[image]

Высотные ракеты SashaMaks

Мой проект высотных ракет.
 
1 51 52 53 54 55 114
RU SashaMaks #23.07.2018 19:13  @Mihail66#09.07.2018 08:51
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

SashaMaks>> ..... мой двигатель вылетел со стенда :D
Mihail66> Похоже теперь нужно и со стороны сопла организовать "ограничение свободы" двигателю.

Наконец-то доехал до дома и начал обрабатывать данные с последнего испытания: (Запуски ракет и испытания [SashaMaks#08.07.18 07:25])

И вот что получилось:

1. При прямом масштабировании за счёт удлинения корпуса с L/D = 6 до L/D = 11 получается изменение диаметра критического сечения с 8[мм] до 11[мм];

2. По факту при расчёте усадки керамики была допущена ошибка, и сопло получилось меньше в целом по размерам, а критический диаметр был 10,2[мм] вместо 11[мм];

3. Скорость горения топлива НН-Сахар-Сорибт-S-Fe2O3 при Н.У. составляет 1,08[мм/с];

4. Средняя скорость горения топлива в двигателе РДМ-60-6 №91 составляет 7[мм/с];

5. Среднее давление горения топлива в двигателе РДМ-60-6 №91 составляет где-то 54[атм];

6. Тогда показатель в степенном законе горения топлива будет 0,47 (что рекорд пока из всех топлив на нитрате натрия по минимальности данного значения :p );

7. Максимальное начальное давление в двигателе РДМ-60-6 №91 составляет 70[атм];

8. Тогда изменение критического диаметра с 11[мм] до 10,2[мм] приведёт к увеличению начального давления с 70[атм] до 93[атм]!

Плюс ещё довесок от эрозионного горения и более высокой относительной эрозионной стойкости керамической массы к разгару при больших удлинениях двигателя и больших скоростях горения топлива под давлением запросто повысили это давление до (100...110)[атм], что оказалось потолком для прочности его корпуса.

Само сопло из-за меньших габаритов провалилось в конусе и образовало большой зазор между топливом и докритической частью, который пришлось заполнять теплозащитой +1[см] к необходимой толщине. Это позволило исправить данный брак и собрать двигатель до рабочей конструкции, но рабочее давление оказалось явно сильно завышенным.

Сейчас получается, что необходимо не только добиться получения правильных размеров и пересчёта усадки глины, но и дать запас на диаметр, чтобы учесть более жесткий режим работы двигателя по эрозионному горению и более высокой относительной стойкости сопла к разгару.

Получается, что новый критический диаметр сопла должен быть не меньше 12[мм], а рабочее давление не меньше 50[атм].

Для всего этого придётся переделать всю оснастку для сборки соплового блока, а только это может занять несколько дней + время на изготовление новых сопл их сушку и обжиг. Примерно только к концу недели появятся новые образцы сопл, и можно будет собрать новый двигатель...
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU Mihail66 #23.07.2018 19:36  @SashaMaks#23.07.2018 19:13
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

SashaMaks> Для всего этого придётся переделать всю оснастку для сборки соплового блока, а только это может занять несколько дней + время на изготовление новых сопл их сушку и обжиг. Примерно только к концу недели появятся новые образцы сопл, и можно будет собрать новый двигатель...

Хочу пожелать тебе творческих успехов. И у меня вопрос про сопло.
Ты используешь параболический профиль в осевом сечении. Скажи, на сколько удалось сократить длину расширяющейся части сопла по сравнению с коническим сечением?
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU SashaMaks #23.07.2018 19:43  @Mihail66#23.07.2018 19:36
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

Mihail66> Хочу пожелать тебе творческих успехов.

Спасибо!

Mihail66> Ты используешь параболический профиль в осевом сечении. Скажи, на сколько удалось сократить длину расширяющейся части сопла по сравнению с коническим сечением?

Тут было много оптимизационных расчётов... Но примерно при тех же потерях раз в (1,3...1,5).

Сейчас профиль рассчитан на условие недопущения срыва потока и минимума потерь по УИ так, чтобы вначале углы расширения были максимальны, так как под конец работы двигателя углы расширения становятся минимальными. В целом это позволяет примерно в 1,5 раза уменьшить массу сопла.
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU Mihail66 #23.07.2018 19:45  @SashaMaks#23.07.2018 19:43
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

SashaMaks> .... примерно при тех же потерях раз в (1,3...1,5).
Да, существенно.
Благодарю!
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU SashaMaks #23.07.2018 20:23  @SashaMaks#23.07.2018 19:13
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

SashaMaks> Наконец-то доехал до дома и начал обрабатывать данные с последнего испытания: (Запуски ракет и испытания [SashaMaks#08.07.18 07:25])

Порадовало то, что тензодатчики целы и даже адекватно работают :)
Прикреплённые файлы:
000-Датчики.png (скачать) [1674x978, 260 кБ]
 
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU SashaMaks #23.07.2018 20:24  @SashaMaks#23.07.2018 20:23
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

SashaMaks>> Наконец-то доехал до дома и начал обрабатывать данные с последнего испытания: (Запуски ракет и испытания [SashaMaks#08.07.18 07:25])
SashaMaks> Порадовало то, что тензодатчики целы и даже адекватно работают :)

После того, как попросту раздавило стальную пластину над ними тягой двигателя:
Прикреплённые файлы:
DSCN1488.JPG (скачать) [2304x1728, 567 кБ]
 
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU SashaMaks #28.07.2018 10:53  @SashaMaks#23.07.2018 19:13
+
+1
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

Как хорошо иногда лениться и не торопиться :D
Иногда такие подробности могут проявиться...

SashaMaks> 8. Тогда изменение критического диаметра с 11[мм] до 10,2[мм] приведёт к увеличению начального давления с 70[атм] до 93[атм]!

Давление разрушения у двигателя РДЛ-60-11 №82 было всего порядка 45[атм]! Именно на этом давлении произошло выдавливание сопла из стеклопластикового конуса соплового блока вдоль оси, после чего последовал сильный удар по стенду.

В таком процессе произошёл разрыв корпуса соплового блока по кольцу в радиальном направлении, что и создало обманчивое впечатление разрушения корпуса от давления. Основная ошибка относится к не учёту уменьшения угла наклона образующей на конусе с 12° до 8° и неправильно выбранному типу контакта между соплом и корпусом в расчётной модели. Данная проблема решается очень просто - с помощью дополнительного прямого усиления конусной части соплового блока по корпусу до двух раз, т.е. толщину стенки на конусе нужно увеличить до 2-х раз, или намонать нить в три слоя вместо одного. Хотя при дальнейшем увеличении удлинения заряда, сопло будет ещё больше и тогда останется только переход на новую конструкцию соплового блока...

Однако в этом процессе я озадачился вопросом о действительной прочности такого корпуса. До сих пор она неизвестна, а по расчёту должна быть или может быть даже не 100[атм], а может и все 200[атм]!

На практике гидравлических испытаний чистого разрушения по цилиндрической части корпуса ни разу не было получено. В последнем гидравлическом испытании, где было 180[атм], корпус протёк на месте перехода между сферой и цилиндром. А после огневых испытаний корпус был существенно и очень важно доработан именно на переходных зонах и теперь уже может нести гораздо большую нагрузку.

Так же поменялся и шаг намотки по кольцу, что должно наоборот снизить прочность примерно в 1,5 раза, новая структура намотки + более плотная намотка по толщине. Всё это, а так же проверка организации зажигания через заглушку, лучше бы испытать снова на гидравлических тестах, где их успешным завершением можно было бы считать теперь именно радиальный разрыв корпуса по цилиндрической части. Меньший шаг намотки не должен привести к сильно большой прочности, и манометра в 250[атм] должно для этого эксперимента хватить. Дальнейшие эксперименты на больших двигателях тут выглядят нелогичными, так как это приводит к большим разрушениям даже в чисто механическом плане. Хотя стенд и не сгорел и даже работает, но теперь ему нужна более прочная и жёсткая площадка для датчиков, и нужно выправлять основные несущие балки, которые тоже оказались деформированы в результате осевого удара!

Вчера ещё тестировал новую технологию намотки, которая должна позволить существенно сократить количество связующего, для двигателя РДМ-60-11 - это будет снижение расхода смолы для корпуса данного двигателя примерно на (100...120)г.

В общем, буду пробовать делать для начала новый гидравлический тест уже на качество корпуса - максимум прочности - минимум массы.
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU Mihail66 #29.07.2018 01:05  @SashaMaks#28.07.2018 10:53
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

SashaMaks> ... Хотя стенд и не сгорел и даже работает, но теперь ему нужна более прочная и жёсткая площадка для датчиков...
Я сегодня наконец порешил свой датчик (такой-же как у тебя, но один).
Нагрузка на графике в граммах.
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU SashaMaks #29.07.2018 19:13  @Mihail66#29.07.2018 01:05
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

Mihail66> Я сегодня наконец порешил свой датчик (такой-же как у тебя, но один).

А видео испытания есть?

Mihail66> Нагрузка на графике в граммах.

Диаметр критического сечения какой?
   63.0.3239.11163.0.3239.111
RU Mihail66 #29.07.2018 19:35  @SashaMaks#29.07.2018 19:13
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

SashaMaks> А видео испытания есть?

Д22(41)-6(6)-NАMEA10 k-6.0 Kn 370-433 m-156.2 M-273 безВВС «16-Б» ЭК-0,2 (5 об.)
Д22(41)-6(6)-NАMEA10 k-6.0 Kn 370-433 m-156.2 M-273 безВВС «16-Б» ЭК-0,2 (5 об.)

SashaMaks> Диаметр критического сечения какой?

Критика 6мм (стальная шайба) + текстолитовый конический выход с расширением 4,7
Прикреплённые файлы:
DSCF3597.JPG (скачать) [4288x2864, 2,6 МБ]
 
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
Это сообщение редактировалось 29.07.2018 в 19:42
RU Mihail66 #29.07.2018 19:57  @Mihail66#29.07.2018 01:05
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

Mihail66> Я сегодня наконец порешил свой датчик (такой-же как у тебя, но один).

Датчики.
Пришибленный и новый.
Прикреплённые файлы:
DSCF3609.JPG (скачать) [4288x2864, 2,9 МБ]
 
DSCF3611.JPG (скачать) [4288x2864, 3,1 МБ]
 
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU SashaMaks #01.08.2018 22:15  @SashaMaks#28.07.2018 10:53
+
+1
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

SashaMaks> Давление разрушения у двигателя РДЛ-60-11 №82 было всего порядка 45[атм]! Именно на этом давлении произошло выдавливание сопла из стеклопластикового конуса соплового блока вдоль оси

Данный вывод подтвердился полностью на гидравлических испытаниях.
Но попытка намотать больше в зоне сопла не дало желаемого усиления.
В результате испытания возникли сильные деформации и перемещения сопла, которые ослабили намотку так, что та лишь в 2 раза (порядка 75[атм]) только увеличила прочность конуса вместо 3х раз.

При угле образующей в 7° степень увеличения нагрузки на корпус увеличивается до 8 раз!
Поэтому было решено ограничить этот угол 20°, что должно лишь в 2,7 раз увеличивать нагрузку. С учётом уменьшения диаметра корпуса на конусе в этом месте действительный коэффициент усиления нагрузки должен быть где-то в районе (1,5...2), то двухслойной намотки или просто в два раза меньшего шага должно хватить...
Прикреплённые файлы:
Образец №021.jpg (скачать) [1920x1080, 239 кБ]
 
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU Mihail66 #01.08.2018 22:44  @SashaMaks#01.08.2018 22:15
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

SashaMaks> При угле образующей в 7° степень увеличения нагрузки на корпус увеличивается до 8 раз!

Саш, а в какой точке на фотке в этот раз прорвало?
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU SashaMaks #01.08.2018 23:05  @Mihail66#01.08.2018 22:44
+
+1
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

SashaMaks>> При угле образующей в 7° степень увеличения нагрузки на корпус увеличивается до 8 раз!
Mihail66> Саш, а в какой точке на фотке в этот раз прорвало?

По кольцу на конусе.
Это получается, что пластиковый эмулятор сопла давил на конус с давлением порядка (500...600)атм!
Прикреплённые файлы:
DSCN9206.JPG (скачать) [2304x1728, 574 кБ]
 
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU Mihail66 #02.08.2018 00:08  @SashaMaks#01.08.2018 23:05
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

SashaMaks> По кольцу на конусе.
SashaMaks> Это получается, что пластиковый эмулятор сопла давил на конус с давлением порядка (500...600)атм!

Я понял так, что сработал принцип клина.
Как-то надо уходить от острого угла в конической части.
Прикреплённые файлы:
DSCF3641.JPG (скачать) [4288x2864, 3,1 МБ]
 
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU SashaMaks #02.08.2018 00:22  @Mihail66#02.08.2018 00:08
+
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

Mihail66> Я понял так, что сработал принцип клина.

Да, он самый.

Mihail66> Как-то надо уходить от острого угла в конической части.

Это не так просто, как кажется.

1. В твоей схеме расширяющаяся часть сопла будет работать не только на сжатие, но и на растяжения, и будут присутствовать ещё и другие напряжения. В итоге на большом давлении будут трещины, после чего оттреснувшие части снесёт потоком, как это уже было с одним двигателем, где я опробовал одну из схем установки керамики без сжатия: (РДМ-60-6 №78 (Нитрат натрия-Сахар-Сорбит-S-Fe2O3 64,35%-22%-10%-3%-0,65%) - YouTube)

2. Размер сопла будет больше, чем у тебя на чертеже и не получится так просто его обвязать по уменьшающемуся наружному диаметру, придётся делать сложную геометрию.

В принципе задача решаемая, но нужно сделать это по возможности быстро, как обычно :D
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU Mihail66 #02.08.2018 00:32  @SashaMaks#02.08.2018 00:22
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

SashaMaks> 1. В твоей схеме расширяющаяся часть сопла будет работать не только на сжатие....

Следовательно нужно продлить намотку "стекла" на всю цилиндрическую часть сопла.
Или же исполнить два угла. Один (тупой) для удержания клина, здесь можно попробовать обойтись небольшой разницей в диаметрах. И острый угол для сдерживания расширяющейся части сопла от разрушения.
Ну а если не удастся поместиться в диаметр, и срез сопла уже приблизился к диаметру двигателя, то уже без сложной формы не обойтись.

Можно попробовать проточить канавку по внешней поверхности сопла. Сделать это до обжига, высушенная глина легко "на коленке" обрабатывается.
Прикреплённые файлы:
DSCF3643.JPG (скачать) [4288x2864, 2,9 МБ]
 
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
Это сообщение редактировалось 02.08.2018 в 01:00
RU SashaMaks #02.08.2018 01:23  @Mihail66#02.08.2018 00:32
+
+1
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

SashaMaks>> 1. В твоей схеме расширяющаяся часть сопла будет работать не только на сжатие....
Mihail66> Следовательно нужно продлить намотку "стекла" на всю цилиндрическую часть сопла.

1. Цилиндрическая часть не удержит сопло, так как касательных напряжений в связующем не хватит для этого, чтобы передать всю нагрузку с волокна на керамику.
2. Потом смола пропитывает керамику и та увеличивает свою скорость эрозионного разрушения на порядок.

Mihail66> Или же исполнить два угла. Один (тупой) для удержания клина, здесь можно попробовать обойтись небольшой разницей в диаметрах. И острый угол для сдерживания расширяющейся части сопла от разрушения.

Углы наклона образующей порядка 3° - это усиление до 20 раз! Нагрузка на расширяющуюся часть лишь несколько меньше, чем на дозвуковую. Тут всё равно будут огромные местные деформации и разрыв корпуса по кольцу. Причём расширяющаяся часть уедет от дозвуковой, а в образовавшийся между ними торцевой зазор хлынет горячий газ и привет расширяющейся части...

Mihail66> Можно попробовать проточить канавку по внешней поверхности сопла. Сделать это до обжига, высушенная глина легко "на коленке" обрабатывается.

Канавки и прочие небольшие ступеньки не удержат его. На эту ступеньку ляжет вся нагрузка, а это величины до (3...4)тс! Да и сам корпус в этом месте не удержит таких нагрузок, просто сама стеклоткань не обладает такой плотностью, чтобы воспринять всю эту силу в малом объёме.

Необходимо распределять нагрузку.

Mihail66> Ну а если не удастся поместиться в диаметр, и срез сопла уже приблизился к диаметру двигателя, то уже без сложной формы не обойтись.

Тут как бы уже без этого не обойтись.
Пока получается примерно такая форма сопла:
Прикреплённые файлы:
Сопло.png (скачать) [1344x692, 216 кБ]
 
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU Mihail66 #02.08.2018 01:33  @SashaMaks#02.08.2018 01:23
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

SashaMaks> Пока получается примерно такая форма сопла:

Ну, собственно это я и имею в виду.
Вместо одной конической поверхности с малым углом, исполнить несколько более тупых конусов.
*Разъемную форму для формовки керамики ты кажется уже научился делать.
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU Massaraksh #02.08.2018 01:44  @SashaMaks#02.08.2018 01:23
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал
★☆
SashaMaks> 2. Потом смола пропитывает керамику и та увеличивает свою скорость эрозионного разрушения на порядок.
Если ты сделаешь глазурный обжиг после утильного, то керамика не пропитается смолой.
И, вопрос, что ты используешь в качестве гидроисточника давления?
   61.061.0
RU SashaMaks #02.08.2018 02:05  @Massaraksh#02.08.2018 01:44
+
+1
-
edit
 

SashaMaks
SashaPro

аксакал

Massaraksh> Если ты сделаешь глазурный обжиг после утильного, то керамика не пропитается смолой.

Я думал просто сделать поверхностную пропитку густым жидким стеклом (это проще), но всё это требует опытной отработки и именно в двигателе, что сложно. Пока буду на конусы сажать.

Massaraksh> И, вопрос, что ты используешь в качестве гидроисточника давления?

Высотные ракеты SashaMaks [SashaMaks#02.10.17 09:12]

… Поэтому появилась новая испытательная установка для проведения гидроиспытаний: гидравлический плунжерный ручной насос, способный нагнетать избыточное давление до 700 атм.// Ракетомодельный
 
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU Mihail66 #02.08.2018 02:16  @SashaMaks#02.08.2018 02:05
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

SashaMaks> Я думал просто сделать поверхностную пропитку густым жидким стеклом (это проще)...
Ну так ведь можно просто покрыть поверхность тонким слоем эпоксида, и дать ему застыть. Он впитается не очень глубоко, а после застывания будет препятствовать дальнейшему проникновению уже "жирному" слою.
   67.0.3396.9967.0.3396.99
RU Massaraksh #02.08.2018 02:59  @Mihail66#02.08.2018 02:16
+
-
edit
 

Massaraksh

аксакал
★☆
Mihail66> Ну так ведь можно просто покрыть поверхность тонким слоем эпоксида, и дать ему застыть. Он впитается не очень глубоко
Впитается на всю возможную глубину.
   61.061.0

Xan

координатор

SashaMaks>>> При угле образующей в 7° степень увеличения нагрузки на корпус увеличивается до 8 раз!
SashaMaks> Это получается, что пластиковый эмулятор сопла давил на конус с давлением порядка (500...600)атм!

Что-то я не понял.
А вдоль оси ниток нет?
Или вот эти 7° должны работать?

Если мотать только в одном направлении, то тангенс угла должен быть 1/2. Это как аксиома.
Или надо мотать в двух направлениях, например частью ниток мотать кокон, а другой частью с нулевым углом цилиндр.
   
RU Mihail66 #02.08.2018 08:46  @Massaraksh#02.08.2018 02:59
+
-
edit
 

Mihail66
mihail66

аксакал

Mihail66>> Ну так ведь можно просто покрыть поверхность тонким слоем эпоксида, и дать ему застыть. Он впитается не очень глубоко
Massaraksh> Впитается на всю возможную глубину.
Ну и пусть впитается. Если покрыть тонким слоем, то впитается на несколько десятых мм, пусть на целый миллиметр. Но после полимеризации уже не даст впитываться следующему слою. Пусть у эпоксида к эпоксиду не самая хорошая адгезия, но она будет лучше, чем у свеже-нанесенного эпоксида к силикату.
   67.0.3396.9967.0.3396.99
1 51 52 53 54 55 114

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