Твердые ракетные топлива карамельного типа ХII

LEVSHA> При таком количестве ККС это уже не катализатор, и это уже не топливо, а пиротехнический состав со всеми вытекающими.

Сказано как то напыщенно. Вы можете объяснить что Вы подразумеваете под "пиротехнический состав со всеми вытекающими", и критерии данного явления??

В конце концов, компонент состава не может быть самим составом. А вот роль компонента в составе может быть разной.

ПС. Извините, понял. имелось ввиду "это".

D.k.> Понятно, но насколько это важно? В скрепленном заряде же давление идет только с одной стороны, в моем моторе- с 3 сторон.

С 3 сторон - это то же самое, что с одной.
Если давление не выровняется, бронировку оторвёт от топлива. Или даже шашка треснет.

D.k.>> Понятно, но насколько это важно? В скрепленном заряде же давление идет только с одной стороны, в моем моторе- с 3 сторон.
Serge77> С 3 сторон - это то же самое, что с одной.
Serge77> Если давление не выровняется, бронировку оторвёт от топлива. Или даже шашка треснет.

Вот этого то я и опасаюсь, но, повторюсь, вскрытие показало что канальные шашки на силиконовой связке при должном качестве промазки не отклеивались , в 1 из 9 тестов таки были замечены признаки локального прорыва фронта горения к внешним поверхностям шашек, но там я допустил брак при промазке.

Serge77> Или даже шашка треснет.
Карамельная может и треснет, на силиконовой связке- вряд ли. Эпоксидная тоже может треснуть, но она очень прочная.

CRC> Сказано как то напыщенно.
Ты можешь обижаться, но я сказал, что думаю.
С моей точки зрения катализатор нужен для стабилизации горения. А замешивать 20% для ускорения горения да еще такой стремный...
CRC> Вы можете объяснить что Вы подразумеваете под "пиротехнический состав со всеми вытекающими",
Когда ты начнешь, наземные прожиги своих составов в двигателях под давлением ответ придет сам собой только корпуса стальные не делай и прячься получше.
Успехов.

LEVSHA> Когда ты начнешь
Может и не начнёт. Есть те, кто любит собирать грибы, но не любит их готовить. Есть и те, кто любит рыбалку, но не любит рыбу.
Пересмотрел топик с чего начался, но так и не понял, как по навеске 2 грамм топлива можно судить о скорости горения, изменяемой десятком мм/с и более. Либо очень тонкая колбаска с вопросами к бронировке (избыток сухой ккс при том же количестве сорбита-связки), либо очень короткое время замера с вопросами к хронометражу.

LEVSHA> Ты можешь обижаться, но я сказал, что думаю.

А чего мне обижаться, если просто не понял что было написано.

LEVSHA> С моей точки зрения катализатор нужен для стабилизации горения.

согласен. Значит это не катализатор, а компонент топлива, восстановитель.

LEVSHA>А замешивать 20% для ускорения горения да еще такой стремный...

Согласен, что есть некие общие предположения, от которых можно отталкиваться. Но этого мало. Данных по таким составам просто нет.


CRC>> Вы можете объяснить что Вы подразумеваете под "пиротехнический состав со всеми вытекающими",
LEVSHA> Когда ты начнешь, наземные прожиги своих составов в двигателях под давлением ответ придет сам собой только корпуса стальные не делай и прячься получше.

Это азы, начал с трубок из электрокартона.

Sharovar> Может и не начнёт.
Уже начал)))
Sharovar>Есть те,

Грибы оставьте себе. Я на них уже посмотрел))

Sharovar> можно судить о скорости горения, изменяемой десятком мм/с и более.

Видеокамера.
Sharovar>с вопросами к бронировке

Спасибо за советы, конечно при исследовании есть над чем подумать.

Sharovar> Температура расплава приготовляемого топлива какая?

Интересная идея, посмотреть кинетику, займусь.

Sharovar> Я не о шашке в двигателе говорю, а о топливной композиции в нагреваемой посудине.

Sharovar> Смесь ПХК с ККС проверялась на чувствительность к удару?

Зачем??? Этот состав не планируется в качестве топлива. Тем не менее вопрос творческий, это тоже планах, чувствительность к удару.

D.k.> В моторе 2 трассера- магниево-эпоксидный и обычный карамельный,
Это напоминает ситуацию, когда мальчик Кай из "Снежной королевы" умудрился собрать слово ВЕЧНОСТЬ исключительно из букв - "ж" "о" "п" и "а".
Для чего там магниевый трассер, сможешь объяснить?

Voldemar> Для чего там магниевый трассер, сможешь объяснить?
Для воспламенения шашек. Сначала магниево-тефлоновым запалом зажигается трассер, а уже от него топливо. Другими методами это топливо зажечь не выходит, вот и приходится делать воспламенение через... ну ты понял .

D.k.> Для воспламенения шашек.
Что-то подобное я и предполагал.
Это получается не трассер, а шашка сопровождения.
Дабы вклеить цилиндр в гильзу без пустот, нужно клей выдавливать самим цилиндром.
Т.е. в вертикальную гильзу с дном наливается клей, силикон или что там у тебя, а потом вдавливается трассер до тех пор, пока по периметру не полезет клей.
Вот тогда пустот не останется.

LEVSHA> Может, кому пригодится.

Может! Хотя, интересней превратить карамель во что то каучукоподобное. С полиспиртами задача нетривиальная из за обилия водородных связей между гидроксилами. Это кажется намного более интересным, чем добавлять ПАВы туда, "много и редко".

Sharovar, и когда ты всё это успеваешь? Неужели ты ещё и на работу ходишь?))

> 3. Быстрый выход на режим, с первой ракеты посреди полёта вылетел кусок горящего топлива (и это несмотря на вальцовку нижнего торца), вторая отработала хорошо.

А здесь какая высота полёта? Как в 1?

Serge77> Sharovar, и когда ты всё это успеваешь?
Ну как. Неделю-две делается, а за пять минут сгорело всё и нет ничего, вот и остаётся тирады писать чтобы впечатления растянуть.
>> 3. Быстрый выход на режим, с первой ракеты посреди полёта вылетел кусок горящего топлива (и это несмотря на вальцовку нижнего торца), вторая отработала хорошо.
Serge77> А здесь какая высота полёта? Как в 1?
Тяга оборвалась примерно на той же высоте, по траектории упала немного ближе.
Тут может быть что угодно — ветер, отклонение в конструкции или самом топливе.
Суть в том, что у меня это уже не первый случай, когда без пав длинные бс то летают, то плюются на ходу топливом, все шашки скрепленные. С павом стреляли только когда пороховую мякоть в верхушку канала запрессовывал, те рвало на месте сразу после поджига, а так знаю, что если залил и остыло нормально, то беспокоиться не о чем.

Sharovar> 2. Молотая селитра, фракция 200-300 микрон + вакуумирование. Сухое плавление. Текучесть хорошая, выше, чем в первом случае.
На основе своих экспериментов могу сказать, что все логично.
Я тоже пробовал крупно молоть селитру и такое топливо отлично льется но для нормального сгорания и получения достойного УИ нужно высокое давление, то есть такой вариант для сопловых двигателей.

Sharovar> После поджига до выхода на режим обеим потребовалось около половины секунды.
И у меня выход на режим с крупной селитрой был с задержкой, правда меньшей за счет сопла.

IvanKh> как влияет добавление S в сорбитовую карамель? Карамель делаю в пропорциях: 63% KNO3, 33% сорбита, 4% S.

Ёпрст, это у тебя надо спросить. Ты же делаешь с серой.

IvanKh> как влияет добавление S в сорбитовую карамель?
Не порть нормальное топливо делай классику и будет тебе счастье с предсказуемыми и описанными параметрами.
А если так не устраивает, тогда можно и помучаться как я и еще большинство участников.
А по сере это к SashaMaks.

IvanKh> Всем добрый вечер. Вот только зарегистрировался и сразу возник вопрос: как влияет добавление S в сорбитовую карамель? Карамель делаю в пропорциях: 63% KNO3, 33% сорбита, 4% S. Много читал об этом, но хочется услышать, так сказать, из "первых уст".

Серу в карамели можно рассматривать как катализатор и даже как флегматизатор))) Помимо всего прочего она даёт окрас пламени в двигателе и за ним, что выглядит очень красиво.

Однако по сей день пишут, что серой портят карамель.

Полгода назад я получил первые теоретические подтверждения того, что серой карамель не испортить, как минимум, и даже можно улучшить.

Данную информацию решил приберечь до поры до времени, пока будут получены точные цифры с новой стендовой отработки двигателя, где сделан новый расчёт топлива на фруктозе с серой по этой теории. Оно же стало одной из причин отказа от катализатора в виде оксида железа 3.


Начну с предыстории.

Речь вообще идёт о «блохах». Это буквально десятые доли УИ или плотностного УИ. Т.е. ничего сверхстрашного здесь не будет. Даже в изначальных расчётах потери УИ мизерные, а практическими данными здесь никто не располагает пока ещё.

Одно из ключевых и, казалось бы, исчерпывающих «обсуждений» на эту тему было здесь:

#p1694153

Суть противоречия и первопричины применения серы в карамели заключается в том, что во всех учебниках написано, что сера снижает УИ ракетных топлив. То есть некая "абсолютно правильная догма" для всех случаев. Однако в тех же учебниках есть очень важное допущение, что рассматриваемые топлива не содержат сколько-нибудь значительного количества конденсированной фазы в продуктах сгорания.

То, что добавление серы в карамель заметно уменьшало образование конденсата, было видно невооружённым глазом на практике при горении образцов топлив и подтверждалось расчетом на количество получаемого конденсата в том же PROPEP. Но донести этого я тогда так и не смог, да и контраргументы в виде расчета в PROPEP якобы говорили об обратном, что сера наоборот повышает среднюю молекулярную массу продуктов сгорания, а, следовательно, снижает скорость газа и УИ:

«У меня получается так:
10атм
NaNO3(59)+C6H14O6(30)+S(11)
THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS 35.54 г/моль
ISP* 119.2
NaNO3(65)+C6H14O6(35)
THE MOLECULAR WEIGHT OF THE MIXTURE IS 33.895 г/моль
ISP* 124.3»

Однако я сам тогда допустил логическую ошибку, фактически приравняв влияние снижения средней молекулярной массы продуктов сгорания на УИ, когда массовая доля конденсата не есть среднее количество вещества. И вообще, процесс торможения конденсата – это совсем другой процесс, который PROPEP не считает. А значит и этот данный контраргумент не имеет отношения к тому, как влияет сера на количество конденсированной фазы и, в конечном счёте, на УИ карамели, в которой и так изначально много конденсата.

Позднее я нашёл алгоритм PROPEP в исходниках на фортране и в виде аналитического-математического описания алгоритма в документе. Ни там ни там я не нашёл ничего, где бы могло учитываться торможение газового потока в сопле конденсатом. Максимум, что учитывалось – это распределение энергий между газом и конденсированной фазой. Это давало первое занижение УИ (энергетическое). Иными словами, если в карамели не было бы конденсата, то УИ был бы где-то в районе 170-180с. Помимо этого газ, расширяясь, движется, а конденсат нет, он «паразитируя» на газе, «едет» ускоряясь за счёт него, а газ при этом тормозит, что приводит к дополнительным потерям УИ. И все расчёты в PROPEP показывали довольно большое завышение УИ перед практическим до 10-20%. Тем больше было расхождение данной теории с практикой, чем больше было в топливе конденсата. Иными словами в расчётной модели PROPEP конденсат движется со скоростью газа.

Вообще расчёт влияния конденсата на УИ довольно не простой. Тут необходимо учитывать и агломерацию и переменные процессы в сопле для конденсата и то, что его количество непостоянно по мере движения вещества в сопле. Но в одной книжке был дан пример приблизительного или ориентировочного расчёта или учёта влияния на УИ конденсированной фазы:

[Шапиро Я.М., Мазинг Г.Ю., Прудников Н.Е. Теория ракетного двигателя на твёрдом топливе М., Воениздат, 1966г. 256с., параграф 3.6, c. 91]

Достаточно несложная доработка формул, которая сводилась к простому пересчёту УИ (расхода, тяги и УИ) в зависимости от массового количества конденсированной фазы. И хотя авторы делают допущение для данного расчёта, что он хорошо согласуется с практикой при содержании конденсированной фазы не более 10% и размером частиц сопоставимых с размером атомов газа. Я думаю, что в остальных случаях ситуация легче для УИ не будет, только расчёт станет сложнее… Решил применить это и доработать в своей программе алгоритм PROPEP. Последующий пересчёт для топлив, в том числе и карамельных, дали уменьшение расхождения расчётного УИ с практическим на порядок.

В результате пересчёта карамельного топлива с серой были получены оптимумы, которые имели небольшой горб максимума в районе содержания серы 4-8%.

К примеру, твой состав с учётом расчёта торможения конденсированной фазы выглядит следующим образом:

Давление 20атм:
НК-Сахар (65,625-34,375) Без серы
Удельный импульс топлива, с 103,1929 104,4992
Массовый процент конденсированной фазы, % 39,3897
Средняя молекулярная масса продуктов сгорания, г/моль 37,36306
НК-Сахар-S (63-33-4) С серой 4%
Удельный импульс топлива, с 103,5793 104,831
Массовый процент конденсированной фазы, % 36,86379
Средняя молекулярная масса продуктов сгорания, г/моль 37,74254
Или, например натриевая карамель с серой:

Давление 20атм:
НН-Сорбит (65-35) без серы
Удельный импульс топлива, с 121,7539 122,9915
Массовый процент конденсированной фазы, % 31,35713
Средняя молекулярная масса продуктов сгорания, г/моль 34,65032
НН-Сорбит-S (62,4-33,6-4) с серой
Удельный импульс топлива, с 122,1219 123,4585
Массовый процент конденсированной фазы, % 25,65283
Средняя молекулярная масса продуктов сгорания, г/моль 34,45734

SashaMaks> Удельный импульс топлива, с 103,1929

Как ты считаешь, какую погрешность даёт PROPEP в расчёте УИ?

SashaMaks> Серу в карамели можно рассматривать как катализатор и даже как флегматизатор))) Помимо всего прочего она даёт окрас пламени в двигателе и за ним, что выглядит очень красиво.
Невозможно получить окрас пламени с низкой температурой на выходе.

У натриевой карамели температура горения выше, чем у калиевой, поэтому при определенных условиях уже можно наблюдать атомарное свечение натрия на выходе.
В свою очередь, светосумма тос'ов только на солях калия примерно в пять раз ниже по сравнению с натриевыми даже в составах с высокой температурой, поэтому калиевая селитра в чистом виде так и не нашла применения во всяких осветительных и трассирующих элементах.

Serge77> Как ты считаешь, какую погрешность даёт PROPEP в расчёте УИ?

Погрешность изначальную мы уже считали, когда я сравнивал итоги своих испытаний с испытаниями калиевой карамели у Накки. То была ошибка в среднем где-то 18%. Сейчас ошибка расчёта составляет примерно от 2% до 6%.

Для своих натриевых карамелей УИ теперь по расчёту для 20атм получается в пределах от 120с до 125с, а не под 145с. И реальная практическая цифра 116с, получается куда ближе к расчёту. Тем более, что в тех двигателях и давление было почти постоянное, а в потери УИ на сопле до 20% я не верю.

Вот расчёт.
Простое дополнение 1/(1-u), где u - относительное содержание массы конденсата взятое от единицы, т.е. 0 - нет конденсата, 1 - всё конденсат.

Sharovar> Невозможно получить окрас пламени с низкой температурой на выходе.

А что у тебя за чёрное тело в таблице?
Неужели ты думаешь, что это одно тело описывает свойства свечения всех веществ в мире?