Высотные ракеты SashaMaks

Завершается подготовка к испытанию двигателя РДМ-60-2 №68.

Очень приблизительная оценка рабочего давления для двигателя РДМ-60-2, полученная по экстраполированным данным на базе испытаний двигателей РДМ-60-6 №37 и РДМ-60-11 №54, а также РДМ-60-16. В теории запаса прочности корпуса на уровне 180 атм должно хватит. Многое зависит от степени разгара сопла. Также в сопле применён новый керамический материал более стойкий к эрозионному воздействию и более прочный.

SashaMaks> Завершается подготовка к испытанию двигателя РДМ-60-2 №68.

Наконец-то состоялось это испытание нового двигателя РДМ-60-2 №68:

Первый в полностью стеклопластиковом корпусе, выполненном из теклопластика методом ручной намотки стеклоровинга.

В результате испытания возник отказ в виде прогара, который стал понятен и ожидаем ещё до испытания после того, как была обнаружена несплошность в стекловолокнах на корпусе площадью 1мм². Там и выдавило ТЗП, разорвав его при наборе давления в КС.

Решение будет в виде добавления процедуры повышенного контроля готового корпуса при специальном освещении и последующей домотки нитью таких мест.

В целом для первого раза и полностью нового стендового оборудования неплохо получилось сделать это испытание, но было непросто.

Снова отказала система зажигания построенная на 0,1мм нихромовой проволоке. Пришлось зажигать через сопло. Дома работает безотказно, а на улице 100% отказы. А для 0,15мм нихромовой проволоки только 100% успех везде.

П.С. Ещё забыл программу дописать и вышли скачки...

SashaMaks>> Завершается подготовка к испытанию двигателя РДМ-60-2 №68.


Сурьезно. В космос собрались?

RLAN> Саша, я вижу твои данные, но делаю другие выводы, чем ты.
RLAN> На личности не перехожу, в глубокую дискуссию вступать не буду.
RLAN> Докажешь правоту - поаплодирую.

Интересно, что скажешь.

Два года назад я делал большое статистическое исследование, чтобы разобраться в общей куче смутной информации, поступающей из инета и большей части с этого ресурса. Так вот пока всё не оглашаю, а данные весьма важные и весьма интересные получились.

Из этой кучи пока только малая часть пусть будет, конкретно к "вижу твои данные, но делаю другие выводы".

Была такая запись:
"Давление в двигателе поднял - пульсации ушли."
(РДТТ конструкции технологии материалы - XVIII [RLAN#04.05.11 22:11])

Так вот простой припростой вопрос:

КАК ТЫ ОПРЕДЕЛИЛ, ЧТО Я "ДАВЛЕНИЕ В ДВИГАТЕЛЕ ПОДНЯЛ"???

Когда вот данные о действительном Кн, которые были в двигателях с неустойчивым горением:

Двигатель № Нач. Кн Кон. Кн
РДМ-40-7 1 66 267
РДМ-40-7 2 262 480
РДМ-40-5 3 283 427
РДМ-40-5 4 208 332
РДМ-40-5 5 207 332
РДМ-40-5 6 208 332
РДМ-40-5 7 208 115 Фактический
РДМ-40-5 8 186 126 Фактический
РДМ-40-5 9 №1 207 236 Фактический
РДМ-40-5 9 №2 207 198 Фактический
РДМ-40-5 10 207 180 Фактический
РДМ-40-5 11 207 137 Фактический
РДМ-40-5 12 300 340 Фактический
РДМ-40-5 13 307 360 Фактический
РДМ-40-5 14 307 140 Фактический
РДМ-40-5 15 307 160 Фактический
РДМ-40-5 16 307 294 Фактический
РДМ-40-5 17 307 204 Фактический
РДМ-40-5 18 307 204 Фактический
РДМ-40-5 19 307 200 Фактический
РДМ-40-5 20 224 90 Фактический
РДМ-40-5 21 180 240 Фактический
РДМ-40-5 22 180 140 Фактический

И вот данные о действительном Кн, которые были в двигателях с устойчивым горением:

Двигатель № Нач. Кн Кон. Кн
РДМ-40-5 23 180 232 Фактический
РДМ-40-7 24 190 250 Фактический
РДМ-40-7 25 190 240 Фактический
РДМ-40-7 26 190 240 Фактический
РДМ-40-7 27 190 230 Фактический
РДМ-40-7 28 190 230 Фактический

Судя по Кн, так давление наоборот понизилось, разве не так?

Что это: "Давление в двигателе поднял"? Вольнодумство, данные с потолка, или ещё что-то?

RLAN>> Докажешь правоту - поаплодирую.
SashaMaks> "Давление в двигателе поднял - пульсации ушли."

"По твоим данным среднее давление порядка 11,3, максимальное - 20,5".
(РДТТ конструкции технологии материалы - XVIII [RLAN#04.05.11 22:43])

Вот обновленные данные о давлении, имеющие косвенное подтверждение практикой.
6 атм в начале и 10 в максимуме.

Что-то я там и до сих пор не вижу восклицаний Serge77 по части не учёта коэффициента тяги!
Или эти восклицания носят какой-то выборочный характер, зависящий от автора расчёта?

Так и хочется продолжить)))

А ведь дальше логично проверить на давление те же двигатели от Serge77, RLAN, RocKI и др., что я и сделал 2 года назад, и тут уже получается весьма и весьма интересная статистика. Но об этом позже.

SashaMaks> Очень приблизительная оценка рабочего давления для двигателя РДМ-60-2, полученная по экстраполированным данным на базе испытаний двигателей РДМ-60-6 №37 и РДМ-60-11 №54, а также РДМ-60-16.

Испытание двигателя РДМ-60-2: (Злостные нарушения Техники Безопасности I [SashaMaks#17.01.18 01:26]) прошло успешно, но весьма опасно.

В целом прогнозируемый геометрический закон подтвердился, оказался в ожидаемых пределах, но прошёл по нижней его границе. Зато на данный момент времени - это двигатель с самым большим рабочим давлением за всё время, начальный рабочий Кн на уровне 400!

Очевидно, что для дальнейшего повышения давления и стабилизации его на желаемом уровне необходимо будет ещё больше усилить керамический материал для сопла. Возможно, что потребуется максимальный обжиг в муфельной печи на предельных температурах.

По плану ещё 3 испытания такого двигателя с разными материалами в соплах для сравнения степени разгара сопла.

SashaMaks> Испытание двигателя РДМ-60-2: (Злостные нарушения Техники Безопасности I [SashaMaks#17.01.18 01:26]) прошло успешно, но весьма опасно.

Фото отработавшего двигателя.

SashaMaks> Испытание двигателя РДМ-60-2: (Злостные нарушения Техники Безопасности I [SashaMaks#17.01.18 01:26]) прошло успешно, но весьма опасно.

Казалось, что данных нет, но что-то есть. Решил посмотреть видео двух попыток запуска двигателя и оказалось, что вся электроника в этих двух случаях отработала полностью штатно, несмотря на закорачивание минуса на раму стенда.

1. Отказ возник сразу в первой попытке запуска - зажигательный состав на основе НК снова не смог зажечь воспламенительный! Причём у этой модификации была добавка алюминия 5% для повышения температуры горения! Состав снова просто выгорел и не смог ничего зажечь!

2. Вторая попытка запуска двигателя уже просто ничего не дала.

3. А третья закончилась опасной ситуацией при работе в уличных условиях по монтажу запасного зажигания через сопло.

На этом данные натурные эксперименты в двигателе с зажигательным составом на основе нитрата калия закрыты, в связи с их чрезмерной опасностью и высокой вероятностью отказа.

Видео будет позже, так как до кучи в него я добавлю показательные видеозаписи того, как горят составы на чистом (ХЧ) и грязном (самодельном) нитрате натрия, что необходимо для полного и окончательного опровержения местных мнений, об исключительном и тотальном влиянии на всё и вся примесей в нитрате натрия и исключительной надёжности по применению составов на основе нитрата калия.

Зажигательный состав будет использован прежний, так как третья попытка наглядно показала надёжность работы такого состава, даже спустя год после его приготовления. Для него вообще нет никакой статистики отказов! Наверное и выдумывать здесь больше нечего.

SashaMaks> Фото отработавшего двигателя.

Несмотря на все сложности по разработке двигателя, есть и положительная информация.

Вскрытие трёх последних двигателей РДМ-60-2 №68, №69 и №70 показало, что ТЗП везде отработало полностью успешно и даже есть явный избыток у заглушки и в сопловом блоке. Причём выгоревшая толщина покрытия немного уменьшается по мере увеличения рабочего давления, что хорошо. В целом толщину ТЗП у заглушки и у сопла можно уменьшить минимум в 2 раза.

Испытания ТЗП в не новые, здесь использован весь предыдущий опыт по его применению ещё в бумажном корпусе, где был достигнут большой технологический успех по его применению для карамельных зарядов.

Уже начал сборку оснастки для изготовления двигателей в типоразмере РДМ-60-6 с удлинением L/D = 6 в стекловолоконном исполнении корпуса на 1600г топлива.

SashaMaks> Уже начал сборку оснастки для изготовления двигателей в типоразмере РДМ-60-6 с удлинением L/D = 6 в стекловолоконном исполнении корпуса на 1600г топлива.
Поздравляю с успешными испытаниями! Я наверное что-то пропустил, но почему ты уже не делаешь движки из бумаги? Может оптимизируешь теперь и стабилизаторы? а именно "начинку" стабов. Набор из бумажных ребер конечно хорошо но композит из пенопласта обклеенного бумагой и попрочнее и убобней в производстве.

tatarin> Поздравляю с успешными испытаниями!

Спасибо!

tatarin> Я наверное что-то пропустил, но почему ты уже не делаешь движки из бумаги?

На данный момент есть два основных рабочих двигателя в типоразмере 60мм по диаметру на удлинениях до L/D = 6:

Это двигатель типа РДМ-60-6 №36:
(РДМ-60-5 №36 (НН-Фруктоза-Сорбит-S-Fe2O3 61,4%-25%-8%-5%-0,6%) - YouTube)
Это двигатель типа РДМ-60-6 №37:
(РДМ-60-5 №37 (НН-Фруктоза-Сорбит-S-Fe2O3 61,4%-25%-8%-5%-0,6%) - YouTube)
(У них только топливо желательно заменить на просто сорбит без фруктозы, чтобы расширить эксплуатационный диапазон до более высоких температур с +10°С до +40°С)

и L/D = 11:

Это двигатель типа РДМ-60-6 №54:
(РДМ-60-10 №54 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
Или двигатель типа РДМ-60-6 №49:
(РДМ-60-10 №49 (НН-Сорбит-Fe2O3 67,33%-32%-0,67%) - YouTube)
(только топливом отличаются, но очевидно, что лучше №54)
(Высотные ракеты SashaMaks [SashaMaks#21.11.16 02:24])

А вот с двигателями с удлинением до L/D = 16 всё плохо оказалось:

(РДМ-60-16 №55 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(РДМ-60-16 №56 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(РДМ-60-16 №57 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(РДМ-60-16 №59 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(РДМ-60-16 №60 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(РДМ-60-16 №61 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)

Как выяснилось при более точной обработке полученных данных с множества испытаний (Высотные ракеты SashaMaks [SashaMaks#19.04.17 15:25], рабочее давление в двигателях с большим удлинением стало больше и составило не (10...15)атм (Высотные ракеты SashaMaks [SashaMaks#04.01.17 02:41], а (20...25)атм, что оказалось впритык к предельной прочности бумажного корпуса двигателя в (25...30)атм и они просто разрушались по причине исчерпания запаса прочности.

Причина дополнительного завышения давления (Высотные ракеты SashaMaks [SashaMaks#11.05.17 14:20]) оказалась в закрытии основной зоны теплового воздействия потока на сопло в начале работы топливом, и эрозия сопла снизилась из-за этого также вначале, и общее давление из-за этого повысилось уже на оставшемся времени работы (Высотные ракеты SashaMaks [SashaMaks#13.05.17 23:54].

То получается, чтобы сделать двигатель с удлинением L/D = 16 необходим в 2 раза более прочный корпус, а это уже не 6 слоёв ватмана, а 10...12 на диаметре 60мм или 12...14 на диаметре 80мм или 16...18 на диаметре 80мм. Ещё при этом возрастает цена такого корпуса почти в два раза.

Вот я и подумал, что за те же деньги, но при меньшей трудоёмкости будет лучше уже использовать стеклопластиковый корпус, но при условии, что для него будет достигнута максимально возможная удельная прочность.

Изначально я решил использовать стеклотканевый композит в разных видах и очень быстро стало ясно, что ничего быстро переделать с наскоку не получится:

(РДМ-60-16 №62 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(РДМ-60-6 №63 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(РДМ-60-6 №65 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(РДМ-60-6 №66 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(РДМ-60-6 № (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)

После чего я перешёл на более простые и дешевые гидравлические испытания различных стеклопластиковых конструкций корпуса:

(Высотные ракеты SashaMaks [SashaMaks#02.10.17 09:12])
(Образец №005 - YouTube)

В их результате стало понятно, что достигнуть максимальной удельной прочности от стеклотканевого композита не получится, так как эпоксидка не обладает такой же разрывной прочностью (т.е. проблема не в плохой адгезии эпоксид-экоксид), что и стеклоткань и не может передать разрывные напряжения через сложные соединения с минимальной массой. В любом случае будут потери от 2х до 4х раз, что меня не устроило по удельной стоимости/прочности такого материала.

Поэтому я перешёл на стеклонитевой композит и тут начался полный успех!
Сразу же на гидравлических испытаниях в разы возросло давление разрушения и достигло аж 180 атм!

(Образец №017 - YouTube)
(Образец №18 (Стеклопластиковый корпус) - YouTube)

Это оказалось даже лучше, чем я ожидал

Поэтому перешёл к огневым испытаниям в том же габарите на стенде, которые раз от разу становятся всё лучше и успешнее:

(РДМ-60-2 №68 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(РДМ-60-2 №69 (НН-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-32%-3%-0,65%) - YouTube)
(Высотные ракеты SashaMaks [SashaMaks#17.01.18 08:32])

Сейчас рабочий диапазон давлений в этих двигателях доходит до 100 атм! И это при том, что КМС его будет ещё выше, чем у тех же бумажных!

Но ещё нужно отработать сопло, чтобы можно было использовать такие давления, и для этого нужен более стойкий материал с более подходящим законом эрозионного уноса для прогрессивного заряда, работающего на больших давлениях...

tatarin> Может оптимизируешь теперь и стабилизаторы? а именно "начинку" стабов. Набор из бумажных ребер конечно хорошо но композит из пенопласта обклеенного бумагой и попрочнее и убобней в производстве.

Стабилизаторы сейчас делаю из той же бумаги, но наполнитель не рёбра, а сплошная заливка эпоксидкой. Так получается ещё прочнее, чем пенопласт.

У меня тоже есть один встречный вопрос: Чего-то мы давно не собирались? РакетФест умер?

SashaMaks> Поэтому я перешёл на стеклонитевой композит и тут начался полный успех!
Спасибо за развернутый ответ! Ты просто маньяк испытаний! Восхищаюсь!

SashaMaks> Стабилизаторы сейчас делаю из той же бумаги, но наполнитель не рёбра, а сплошная заливка эпоксидкой. Так получается ещё прочнее, чем пенопласт.
Конечно прочнее! Супер!

SashaMaks> У меня тоже есть один встречный вопрос: Чего-то мы давно не собирались? РакетФест умер?
Не знаю. Я давно ничего не делаю что стоит показать на людях. Так, с сыном кое что делаем нетрудное и не высотное.( Хочется ему привить навыки которые мне самому достались с трудом и болячками. Он кстати как-то восхитился твоими ракетами и я ему обещал попросить у тебя развертки тех ракет что полегче и не жалко. А под наши движки он надеюсь их сможет адаптировать)

SashaMaks> Испытание двигателя РДМ-60-2: (Злостные нарушения Техники Безопасности I [SashaMaks#17.01.18 01:26]) прошло успешно, но весьма опасно.

Однако успешность тоже была весьма относительна. Из-за отказов в зажигательных составах на нитрате калия, двигатели запускались через сопло, и воспламенитель не отрабатывал штатно, что приводило к занижению рабочего давления.

Испытание двигателя РДМ-60-2 №71 прошло с полностью родной системой зажигания, которая в очередной раз отработала надёжно и без всяких рисков. Двигатель был запущен штатно и воспламенитель отработал эффективнее, что заставило работать двигатель на ещё более высоких давлениях. Это в свою очередь обострило проблему с герметичностью и выдавливанием с разрывом теплозащиты через армированную структуру корпуса. Плюс в довесок ещё и провод через заглушку выдавило, несмотря на все ухищрения его фиксации.

При всём этом было достигнуто давление где-то порядка 45 там, что явно не предел, и необходимо что-то делать с герметичностью.

Проверил данные с последнего испытания двигателя РДМ-60-2 №72:



Оказалось, что просто перепутал калибровочные коэффициенты, забыл то на чём остановился. Слишком много данных и уже появляются проблемы с путаницей...

Теперь всё в норме, если можно так сказать. Сопло всё-так выносит на ура особенно в самом начале работы двигателя.

Действительный график тяги:

SashaMaks> Теперь всё в норме, если можно так сказать. Сопло всё-так выносит на ура особенно в самом начале работы двигателя.
У тебя сопло керамическое? Сделано "Мокрым" способом? Я читал что прессованое на "сухую" сопло не разгорается.Или при той основательности в изделиях пора уже на графит перейти? Все-таки мотаешь уже композитный мотор как никак!

tatarin> ....пора уже на графит перейти?
В его "моторах" разгар изначально заложен, графит не прокатит.
Не пытаюсь агитировать, но можно подобрать наполнитель для бакелита для запрограммированного уноса.

tatarin>> ....пора уже на графит перейти?
mihail66> В его "моторах" разгар изначально заложен, графит не прокатит.
Почему не прокатит? Запас прочности в 3.5 раза! Должно работать. Хотя конструктору виднее.

tatarin> Почему не прокатит?
В конструкции двигателя заложен программируемый разгар критики для нейтрального профиля тяги.

tatarin>> Почему не прокатит?
mihail66> В конструкции двигателя заложен программируемый разгар критики для нейтрального профиля тяги.
Это я понял!Человек уже космические технологии осваивает а сопло сейчас является и останется самым "узким" местом. Так и будут теряться двигатели. Ибо где тонко там и рвется. Положить конец этому можно перейдя на графит к примеру пересчитав конструкцию двигателя. Почему нет? При таких диаметрах и прочности корпуса можно и торцевик забацать и не париться с профилями тяги.

tatarin> При таких диаметрах и прочности корпуса можно и торцевик забацать .....
Сгорит.

tatarin>> При таких диаметрах и прочности корпуса можно и торцевик забацать .....
mihail66> Сгорит.
Люди с форума и на перхлоратах с магнием торцевики ваяют и корпус все тот-же стеклопласт. ничего не сгорает.

tatarin> ....ничего не сгорает.
Значит корпус толстый и тяжелый.

tatarin>> ....ничего не сгорает.
mihail66> Значит корпус толстый и тяжелый.
В том то и дело что в торцевике не нужно делать толстый корпус на 2 секунды работы там нужна теплоизоляция на 4-7 секунд работы.