рабочего давления.

Kn - это отношение площади горения топлива к площади критического сечения (наименьщего диаметра) сопла.

И конечно топик о карамели на нашем форуме.


5) Подсчитайте сумарную не забронированую площадь ваших сегментов топлива -
это и будет площадь горения.

Найдите по таблицам Накки - Kn для вашего рабочего давления. Поделите площадь горения на Kn - получите площадь критического сечения. По известной формуле посчитайте наименьший диаметр сопла.

Теперь у вас есть все данные чтобы:

6) Сделать хороший чертеж 1:1 вашего двигателя на ватмане. Сопло на чертежах для композитного топлива - а сопло для карамели лучше сделать с меньшей конусностью - примерно 12 градусов от оси но более удлиненным - хорошие эскизы сопел есть на сайте -nakka-rocketry.net-

7) Изготовьте детали двигателя. НО! первое - тестовое сопло сделайте с увеличенным на 25 % диаметром критики и предусмотрите канал для подключения манометра во время теста - вы можете сделать отверстие с резьбой М10х1,25 для подключения автомобильной тормозной трубки либо вварить трубку, а на полетном варианте мотора этого отверстия не делать.

С увеличенным на 25 % соплом ваш Kn будет на 56 % меньше расчетного - это сделано для повышения безопасности первого теста и повышения вероятности успешного теста мотора.

8) Изготовьте минимум УДВОЕННОЕ количество сегментов топлива. Разлить их из одной плавки (речь идет о Карамели!) идеально но наверно опасно при больших сегментах да это и трудно сделать. Тогда хорошенько перемешайте весь НК с Сорбитом (будте осторожны - не делайте это в закрытых помещениях!) и берите эту смесь для плавок и отливки шашек.

Ракетчики запустившие мотор на 40 кГ сорбитовой карамели - смазывают картонные обечайки сладкой водой и просушивают перед заливкой карамели.


9) Спустя два-три дня можете собрать мотор. Используйте половину отлитых сегменов топлива выбранные наугад, в случайном порядке.


10) При проведении испытательного теста соблюдайте правила изложенные в начале!!!

Выведите трубку (авто-тормозную стальную длинную от ВАЗ-2101) с подключеным манометром на давление в более 1,3 раза превышающее расчетное от мотора поближе к видеокамере и настройте фокус камеры на манометр - прикинте чтоб шкала манометра была хорошо видна - занимала не менее 75 % высоты кадра - сбоку, а дым мотора будет у вас на заднем плане в другой стороне кадра.

11) Установите в мотор воспламенитель - рекомендую состав НК 60% Магний 15% Эпоксидка 25% и чуть чуть растворителя - хорошо зажигается от спирали и класно воспламеняет топливо. Желательно к проводам идущим к воспламенителю подключить светодиод через резистор 1 кОм закрепленный на манометре - на видеозаписи четко будет виден момент подачи напряжения на воспламенитель.

12) Включите видеокамеру и отойдите в укрытие - убедитесь что ни кому и ни чему не нанесете вреда - подключите к клемам батареи проводам от воспламенителя.


Тест прошел нормально? А вы везунчик!!! J

Что делать если воспламенения не произошло??? Обязательно выждите 15-20 минут! Осторожно подойдите к мотору. Не заглядывайте в него - даже если очень хочется! Аккуратно выньте воспламенитель. Отойдите в сторону и посмотрите подумайте в чем дело…

Есвли тест прошел удачно…

13) дайте мотору остыть и разберите его. Осмотрите не появилось ли повреждений. Как выглядит теплоизоляция? Нет ли прогаров. Выводы сделаете позже, а пока почистите мотор - говорят потом это делать труднее. Если вы собрали мотор не за долго до теста - герметик легко стирается тряпочкой.

14) обработайте данные видеосъемки на ПК в покадровом просмотре. Можно считать что тяга мотора примерно равна увеличенному на 20 % произведению давления на площадь критического сечения сопла.

постройте график давление-время и тяга-время - вычислите суммарный импульс мотора и реальный импульс вашего топлива.

Посмотрите каково было максимальное давление во время работы - и уточните по графику Kn-давление с сайта Накки - какой диаметр должно иметь полетное сопло для обеспечения рабочего давления конкретно для испытанного вашего топлива.

15) нарисуйте и закажите уже полетное сопло.

16) Пожалуйста делайте побольше фотографий - это очень интересно другим участникам форума!


Вопросы мне лично или в соотвествующий топик.

Удачи!

Задняя, сопловая часть РДТТ.

Передняя крышка мотора.

Видны:

- труба теплоизоляция закрытая крышечкой предохраняющей переднюю крышку мотора от действия газов.

- Крышку можно сделать проще - без выступа вправо если вам не нужна дымовая шашка.

- в полость (слева на рисунке) фирма-производитель рекомендует помещать воспламенитель.

- обратите внимание на правильный профиль канавки для уплотняющего кольца. Канал сжимает кольцо по диаметру примерно на 25% (на рисунке не видно - это есть в фирменном описании применяеых деталей) но канал шире кольца примерно на 60 процентов. Ставьте кольцо с герметиком.

- Труба теплоизоляции фиксируется в осевом направлении при завинчивании крышек.

- Сегменты топлива могут немного перемещаться!


Ниже на рисунке два графика основных свойств Карамели сорбитовой (сорбита 35%) с сайта Накки:

Посмотрите вот здесь:


=as-cologne.com/srm/hl6000m/usa/kompo.html=


деталировку РДТТ на карамели - тоже 98 мм диаметром 

termostat, May 9 2003, 00:22:

Создал отдельный топик по тому как просьба дать чертежи возникает переодически - теперь будет топик "Чертежи РД"

 

Ты думаешь, удастся обсуждать чертежи тут, а саму конструкцию - в другой теме? Я уверен, что как только тут появится интересный чертёж, тут же и обсуждение начнётся и мы получим две пересекающиеся рваные темы.


Так что давайте всё, что касается конструкции двигателя, обсуждать в уже существующей теме. Там же и чертежи выкладывать. А ещё лучше - у себя на страничке.