Запуски ракет и испытания

Испытание двигателя РДМ-60-6 №98 состоялось, но с большим трудом.

1. Наконец стало понятно, почему сгорает плата STM32F103 на месте испытания.
2. Состав ПХК+Al+НЦлак ведёт себя точно так же, как и состав НН+Al+S+НЦлак, на этот раз его применение в системе зажигания привело к отказу в ней.
3. Ну и самое интересное – это полностью неудачный исход по испытанию композитного сопла на фенольной смоле.

Теперь подробнее.

1. Отказ в блоке электроники, который происходил иногда, а теперь стал системным, приводит к частичному сгоранию чипа STM32F103, где-то в зоне питания, что приводит к КЗ на уровне 15 Ом. Это в свою очередь даёт сильную просадку напряжений на плате и полностью неадекватному поведению всех контуров питания, из-за чего отказывает силовой контур, и запуск двигателя становится волей случая, помимо того и сама электроника в целом глючит. Данные записи тяги не валидны, хоть их и удалось получить. Причина данного отказа заключается в переплюсовке, которая происходит во втором разъёме кнопки «ПУСК», где, как и в первом разъёме, применён разъём типа мини-джек. При его входе и выходе происходит смена контактов и нежелательное их замыкание по цепям питания. Первые тесты показали, что подключение разъёма возможно только в выключенном состоянии так, чтобы ничего не спалить, но это работало только на первом управляющем контуре, а на втором разъёме это не работает. Увы, итог этого отказа уже 4 сожженные платы STM32F103. Теперь придётся заказывать новые, все разъёмы так же подлежат полной замене.

2. Состав ПХК+Al+НЦлак сработал слишком быстро и полностью выгорел, не обеспечив при этом передачи горения на воспламенитель. Легкость его зажигания и высокая температура горения не помогли ему в этом. Возможность применения ПХК осталась только в для воспламенителей на его основе, аналогично составами на НН с алюминием.

3. Фенольная смола полностью сгорела, а послойная намотка стеклотканью привела к неустойчивой работе двигателя. Полностью подтвердился сценарий уже из далёкого прошлого, когда такое сопло было испытано с эпоксидной смолой. На этом данная тема закрыта, продолжаю работать над керамикой. Весь вопрос остался только в печке для обжига, больше проблем с большими двигателями нет.

П.С. Но хотя бы главная цель данного испытания выполнена, стендовое оборудование цело, за исключением платы STM32.

SashaMaks> 3. Фенольная смола полностью сгорела, а послойная намотка стеклотканью привела к неустойчивой работе двигателя.

Жаль, видимо бакелизации не свершилось, а при какой температуре проводилось отверждение ФФ?
А что значит "послойная намотка стеклотканью привела к неустойчивой работе двигателя", эта стеклоткань стала как-то отслаиваться, или..., вижу что начались пульсации горения, но что именно помешало двигателю устойчиво работать, значение Kn стало слишком низким?

Испытание двигателя РДМ-60-3 №99 на натриевой карамели с алюминием:

Всё бы ничего, но керамическое сопло снесло сразу и критической части просто не стало, получилось сопло-очко, и далее почти всё топливо выгорало на низком давлении.

Температура имеет значение и что-то у меня уже закрались большие сомнения, что керамика сможет работать на этот топливе...

Масса двигателя до испытания – 1,061кг;
Масса двигателя после испытания – 0,233кг;
Масса воспламенителя – 0,01кг;
Масса отброшенная – 0,818кг;
Коэффициент массового совершенства 0,285;
Диаметр критического сечения до испытания – 7мм;
Диаметр критического сечения после испытания – 16,5мм;
Расчётная прочность корпуса – до 130атм;
Фактический запас прочности – 3,4.
Материал корпуса – стеклоровинг;
Материал сопла – Керамика.
Суммарный импульс двигателя – 748,4Нс;
Удельный импульс двигателя – 93,3с.

Отказ воспламенителя:

Отказ зажигания:

Asid> Топливные шашки 2 штуки,длинна 50 мм,диаметр 31 мм,диаметр канала 10 мм.
Какие интересные видеоролики, как под копирку.
А у шашек все торцы горят?

Mihail66> А у шашек все торцы горят?
Нет,только боковая поверхность не горит,забронирована. Но как видно из первого видео,сквозь корпус видно пламя внутри,то есть всё таки загорелась боковая поверхность в первом тесте,да и визуально УИ первого теста несколько выше.
Фото сопла,как видно критика не разгорается,а наоборот сузилась за счёт налипания шлака.

Asid> то есть всё таки загорелась боковая поверхность в первом тесте,да и визуально УИ первого теста несколько выше.
Размер площади горящей поверхности никак не влияет на УИ.

Mihail66>> А у шашек все торцы горят?
Asid> Нет,только боковая поверхность не горит,забронирована. ...
Вот и по видеороликам складывается ощущение, что в какой-то момент происходит не расчетное горение, Kn подскакивает. И поэтому так меняется факел, ну и тяга соответственно. А с выходом на режим все нормально.
Фотку открыть не получается.

Massaraksh> Размер площади горящей поверхности никак не влияет на УИ.

Конечно влияет, чем больше Kn тем больше давление, чем больше давление тем больше уи.
Только визуально никак это не определить естественно, абсурд вообщ е

SashaMaks> Испытание двигателя РДМ-60-6 №98 состоялось, но с большим трудом.
SashaMaks> 3. Фенольная смола полностью сгорела, а послойная намотка стеклотканью привела к неустойчивой работе двигателя.

Провёл наконец контрольное испытание двигателя с соплом из фенольной смолы:

1. Результат получился немного хуже по стойкости, чем для частично обожженной керамики.
2. Технология бронирования заряда требует доработки, точнее сравнительного контроля уже разных применяемых материалов. Есть большое подозрение, что якобы такие же вещества не дают нужного технологического и конструктивного эффекта, т.е. проблема уходит в применяемость и сильно ограничивается круг возможным к применению материалов.

Графики тяги для сравнения двух двигателей:
1. РДМ-60-6 №100 - фенольное сопло;
2. РДМ-60-6 №91 - керамика, обожженная на газу.

SashaMaks> Провёл наконец контрольное испытание двигателя с соплом из фенольной смолы:
SashaMaks> ...
SashaMaks> 1. Результат получился немного хуже по стойкости, чем для частично обожженной керамики.
SashaMaks> 2. Технология бронирования заряда требует доработки

А теперь вот контрольное испытание для керамики:

1. Керамика на основе шамотной глины и обжигом до 1100°С оказалась весьма устойчивой к разгару.
2. Разгар сопла составил (7,7...9)мм или 1,3мм на диаметр при удлинении заряда всего L/D = 3.
3. Так же успешно испытано ТЗП для заряда.
4. Но с подготовкой испытания было просто рекордное количество проблем...

Двигатель был готов ещё в среду, а испытать удалось лишь сейчас...
Но определенно этот материал для сопла пойдёт дальше испытываться в двигателях.
В планах опробовать такой же двигатель с той же геометрией топливной шашки и сопла для натриевой карамели с алюминием пока собирается новая печка.

Mikhal> Приветствую! Подскажите, пожалуйста, кто-нибудь занимался вопросом повторяемости двигателей и погрешностью измерений в любительских испытаниях? Имеет ли смысл говорить о превосходстве двигателя с УИ=129 над двигателем с УИ=119, полученными на разных стендах?

Ну я занимался. Сжёг десяток кировских двигателей 10 Н*с на стенде. Хотя профиль тяги различался, полный импульс был довольно стабилен, и стабильно на 10-15% меньше заявленного. Разброс был в пределах 5-6%
Ещё я испытывал кировские 300 Н*с в полёте, имея запись продольного ускорения и барометрического датчика, и опять получил стабильный недобор в 10-15% полного импульса.
Разница между 129 и 119 невелика, а, если это намеряно на разных стендах, то, возможно, и нерелевантна. Но, в основном, не потому, что разница УИ мала, а потому, что ещё и доля массы топлива в общей массе любительской ракеты мала.
Разница УИ, как раз, порядочная, и, если она стабильно воспроизводится, может служить мерилом эффективности топлива. или конструкции двигателя, если топливо одинаковое. Но надо смотреть и остальные факторы - цену, трудозатраты, и т.д.

SashaMaks> 1. Керамика на основе шамотной глины и обжигом до 1100°С оказалась весьма устойчивой к разгару.
SashaMaks> В планах опробовать такой же двигатель с той же геометрией топливной шашки и сопла для натриевой карамели с алюминием пока собирается новая печка.

Испытание проведено - результат отрицательный для сопла:

Керамику, обожженную при 1100°С вынесло сразу.
Слишком высокая температура и давление, для натриевой карамели с алюминием подойдёт только графит в этом двигателе.
Возможно попробовать ещё вариант керамика + вставка из графита...