РДТТ конструкции технологии материалы - XVIII

mihail66> Распилил мотор.

Сопло из текстолита с неразгораемой критикой из стальной шайбы.
Оценка работы 5++(!)
Цилиндрическая часть текстолитовой критики длиной 3мм, разгар с 15 до 16,5мм.
Разгар стальной шайбы толщиной 3мм - 0(ноль).

mihail66>> Распилил мотор.

Сопло после чистки и удаления останков отработанного корпуса мотора.
Возможно рассверлю критику до 17мм, и использую повторно в моторе бОльшего калибра.

mihail66>>> Распилил мотор.
Могу предположить эксцентриситет корпуса и соплового блока, при котором в месте щели образуется зона высокого давления и температуры с последующим прогаром. Ведь адгезия материала, используемого для герметизации стыка по гладким цилиндрическим поверхностям текстолита (силикон, эпокси) не гарантирует гомогенности шва. А технологический зазор составляет не менее 0.5 мм для сборки деталей. При нагреве корпус ведёт, экс. увеличивается... и далее - со всеми остановками. Кроме того, нельзя зажимать корпус винтами. Винты используются ТОЛьКО в качестве шпилек(на фото внизу).
Также, необходимо применять лабиринтный дизайн узла, когда на сопловом блоке делаются кольцевые проточки с последующей установкой о-рингов и заполнением пространства между корпусом силиконовой герметичной смазкой (не отверждаемым воздухом силиконовым герметиком, который в анаэробной среде полностью не полимеризируется). В этом случае резиновые барьеры в силиконовом обьёме гарантированно заполняют все возможные неровности и легко справляются с задачей. Когда-то RLAN рекомендовал делать сопловые блоки из наборов стелотекстолитовых шайб. В такой конструкции больше барьеров для транспортировки потоков. На фото перезаряжаемый РДТТ малой тяги смешанной конструкции: корпус - стеклотекстолитовая труба (25 мм); передняя и задние крышки - дюралевый сплав, сопло - графит. Видны о-ринги в кольцевых проточках. Двигатель использовался в более чем 10 полётах и стендовых испытаниях. Без отказов.

a.c.>> Ну если как "экспериментатор-исследователь", тогда конечно.
CRC> Ну как то пока в ваших советах не нуждаюсь, и так все хорошо получается))

А это не совет. Это ирония: "ну, если в резиновых перчатках, тогда - мооожно". Всё остальное было социальной защитой... А Вам, действительно, советы не нужны. У Вас и так все хорошо получается. Успехов.

a.c.> ...Кроме того, нельзя зажимать корпус винтами. Винты используются ТОЛьКО в качестве шпилек(на фото внизу).

В действительности корпус не зажимался винтами.
Винты были вкручены в корпус до заливки соплового блока и заглушки эпоксидом.
Но по факту, после отверждения ЭД получилось жесткое крепление.

a.c.>А Вам, действительно, советы не нужны. У Вас и так все хорошо получается. Успехов.

Спасибо за добрые пожелания) И вам не скучать)

a.c.> Также, необходимо применять лабиринтный дизайн узла......В этом случае резиновые барьеры в силиконовом обьёме гарантированно заполняют все возможные неровности и легко справляются с задачей.

У меня есть отработанные варианты крепления сопловых блоков вообще без отверждаемых клеев.
На одном только герметике.
Кстати эта метода дала неплохие результаты в обеспечении герметичности.

mihail66> На одном только герметике.
mihail66> Кстати эта метода дала неплохие результаты в обеспечении герметичности.

Конечно, личный опыт, особенно когда он приносит статистически положительные результаты, особо ценен. И любые советы нужно принимать с оглядкой именно на это. Твое крепление заглушек вполне стандартно и хорошо кореллируется с креплением snap-ring. Но, стоит обратить внимание именно на использование силиконового герметика. Его полное отверждение происходит только при доступе воздуха с содержанием водяного пара, даёт небольшую усадку и может иметь плохую адгезию в плохо обезжиренных местах. Поэтому для подобных целей рекомендовано использование силиконовых неотверждаемых герметиков. При отверждении эпокси-компаундов на стыках материалов с различными КТР, неминуемо происходят местные напряжения, которые потом перераспределяются в окружающие конструктивы. Поскольку у тебя частые отказы именно по этим признакам, стоит подумать и о применении вышеупомянутых лабиринтных замков. Это норма индустрии, а не отсебятина. В ракетном двигателе успешным считается конструктивное решение и технология, которые обеспечили работоспособность, надёжность и снятие заданных характеристик. Всё остальное относится к "технической эстетике".

a.c.> ....В ракетном двигателе успешным считается конструктивное решение и технология, которые обеспечили работоспособность, надёжность и снятие заданных характеристик. Всё остальное относится к "технической эстетике".

Иду именно в этом направлении, но и про "техническую эстетику" стараюсь не забывать.

mihail66> У кого есть печальные мысли, которые мне в голову пока не пришли?

Кажется у Протона отделение второй от третьей происходит с помощью тормозных двигателей(на рисунке красным цветом) Вторая нежно сходит с третьей без ненужного для третьей пендаля от второй.Тем более что третью все равно тормозишь. Третья может об этом узнать простейшим способом, скажем замыкания-размыкания контакта. И включай третью. Вышибной заряд второй вполне может слегка тормознуть её, без грубостей по отношению к третьей. Очередность ступеней условна в примере. Если так уж нужно что-то передать в отсек разделения, то радио команда без проводов не подойдет?

EG54> ....Если так уж нужно что-то передать в отсек разделения, то радио команда без проводов не подойдет?
Нет, тут речь про "третью" пока не идет.
Да, нужно что-то передать в нижнюю ступень, а именно сигнал на разделение и достаточно мощный, чтобы воспламенителю тока хватило.
Раньше "первая" имела свою электронику и батарейку.
Теперь электроника во "второй" умеет выполнять алгоритм и для "первой".
Я к этому не стремился, само собой получилось.
Хочу этим воспользоваться, но не хочу поверх корпуса провода тащить.
Вот и заинтересовало, помешают ли провода через КС мотора.

mihail66> Хочу этим воспользоваться, но не хочу поверх корпуса провода тащить.

У взрослых ракет провода не стесняясь тащат поверх корпуса. Не вымачивать же их в жидком кислороде!

mihail66> Вот и заинтересовало, помешают ли провода через КС мотора.

Могут и помешать. Голые медные провода в несколько десятых мм способствуют ускорению горения за счёт теплопередачи.
Чем иногда пользуются.

mihail66>> Хочу этим воспользоваться, но не хочу поверх корпуса провода тащить.
Xan> Могут и помешать. Голые медные провода в несколько десятых мм способствуют ускорению горения за счёт теплопередачи.
Идея пропустить через канал и сопло ток для вышибного заряда для отстрела моторного отсека первой ступеньки.
Он расположен прямо под срезом сопла "второго" мотора, в разделительном сегменте.
Если протащить провода снаружи, то придется выполнить какой-то коннектор, чтобы провода при разделении смогли разъединиться, и НЕ смогли разъединиться от набегающего воздушного потока. Т.е. обе части коннектора придется крепить жестко к двум разделяющимся частям корпуса, а это может повлиять на направление траектории при разделении.
Да, про голую медь и теплопередачу спасибо, сразу в голову не пришло.
Теперь самому интересно, повлияют ли эти медные провода на скорость выхода мотора на режим (в хорошем смысле) прежде чем сгорят или вылетят из сопла. Диаметр канала у шашек не маленький - 15мм, "критика" - 10,5мм.
Мотор эту медь может и не заметить!
А вообще, чем дольше у меня в голове этот "червь" сидит, тем больше мне эта идея начинает нравится, уж очень решение простое.

mihail66> Если протащить провода снаружи, то придется выполнить какой-то коннектор, чтобы провода при разделении смогли разъединиться, и НЕ смогли разъединиться от набегающего воздушного потока.

Есть гребёнки штырей с шагом 1.27 мм (прямые и угловые на плату), и ответные "мамы". У них усилие разделения около 40 граммов на контакт.
Можно две мамы встречно, а между ними папу.

Xan> Есть гребёнки штырей с шагом 1.27 мм (прямые и угловые на плату), и ответные "мамы". У них усилие разделения около 40 граммов на контакт.
Хорошие гребеночки, я "в своих Пенатах" купил аналогичные но с шагом 2,54 и они очень тугие.
В том, чтобы протащить провода снаружи корпуса ракеты я вижу один несравненный "+".
Это возможность более грамотной компоновки, когда тяжелая батарейка с электроникой находится возле ГО в качестве полезной массы, а легкий парашют размещен посередине.
И к тому же провода в ПВХ изоляции прекрасно клеятся на мои ПВХ корпуса.
Блин, вообще об этом нужно в теме про конструкции ракет.
Но "червь" про провода внутри мотора у меня плотно в мозгах засел!

mihail66> Блин, вообще об этом нужно в теме про конструкции ракет.

Что называется:"У Б Е Д И Л И". О великая сила искусства! А ничего, что я тебе именно в КР описал этот способ с приложением эскиза готовой разработки. Который ты на всякий случай "раскритиковал".
Я использовал показанные микроразьёмы приклеивая "папу" со штырьками под 90° (параллельно фюзу). Но для активной пары применял микропины ("мама") для плат. Контакты такого разъёма должны быть короткими (2-3 мм), чтобы избежать перекоса и заедания. Можно смазывать специальной смазкой.
Идея с каблем внутри камеры сгорания не есть конструктивная. С нескольких точек зрения. Любой посторонний предмет в КС, не имеющий химического состава, близкого к топливу, будет уменьшать Isp. Кабель в изоляции внутри канала уменьшает его полезную площадь и эффективность образования равномерной КОЛьЦЕВОЙ зоны горения. Про Thrust coefficient и говорить не приходится, поскольку "посторонний предмет" в критическом сечении ему не добавляет. Что может быть если пиротехнический запал (pyrotechnic igniter) запутается в этом кабле и заткнёт критику понятно без обсуждения. Медный проводник действительно используется как катализатор горения в шашках формулы KNSu. Сам это применял, особенно в шашках торцового горения. Скорость увеличивается где-то на 30%.

a.c.> Любой посторонний предмет в КС, не имеющий химического состава, близкого к топливу, будет уменьшать Isp.

Не правильно. Любое дополнительное горение повышает СИ, а УИ топлива от этого соседнего горения не изменится. Проблема в том, чтобы именно УИ топлива посчитать, так как по факту любого испытания двигателя есть только общий измеренный СИ. Какая от него часть приходится на СИ именно топлива не известно, поэтому если делить СИ на массу только топлива, то получится завышенный УИ топлива, так как все равно в двигателе горит еще что-то кроме топлива.

a.c.> Что может быть если пиротехнический запал (pyrotechnic igniter) запутается в этом кабле и заткнёт критику понятно без обсуждения.

Давно хотел спросить хотя бы один пример этого, где было достоверно доказано, что именно провод, заткнувший сопло, стал причиной отказа двигателя. Пока тут все только домыслы...

mihail66>> Блин, вообще об этом нужно в теме про конструкции ракет.
a.c.> Что называется:"У Б Е Д И Л И".
Ну нет, не убедили.
Я уже давно, с некоторым негативом отношусь ко всему что находится на внешней поверхности фюза и способно мешать, в том числе к проводам. И это вызвало у меня несколько эмоциональную реакцию в отношении твоих конструкций.
В конце концов, можно хотя бы попробовать спрятать эти элементы внутрь корпуса.
Я понимаю, что это просто - пустить провод по фюзу, но следом начинаются сложности в части качественной реализации его механического крепления и электрического соединения, и чтобы вся конструкция в целом не замечала его присутствия.

a.c.> Идея с каблем внутри камеры сгорания не есть конструктивная.
Не соглашусь пока не проверю.
Тонкий провод, проходящий через камеру сгорания, присутствует в ней только в первое мгновение работы мотора. И должен сгореть или покинуть КС еще во время выхода мотора на рабочую тягу. В первые доли секунды, а мотор работает 2,5с его там уже не будет.
Тонкой провод 1 мм2 внутри канала диаметром 15мм существенно не уменьшит его полезную площадь.
Пиротехнический запал, который мог бы заткнуть критику, в этой схеме просто отсутствует.
Медный проводок должен, по крайней мере, контактировать с топливом что бы стать катализатором.

О! Пока я излагал тут SashaMaks еще и про УИ обозначился.

a.c.>> Любой посторонний предмет в КС, не имеющий химического состава, близкого к топливу, будет уменьшать Isp.
SashaMaks> Не правильно.
SashaMaks> Давно хотел спросить хотя бы один пример этого, где было достоверно доказано, что именно провод, заткнувший сопло, стал причиной отказа двигателя. Пока тут все только домыслы...

Не отвечая конкретному участнику, но продлевая свой пост (ибо тема важная): горение в камере сгорания должно происходить по стохаистическому закону, который расчитывается на основании внутренней баллистики используемой формулы топлива. Поэтому введение в КС, особенно двигателя малой тяги (малообьёмного) компонента твёрдого горючего в не связанном с окислителем агрегатном состоянии, приводит к нарушениям вышеупомянутого закона и, как правило, снижению Isp. Проще говоря, медные провода в изоляции будут отнимать теплоту сгорания у топливной шашки на свой переход в другое агрегатное состояние без производства тяги. Amen!
Я провёл около 1000 стендовых испытаний ракетных двигателей малой тяги разных конструкций. И могу подтвердить два случая отказа двига из за попадания в сопло "посторонней частицы". Первый случился из-за использования в качестве оболочки порохового воспламенителя термоусадочной трубки. Такой материал имеет большую температуру плавления и горения чем обычный PVC от соломинок для питья, рекомендованных для ипользования в пироигнитерах. Тест закончился взрывом двигателя. После этого инцидента я перестал использовать пластики в конструкции и. и перешёл на бумагу.
Второй случай произошёл на лётных испытаниях гибридной ракеты, когда в сопло попал о-ринг (есть фото), герметизировавший шашку твёрдого горючего в конструкции ГРД. Следствием такого изменения вектора тяги стал уход ракеты с траектории и нештатное срабатывание (кстати) оптического датчика апогея. По результатам испытаний была изменена конструкция пироклапана.
Не подаю эту информацию, как истину в послeдней инстанции.И уж конечно не буду ничего "доказывать" на потеху. Имеющий глаза и уши увидит и услышит. И возьмёт на заметку. Ну а все остальные могут продолжать сомневаться, или уже приступить к исполнению своих "идей". Только в ракетной технике расплата за волюнтаризм и безграмотность приходит быстро.

SashaMaks> Давно хотел спросить хотя бы один пример этого, где было достоверно доказано, что именно провод, заткнувший сопло, стал причиной отказа двигателя. Пока тут все только домыслы...

Я имею уверенность, что электрозапал проложенный через сопло в верхушку канала не выплевывается внутренним давлением двигателя через критику, а вытягивается из мотора за провода исходящими из сопла продуктами сгорания. Поэтому не может запутаться в КС и заткнуть критику.
Придерживаюсь единого с тобой мнения.

В продолжение темы затыкания критики посторонними предметами,
это когда подвод тока приходит к запалу со стороны заглушки.
Не сомневаюсь, что затыкание критики может произойти осколками отработавшего запала.

mihail66> У меня есть отработанные варианты крепления сопловых блоков вообще без отверждаемых клеев.
mihail66> На одном только герметике.
mihail66> Кстати эта метода дала неплохие результаты в обеспечении герметичности.

Наблюдения из практики. Тестировал взаимодействие разных материалов при отверждении

1.Эпоксидная смола (+отвердитель ПЭПА)
2.Полиуретан марки DoneDeal (т.н. "очумелые ручки" Adhesive Lab)
3.Силикон Пентаэласт 711 (+отвердитель)

На твердые эпоксидку и силикон, как и ожидалось, ничего не пристает.

К удивлению, жидкая эпоксидка на твердом полиуретане образует прочное соединение. Уже замечал, что и к резине жидкая эпоксидка ведет себя как достаточно агрессивный растворитель. После многократного использования резиновых пробок эпоксидка начинает въедатся в резину, и после 5-6 раза их потом разъдинить можно только "с мясом" резины)

Жидкая эпоксидка на жидком силиконе дает прочное соединение силикон-эпоксид.