Твердые ракетные топлива карамельного типа ХII

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

Что-то я не понял.
Ты утверждаешь, что с серой УИ больше?

Ну я для интереса сунул в Пропеп при давлении 400 pci такое:
селитра 65, сахар 35, сера 1
и
селитра 65, сахар 32.5, сера 10
(сахар подобран так, чтоб температура была почти одинаковая)

Ну и как-то Пропеп с тобой не согласен, даже в теории.

Xan> Что-то я не понял.

Да, ты не понял. Видимо Serge77 мастерски увёл обсуждение от расчёта в PROPEP с к-фазой и без неё в сторону обсуждения моей компетентности.

Вот здесь было начало:
#p3296443

Xan> Ну и как-то Пропеп с тобой не согласен, даже в теории.

Ещё раз, я доработал расчёт в PROPEP вот этой формулой для приближённого учёта торможения потока из-за наличия в ней к-фазы:
http://www.balancer.ru/forum/punbb/attachment.php?item=361302&download=2&type=.jpg [can't get icon's size]

Sharovar> Так ведь ракеты летают на практике, а не теории.

Это так, но расчёты помогают существенно сократить путь на практике.

Sharovar> Твой софт может посчитать УИ при 40 мм.рт.ст. в камере, поверх стандартных 760 мм.рт.ст над уровнем моря, для топлива такого состава:

Да уж ты диапазон задал...
Удельный импульс топлива, с 19,40566013 19,41094895

Sharovar> Тогда я смогу сказать насколько такие расчёты совпадают с моими замерами.

Вот так, по одному примеру на все другие композиции и давления?

SashaMaks> Ещё раз, я доработал расчёт в PROPEP вот этой формулой для приближённого учёта торможения потока из-за наличия в ней к-фазы:

Ну точно Саша у нас гений! Не то, что тупые мужики из Martin-Marietta, которые почему-то считаются профессиональными ракетчиками. Даже странно, как они вообще PROPEP написали, а до такой элементарной вещи, как учёт К-фазы одной формулой не додумались. Наверно они серой не дышали ))))))))))))))))))))))))))))))))

SashaMaks> Удельный импульс топлива, с 19,40566013 19,41094895
Спасибо. А теперь чисто экспериментальные данные. 5 грамм этой смеси на точных весах создали тягу (беру по нижней границе) в 40 грамм в течение 4.15 секунды. Какой УИ у шашки?
SashaMaks> Вот так, по одному примеру на все другие композиции и давления?
Нет)
5.5 грамм этой смеси (5 грамм исходная смесь + 10% сверху ПАП-1) создали тягу в 12 грамм в течение 4.84 секунд. Какой УИ у второй шашки?

Sharovar> Какой УИ у шашки?

33с.
А вот ещё, можно указать внутренний диаметр камеры сгорания?

SashaMaks> 33с.
В обоих случаях?
SashaMaks> А вот ещё, можно указать внутренний диаметр камеры сгорания?
12 мм, цилиндрическая. Между срезом и поверхностью горения буферная зона 40 мм (+19 мм к концу горения за счёт выгорания топлива).

Serge77> Ну точно Саша у нас гений! Не то, что тупые мужики из Martin-Marietta, которые почему-то считаются профессиональными ракетчиками. Даже странно, как они вообще PROPEP написали, а до такой элементарной вещи, как учёт К-фазы одной формулой не додумались. Наверно они серой не дышали ))))))))))))))))))))))))))))))))

Я когда садился переводить алгоритм PROPEP, думал как круто было бы потом его использовать в других расчётах. Если бы Flow мог считать с такими данными прямо внутри себя и пр.

Но твоя эта запись говорит о твоём личном видении этой ситуации. Где вы всё "спецы" тупо понтуетесь своей "исключительностью" "неповторимостью" и "уникальностью". Как и jastman, хвастал своей астрой, что она дескать не для любителей, а только для "профи".

Так вот есть на свете такие люди, которые могут не хуже, и даже лучше. Как бы вашим понтам это горько признавать не было. И я сделаю всё, чтобы подобные программы были доступны всем и каждому.

SashaMaks>> 33с.
Sharovar> В обоих случаях?

Для первой.

Sharovar> 5.5 грамм этой смеси (5 грамм исходная смесь + 10% сверху ПАП-1) создали тягу в 12 грамм в течение 4.84 секунд. Какой УИ у второй шашки?

Давление при диаметре 12мм = 1,131атм.
По расчёту:
Удельный импульс топлива, с 33,07418825 33,09295672

По твоим данным:
УИ = 10,5с.

SashaMaks>>> 33с.
Sharovar>> В обоих случаях?
SashaMaks> Для первой.
Ко второй вопросы и сомнения, не так ли? Они у меня тоже были.
SashaMaks> Давление при диаметре 12мм = 1,131атм.
Данные по давлению с медицинского манометра. Положение стрелки слабо зависело от точки нахождения патрубка, перемерял несколько раз. При указанном давлении его бы зашкалило, а он еле до 40 мм.рт.ст. добрался.
Программа не объясняет почему добавка алюминия, который теоретически должен был бы поднять энергетику и УИ, — а за ним и тягу при сопоставимой скорости выгорания состава в перерасчёте на его массу, — здесь приводит к явно выраженному обратному эффекту. Пусть и в маленьком модельном масштабе, где счет ведётся не на тонны и килограммы, а на граммы — эта разница себя уже проявляет. Алюминий сгорает, иначе камеру и меня бы не ослепило.
Дело здесь в чем. Заранее извиняюсь за дилетантский подход к описанию процессов (люди этого профиля для этого не зря учатся несколько лет), пересказываю из литературы.
Первый состав свистит, второй — практически нет. Горение первого — это высокочастотная серия микровзрывов, горение второго стабилизировано образующейся дисперсной окисью алюминия, которая акустически демпфирует колебания в камере — вставь во флейту кусок ваты и звук исчезнет. В первом случае за счёт импульсного характера выгорания, во фронте горения нет постоянного давления, оно прыгает до некоторого и достаточно высокого значения, затем падает до нуля — с такой частотой (несколько килогерц), что манометр не успевает зафиксировать максимум, а выдает только усреднённую во времени величину. Соответственно, в грубом приближении, эффективность этого состава определяется пиковым давлением к зоне взрыва за вычетом пауз, когда фронт горения срывается.
Не так давно я обратил внимание, что тяга таких свистящих составов одинакового состава "из одного котла" ощутимо зависит от акустического оформления сопловой части — чем громче свист, тем выше тяга, разница по тяге достигала 5 раз. Исчезает свист — и тяга проваливается почти в ноль.
К чему это всё. Этого явления не знает ни программа, ни люди, которые ведут расчёты и спорят между собой на форумах, пока не столкнутся с реальными процессами. Такое вот явление и как карты путает. А сколько ещё таких неучтённых явлений в схеме расчётов ЭВМ. (вне изученных как пять пальцев топлив)

Sharovar> Такое вот явление и как карты путает. А сколько ещё таких неучтённых явлений в схеме расчётов ЭВМ.

Колебания тоже можно просчитать. Хотя этот расчёт для этого не годится. Просто формулы не те. Но если сделать численное моделирование, то можно всё ну или почти всё. Например можно даже будет просчитать к-фазу, как серию неких объектов с заданным размером. Их полёт в газе мало чем отличается от полёта обыкновенного тела в атмосфере. Тут фактически нужно объединить возможности трёх программ Flow, PROPEP, и обыкновенного баллистического симулятора.

Ещё о неучтённых явлениях. Пока что на первой примете у меня численный расчёт ракеты в трёхмерном пространство, в котором можно будет оценить степень устойчивости ракеты в разных случаях полёта. Т.е., как и какой ветер влияет на её полёт и какими будут параметры траектории полёта при этом и мн. др. Тут вообще одного ответа не будет, будет некое множество...

Sharovar> Твой софт может посчитать УИ при 40 мм.рт.ст. в камере, поверх стандартных 760 мм.рт.ст над уровнем моря.
Дело в том, что твой пример не совсем корректный – он выпадает из стандартного понимания двигателя как сосуда с приличным избыточным давлением, где тягу создает не фронт горения, а рабочее тело, истекающее из сопла.

Sharovar> Данные по давлению с медицинского манометра...
Если забор давления находился просто в стенке трубки с открытым торцом, то показания могут быть очень не точные.
Sharovar> Программа не объясняет почему добавка алюминия, который теоретически должен был бы поднять энергетику и УИ...
При сверх низком давлении, алюминий может банально отбирать тепло от первичного фронта горения на поверхности топлива и сгорать за срезом «сопла».

LEVSHA> При сверх низком давлении, алюминий может банально отбирать тепло от первичного фронта горения на поверхности топлива и сгорать за срезом «сопла».
Тогда гильзы изнутри были бы примерно одинаково выгоревшими, причем раз алюминий отбирает тепло, то гильза в его случае могла остаться целее. А там, наоборот, всё повыплавляло.
Это ведь прессованные порошки, связки мало и металлу при низких давлениях она не мешает.

Sharovar> Тогда гильзы изнутри...
Может ты и прав, но главное что твой пример двигателя выпадает из классических пониманий и принципов и не может быть хорошим примером. Он скорее исключение из правил.
И еще одно. Ненужно забывать о световом излучении. Я столкнулся с тем, что когда в топливной смеси присутствует алюминий, то световой поток на расстоянии сантиметров от фронта горения производит катастрофический нагрев тел.

Serge77> Наверно они серой не дышали ))))))))))))))))))))))))))))))))

Всё ещё удаляешь неудобную для себя информацию.
Давай, давай. Как говориться, предупреждён, значит вооружён.

Serge77> Только не говори, где твой ответ, не позорься.

Я не парюсь по поводу своего авторитета, как ты. Мне нечего позориться. Я вообще не позорится иду, а у меня есть конкретные вопросы, даже касающиеся совсем другого расчёта.
На этой кафедре просто люди другие. Они в принципе не поймут подобных разборок, кто "умный", а кто "дурак". Там не форум под твоим модерированием!

Давно я там не был. Сходил сегодня, пока на больничном сижу, посмотрел расписание и вообще, как там у них дела. В целом, мало что изменилось.

Ключевой человек, который мне нужен, это Михаил Ушенин, наш преподаватель высшей математики.
Посмотрим, что он скажет по поводу теоретической точности вычислений на ЭВМ.

Serge77> Даже странно, как они вообще PROPEP написали, а до такой элементарной вещи, как учёт К-фазы одной формулой не додумались. Наверно они серой не дышали ))))))))))))))))))))))))))))))))

Проследил по алгоритму и сверил по формулам. Учёта торможения к-фазы в PROPEP нет.
Более того, как в CEA есть конкретная запись: "Equation (2.1) is assumed to be correct even when small amounts of condensed species (up to several percent by weight) are present. In this event the condensed species are assumed to occupy a negligible volume relative to the gaseous species.".

Уравнение 2.1 - это уравнение состояние идеального газа.

SashaMaks> Проследил по алгоритму и сверил по формулам. Учёта торможения к-фазы в PROPEP нет.

Прямо из алгоритма:
SPI[J + 1] := 9.3294 * SQRT((HEAT[1] - HEAT[2]) / W27);

Элементарная школьная формула, где УИ выражается, из условия равенства скорости газа на выходе из идеального сопла. Т.е. берётся разница энергий состояния HEAT[1] - HEAT[2] и делится на массу, которая разгоняться W27, после чего берётся корень квадратный SQRT((HEAT[1] - HEAT[2]) / W27) и переводится в нужные единицы измерения через коэффициент 9.3294.

Переменная SPI[J + 1] - является массивом вещественного из двух ячеек соответственно для двух значений ISP. Никаких боле действий после этого вычисления уравнения с данной переменной не выполняется. Т.е. это единственное место записи, дальше выполняется только чтение в том числе и в конечный отчёт о решение.

SashaMaks> SPI[J + 1] := 9.3294 * SQRT((HEAT[1] - HEAT[2]) / W27);
SashaMaks> Т.е. берётся разница энергий состояния HEAT[1] - HEAT[2] и делится на массу, которая разгоняться W27

Переменная W27 так прямо и содержит значение 100.0 - общая масса исходных компонентов в граммах.
Нет никакого деления на конденсат или газ. Так прямо на неё всё и делится. Как я уже писал, по данной расчётной модели PROPEP к-фаза движется с той же скоростью, что и газ.

Serge77>> Даже странно, как они вообще PROPEP написали, а до такой элементарной вещи, как учёт К-фазы одной формулой не додумались. Наверно они серой не дышали ))))))))))))))))))))))))))))))))
SashaMaks> Проследил по алгоритму и сверил по формулам. Учёта торможения к-фазы в PROPEP нет.

Да, вижу, надо прямее написать, чтобы ты понял смысл.
Ракетные специалисты из Martin-Marietta написали PROPEP. Учёта торможения к-фазы в PROPEP нет. Это не потому, что спецы не знали, что его нужно учитывать. И не потому, что им было лень вставить ещё одну простенькую формулку. А потому, что такой учёт - сложная задача и простенькой формулой не решается. А тебе КАЖЕТСЯ, что решается.

Serge77> А потому, что такой учёт - сложная задача и простенькой формулой не решается. А тебе КАЖЕТСЯ, что решается.

Тебе любой расчёт кажется сложной задачей, которая только под силу институтам.
Если ты не заметил, формула взята из книжки, хотя они (книжки) для тебя не "авторитет", как я вижу.

И в тех же книжках я читал, что к-фаза более 10% - это зло, таких топлив просто не делают, соответственно чего их и считать.

SashaMaks> И в тех же книжках я читал, что к-фаза более 10% - это зло, таких топлив просто не делают, соответственно чего их и считать.

Алюминия оксид Al2O3 - температура кипения - 2980 градусов Цельсия или или 3253 градуса Кельвина - типичный конденсированный продукт в выхлопе от алюминизированнных топлив. Если рассматривать топлива без хлора в составе, с окислителями в виде динитрамида аммония и других бесхлорых окислителей, то там алюминия с целью повышения удельного импульса добавляют до 16 и даже до 20-ти процентов - топлива военного назначения. Легко посчитать, что 16% алюминия даст 30,22% К-фазы; 20% алюминия даст 37,77% К-фазы. Добавка аналогичных процентовок циркония дает близкий процентный выход К-фазы. На 10% добавленного в топливо бериллия - выходит 27,77% И алюминий и бериллий как известно дают заметный прирост не расчетного а практического УИ несмотря, что при оптимальном их содержании процент К-фазы часто превышает 30% а то и до 40-ка доходит. Если брать топлива на нитрате аммония, то в них так же вводят с целью достижения максимальных импульсов до 20% алюминия, что дает на выходе до 38% К-фазы.