Воспламенители и стартовое оборудование VII

Skyangel>> Про то, что ты спрашивал - не имеет отношения к тем тестам, что я проводил
SashaMaks> Правильно, я тебя об этом и не спрашивал, и нечего мне тут рамки указывать!
Я просил тебя - не комментировать мои сообщения. Тебя надо как то конкретно на место поставить?

Skyangel>>> Про то, что ты спрашивал - не имеет отношения к тем тестам, что я проводил
SashaMaks>> Правильно, я тебя об этом и не спрашивал, и нечего мне тут рамки указывать!
Skyangel> Я просил тебя - не комментировать мои сообщения. Тебя надо как то конкретно на место поставить?

Еще раз, тут:


Я тебя не комментировал! И ни о чем не спрашивал!

Для любителей информации:https://www.dropbox.com/s/ucgioovh3ewjy4d/NASA_igniters.pdf?dl=0

А это две фигуры из "A Manual For Hybrid Propulsion System Design" by William Colburn. Воспламенение компонентов топлива в камере ГРД. Он на самом деле Василий... Первый опыт использования лазера в rocket motor ignition был сделан в начале 60-х. В Союзе - в том числе. Экспериментально показана относительная эффективность лазера в системах и. Конечно, более эффективны импульсные источники типа YAG:Nd на длине волны 1.06 микрон. Особенно в и. на газообразных или парогазовых компонентах.
Для РДТТ любительского производства лазерный игнитор только интересное, но не эффективное техническое решение. Но, на то оно и называется Experimental Rocketry, чтобы чудить. Я вижу единственное преимущество (теоретическое) лаз. игн. с волоконным элементом перед кабельно -мостиковой системой зажигания: если источник потянет световод длиной в несколько метров, то вся электрическая часть останется в пространстве оператора. То есть питание головки, батарея, соединительные кабли легко контролировать без необходимости бежать к месту старта. Ну и отсутствие линии электрического управления (кабель или радио) также + данной системы. Поэтому пожелаем нашему экспериментатору успехов и будем ждать натурных испытаний. Схема лазерного воспламенителя может быть следующей: волоконный световод подаёт излучение на высокопоглощающий элемент (таблетка из пороховой мякоти на нитроцеллюлозном клее) вблизи выходного торца и разогревает до температуры воспламенения. Ну и далее по ТО на воспламенители.

a.c.> Я вижу единственное преимущество (теоретическое) лаз. игн. с волоконным элементом перед кабельно -мостиковой системой зажигания: если источник потянет световод длиной в несколько метров

1. Этот элемент раз от раза будет становиться всё короче.
2. При этом светить он будет совсем в другое место (см. рис).
3. Чтобы этого не было, оператору придётся сделать весьма непростую приспособу, которая будет одноразовой.
4. И всё равно, чем длиннее будет канал, тем будет сложнее даже с помощью приспособы и тем ниже будет надёжность.
5. А предпочтительная точка для зажигания всё равно оказывается, как ни странно, недоступной для лазера (см. рис).
6. А для многоступенчатых ракет так и вообще не годится.

a.c.> Ну и отсутствие линии электрического управления (кабель или радио) также + данной системы.

Но вместо провода на компактной катушке будет стеклянный жгут диаметром 4-6мм, который ещё хуже сворачивается и будет ещё хуже упаковываться, да и тяжелее.

SashaMaks> Но вместо провода на компактной катушке будет стеклянный жгут диаметром 4-6мм, который ещё хуже сворачивается и будет ещё хуже упаковываться, да и тяжелее.

Речь шла о ЛАЗЕРНОМ ПИРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЕ для РДТТ. То есть, выходной торец ПОЛИМЕРНОГО оптического волокна (диаметр 1-1.5 мм) будет служить "горячей точкой" для воспламенения инициирующего пиросостава в общей системе пироигнитора в сгораемой оболочке, необходимой для поднятия рабочего давления в канале в момент зажигания. Я знаю эти системы очень "изнутри", поэтому хорошо представляю себе возможный дизайн и протокол управления приспособой. Полимерные световоды копеечной стоимости имеют хорошие эксплуатационные и оптические характеристики. Можно сворачивать их с радиусами до 50 мм и прокладывать на дистанции десятки метров с ослаблением по мощности 50% и с приемлемым затуханием в 5-6 Дб. То есть 5-10 м волокно будет доставлять примерно 40% мощности (оптической) к облучаемому обьекту - таблетке инициатора. Возможно понадобится удерживающая закладка в критику (из вспененного полиуретана) , но не сложнее тех, что используют с электрическими каблями. Отработанный кусок отрезается и волокно с лазерным источником снова готово к работе. У него не будет проблем с непропаем, с обрывом нихромового мостика, с потерями в кабле. Лазер с источником питания будет находится в комфортных условиях стартового чемоданчика и может легко тестироваться перед стартом. В данном случае речь идёт об инициировании двигателя 1 ступени, но в случае необходимости именно лазер со световодом будет идеальным устройством электронного контроля зажигания второй ступени вместе с соответствующим триггерным устройством определения участка траектории для инициации. Ведь такой LD очень компактен и легко вписывается в схему управления ССР.

a.c.> Речь шла о ЛАЗЕРНОМ ПИРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЕ для РДТТ.

А я о чём?

a.c.> То есть, выходной торец ПОЛИМЕРНОГО оптического волокна (диаметр 1-1.5 мм) будет служить "горячей точкой".
a.c.> То есть 5-10 м волокно будет доставлять примерно 40% мощности (оптической) к облучаемому обьекту - таблетке инициатора.

Это если сам луч будет диаметром не более 1мм. А потери уже до 40%. Получиться, что только время зажигания (время подъёма температуры на зажигающем составе от н.у. до температуры горения состава) будет уже не 1с (а это уже в 10-20 раз дольше, чем у нихрома!), а может дойти и до 10с или даже до полного несрабатывания такой системы зажигания.
Ну и мне 10м - это мало. На старте лучше снимать пуск с большего расстояния.

a.c.> Возможно понадобится удерживающая закладка в критику (из вспененного полиуретана) , но не сложнее тех, что используют с электрическими каблями.

Будет интересно посмотреть на этот процесс, главное, чтобы его снимали со стороны для наглядности и объективности. Как это происходит в поле раком попой к верху а волокно всё равно загибается к стенке топлива, а не к точке зажигания. Канал может быть 1м длинной, как на таком расстоянии попасть в точку 5х5мм??? Даже не видя этого??? Да ещё тонким проволокообразным объектом с собственным удлинением L/D=1000??? Да он может просто застрять где-нибудь на полпути к заглушке и спиралью свернуться прямо в канале.

a.c.> У него не будет проблем с непропаем, с обрывом нихромового мостика, с потерями в кабле.

Непропай - проверяется механически.
Обрыв - проверяется тестером.
Потери в кабеле устраняются с помощью полевика и правильной электрической цепи. Я могу сейчас использовать провода для кнопки ПУСК, хоть 1000м длиной и больше и притом тоненькие совсем. На что мне эти 4-10м?

a.c.> Ведь такой LD очень компактен и легко вписывается в схему управления ССР.

Не компактнее нихромовой спирали.

a.c.>> Речь шла о ЛАЗЕРНОМ ПИРОВОСПЛАМЕНИТЕЛЕ для РДТТ.
SashaMaks> А я о чём?
Я пишу о лазерном волоконном инициаторе лёгковоспламеняющегося порохового состава воспламенителя шашки твёрдого топлива. То есть о воспламенении ТАБЛЕТКИ (такой как на фото - left) из ЧП на связующем, (запале) вложенном в шашку пиросмеси для поднятия давления в камере и быстрого воспламенения основной шашки двигателя. Так, как положено по ТУ ИЭ на РДТТ. Ты же всё время пишешь о попытке точечного воспламенения основной шашки тв. топлива направлением туда излучения лазера. Это было бы неправильным решением со всех точек зрения. Пороховая мякоть - традиционный инициатор для подобных задач. Температура воспламенения достаточно низкая, а поглощающая способность светового излучения угля в ЧП очень высокая. Поэтому раскалённые частицы угля в зоне примыкания торца к таблетке должны почти мгновенно (надо ставить эксперимент с конкретными элементами) воспламенят её состав и процесс пойдёт внутрь пироигнитора (это отдельный девайс в корпусе, а не рассыпанная смесь в канале шашки) воспламеняя его, а затем и топливо. но уже при давлении обеспечивающим высокую скорость горения. Так что раком стоять в поле не нужно. Снаряжение РДТТ происходит обычным образом на стартовой позиции в удобном положении ракеты или двигателя. 40% мощности - это примерно 70 W, сконцентрированных на площади в 1 мм2 (или меньше). 10 м - это тот минимум, который обеспечит безопасность на этапе стендовых испытаний двигателя малого калибра с любой системой зажигания. Если результат будет положительным, можно безболезненно увеличить длину до 30 - 50 м. Потери получаются сразу на входе, а потом, на длине волокна - небольшие. Но, оставим решение этой проблемы автору. Он, очевидно, видит её как-то по- своему. А нам стоит подождать. На самом деле никто и не утверждал, что:"лазер - это наше всё..." Мы ведь занимаемся Экспериментальным Ракетостроением а не регламентированным правилами моделизмом, поэтому внедрение подобного устройства будет одним из экспериментов. Причём весьма интересным.

a.c.> Поэтому раскалённые частицы угля в зоне примыкания торца к таблетке должны почти мгновенно (надо ставить эксперимент с конкретными элементами) воспламенят её состав и процесс пойдёт внутрь пироигнитора (это отдельный девайс в корпусе, а не рассыпанная смесь в канале шашки) воспламеняя его, а затем и топливо.

Нет это всё из-за того, что нет четкого деления в терминах "система зажигания" и "система воспламенения". Одно дело писать только про таблетку черного пороха, совсем другое дело воспламенитель (воспламенительное устройство) в связке с зажиганием.

Получается, что ты имеешь в виду отдельно взятое воспламенительное устройство, которое монтируется не на корпусе РДТТ, а на этом самом световоде, и с его помощью должно там удерживаться у самой заглушки (на 1мм световоде) и зажигаться, что не соответствует приведенной картинке выше.

Я в этой системе в любом случае не вижу никаких преимуществ или упрощений перед "классикой".

irfps> Вот и волокно приехало.
irfps> Диаметр световода 1мм, оболочки 3мм.

То что надо. А длина какая? Интересно испытать на затухание на 30 м хотя бы.

irfps>> Вот и волокно приехало.
irfps>> Диаметр световода 1мм, оболочки 3мм.
a.c.> То что надо. А длина какая? Интересно испытать на затухание на 30 м хотя бы.
Тоже интересно. Тем более, что есть приборы, правда на фиксированные длины волн - 0.85, 1.31 и 1.51. И нужен переходник. Если получится поженить с ними световод - обязательно проверю.

a.c.> То что надо. А длина какая? Интересно испытать на затухание на 30 м хотя бы.

Добрый день.
Длинна кабеля в бухте, уже 98м.

Затухание, дБ/км 0,19- 0,22.

Надеюсь, у уважаемого Skyangel, реальное затухание, получится померить. Это было бы очень полезно и интересно, особенно на рабочей частоте.

С уважением, irfps.

irfps> .. Это было бы очень полезно и интересно, особенно на рабочей частоте.
На рабочей точно не получится. Нет приборов.

irfps>> Вот и волокно приехало.
irfps>> Диаметр световода 1мм, оболочки 3мм.
a.c.> То что надо. А длина какая? Интересно испытать на затухание на 30 м хотя бы.
Мощность излучения довольно высокая. В моем понимании, что бы излучение в световод отправить, нужна некая оптическая схема (она, в первом приближении, мне понятна), формирующая паралелльный (?) пучок. Хуже, если он будет сфокусированным. Так вот, при таком положении дел, световод неизбежно расплавится. Где я тут ошибку допустил?

Skyangel> В моем понимании, что бы излучение в световод отправить, нужна некая оптическая схема (она, в первом приближении, мне понятна), формирующая паралелльный (?) пучок. Хуже, если он будет сфокусированным.

Нет, совсем не так.
У световода есть "дырка", которая ограничивает диаметр пучка.
Какие-то там доли миллиметра, для каждого световода вполне конкретные.
Когда свет из световода выходит на свободу, он начинает расходиться.
Потому что дифракция.
Угол, под каким свет расходится, это что-то вроде волнового сопротивления для кабеля в радио.
Этот угол должен быть согласован и с источником, и с нагрузкой.

(Вообще-то у спутниковых тарелок и приёмников это тоже есть, если в пару брать какие попало, может получиться, что они друг другу не соответствуют. Название параметра забыл.)

Если в твой конкретный световод закачать через лупу солнце (или что-то яркое и широкое), и посмотреть, на сколько свет будет расходиться на выходе, ты вполне поймёшь, в какой степени надо фокусировать свет, для отправки его в волновод.
Просто световод на некотором расстоянии перед экраном помещаешь и смотришь на диаметр пятна.
А лучше световод помещаешь перед линзой, и регулируешь так, чтоб после линзы получился параллельный пучок.
Тогда, из обратимости оптики, если в обратную сторону пустишь параллельный пучок от лазера, он весь поместится в волновод.

Конечно, сколько-то непоместившегося света "расплещется" на первых миллиметрах. Но врядли это поджарит световод. Он же прозрачный.
А стекло в нём вообще особо прозрачное, возможно, прозрачнее воздуха — в нём же свет должен на многие километры без потерь передаваться.

Skyangel> Мощность излучения довольно высокая. В моем понимании, что бы излучение в световод отправить, нужна некая оптическая схема (она, в первом приближении, мне понятна), формирующая паралелльный (?) пучок. Хуже, если он будет сфокусированным. Так вот, при таком положении дел, световод неизбежно расплавится. Где я тут ошибку допустил?

Доброй ночи.
Нет не расплавится, пучек может быть, в некоторой степени, не параллельным. Есть критический угол, вот его, никак нельзя нарушать. В целом, это ничем не отличается от волновода или коаксиального кабеля. Нагрузка должна быть согласованна, это условие минимальных потерь, максимальной передачи энергии и отсутствие стоячей волны в волноводе (КСВ). Надо аккуратно отнестись к входной части, есть несколько вариантов согласования. С выходной частью, все несколько проще, из за несогласованности, в воздухе пучек будет расходится под некоторым углом, по этому, в близи среза световода, этим просто можно пренебречь.
Собираем асферической линзой, вот собственно и все. Попытаюсь подыскать готовую, в старом хламе. Ну и собственно, по рекомендации уважаемого a_centaurus, сделать или купить готовый, узел посадки световода.

Как то так.
С уважением, Irfps.

ArBaLeT> ...Но есть же фактор стартовой скорости...
А ты стартовую установку исключительно для одной ракеты строишь?
Если нет, то далай ее максимально возможной длины.
У меня например 3 метра.
Это не значит что она только для метровой ракеты годится, и двухметровые взлетали.

ArBaLeT> Ничего не пойму... Написал здесь сообщение, а оно куда-то провалилось.
Появилось!!!

ArBaLeT>> ...Но есть же фактор стартовой скорости...
mihail66> А ты стартовую установку исключительно для одной ракеты строишь?
Нет, конечно. Однако и ограничения у меня есть. Ракеты запускать в Москве негде. Единственная возможность делать это на даче. Посему ограничен габаритами автомобиля. Максимум, что я потяну - 2,7 - 2,8 м.
Сейчас готовлю двигатели к испытаниям. Обычно это делал на даче. Теперь думал по ранней весне испытать здесь. Голову сломал в поисках места в Москве, где такое возможно без всяческого риска и возможных неприятностей!

ArBaLeT> ...Максимум, что я потяну - 2,7 - 2,8 м.
Ты установку штыревую собираешься строить, или с пазом?
Если штыревая, то даже 2 метра уже плохо, ее будет мотать.
Если с пазом, то сделай ее составную из двух отрезков.
У меня как раз 2*1,6 метра.

ArBaLeT> Единственная возможность делать это на даче...
Я бы и не даче не стал, специально на пустыри выезжаю.


ArBaLeT> Сейчас готовлю двигатели к испытаниям.
Ну это уже смотря какого размера двигатели, и к каким они могут привести последствиям.

ArBaLeT>> ...Максимум, что я потяну - 2,7 - 2,8 м.
mihail66> Ты установку штыревую собираешься строить, или с пазом?
mihail66> Ну это уже смотря какого размера двигатели, и к каким они могут привести последствиям.

Я хочу использовать дюралевую трубку, а в неё загнать пруток, чтобы избежать сильных осевых колебаний. Установка у меня с возможностью замены верхней площадки. Первая площадка с трубчатой направляющей, вторая с П-образным пазом - металлический кронштейн для штор старого типа - прочный, надёжный при длине 2,5 м.
Двигатели не такие и большие... Здесь это неважно. Мужик непонятно что делает, всем интересно,
много дыма, камера на штативе. Зеваки в виде детей и взрослых тут, как тут. А "бдительные" тут же звонят околоточному.

ArBaLeT> Я хочу использовать дюралевую трубку, а в неё загнать пруток, чтобы избежать сильных осевых колебаний. Установка у меня с возможностью замены верхней площадки. Первая площадка с трубчатой направляющей, вторая с П-образным пазом - металлический кронштейн для штор старого типа - прочный, надёжный при длине 2,5 м.
Ну вот, с высотой ты уже определился.
Осталось придумать как растяжки закрепить, выкинуть трубчатую направляющую, а потом придумать назначение "верхней площадки" или отправить ее вслед за "трубкой".
Получится универсальная и простая стартовая установка.

А для двигателей найти пустынное место вдали от всего и всех (таких полно).

mihail66> Ну вот, с высотой ты уже определился.
mihail66> Осталось придумать как растяжки закрепить, выкинуть трубчатую направляющую, а потом придумать назначение "верхней площадки" или отправить ее вслед за "трубкой
mihail66> А для двигателей найти пустынное место вдали от всего и всех (таких полно).

Трубчатую я планирую на малые ракеты, с чего, собственно, и начинаю, а П-образный кронштейн для более массивных ракет в перспективе. Для площадки с трубкой растяжки не потребуются. Для кронштейна они нужны. Думаю использовать тонкие стальные тросики или цепь с мелкими звеньями.
Нет у меня пустырей рядом. Есть недалеко речушка (когда-то - река) в углублении небольшого оврага. Только там вечно шастает детвора, да и Севастопольский проспект вплотную прилегает с обильным количеством машин. Однако, выхода нет, буду пробовать там.