Высотные ракеты SashaMaks

Mihail66> А что это за процесс такой,

Случайно наткнулся на фрагмент глав книги с названием "Графит в ракетостроении", правда ни слова о ракете не нашел, но есть описание получения чистого графита. Одел очки. Оказалось , что название "Графит в реакторостроении". Вот там и была фраза, что крекинг у графита начинается с 800 градусов. Автор не сказал что выделяется, видно это для него не существенно и очевидно. Но раз умные книжки пишут об этом, то принял к сведению. Ну и кукарекнул.

SashaMaks> Ну, а сейчас есть новое готовое сопло уже именно для двигателя РДМ-60-6 №97

Новый двигатель РДМ-60-6 №97 на натриевой карамели с алюминием и композитным соплом на фенольной смоле собран и готов к испытанию.

Масса начальная 1930г;
Масса топлива (ориентировочно) 1600г;
Начальный Кн 400;
Начальный диаметр критического сечения 9мм;
Степень расширения сопла по диаметру 3,22;

Воспламенитель на ПХК с алюминием.

SashaMaks> Новый двигатель РДМ-60-6 №97 на натриевой карамели с алюминием

Забегу немного вперёд и представлю примерные расчётные данные для самых больших и длинных двигателей (одноступенчатые ракеты) на натриевой карамели с алюминием при той возможной тяге, которую они могут дать, если УИ будет на уровне (180...190)с.

Удлинение по заряду L/D = 16.

Базовый диаметр 60мм:
Масса топлива 4,3кг, максимальная тяга (350...400)кГс;
Высота полёта ракет максимальная (16...20)км;
Скорость полёта ракет максимальная (4...5)М.

Базовый диаметр 80мм:
Масса топлива 10,2кг, максимальная тяга (600...700)кГс;
Высота полёта ракет максимальная (35...45)км;
Скорость полёта ракет максимальная (5...6)М.

SashaMaks> Забегу немного вперёд и представлю примерные расчётные данные для самых больших и длинных двигателей

У Саши самый большой и длинный

N.a.> У Саши самый большой и длинный

У кого-то и толщина с сильнодействующими препаратами не помогает

SashaMaks> Забегу немного вперёд и представлю примерные расчётные данные для самых больших и длинных двигателей (одноступенчатые ракеты) на натриевой карамели с алюминием при той возможной тяге, которую они могут дать, если УИ будет на уровне (180...190)с.
SashaMaks> Удлинение по заряду L/D = 16.

SashaMaks> Высота полёта ракет максимальная (16...20)км;

SashaMaks> Высота полёта ракет максимальная (35...45)км;


Не полетит Саш , бетонный забор очень тяжёлый.
Запускай движок , посмотрим что на этот раз получится - есть ли вообще смысл забегать вперёд.

Maksimys> Запускай движок , посмотрим что на этот раз получится - есть ли вообще смысл забегать вперёд.

В прошлый раз было много проблем с двигателями:

1. Пуски в 2014-2015гг провалились из-за проблем с корпусом двигателя и ракеты;
2. После того, как эта проблема была полностью решена в 2016 году возникла новая проблема с топливом - оно не застывало до конца и отекало, что провалило единственный запуск и всю концепцию летного сезона 2016 года.
3. После решения проблемы с топливом в 2017 году возникла новая проблема, оказалось, что в самых длинных двигателях с удлинением L/D = 16 минимальное рабочее давление составляет на (10...15)атм, а (20...25)атм, а предел прочности корпуса (25...30)атм - пришлось менять материал корпуса и разрабатывать новый композитный стеклопластиковый корпус. Это потащило за собой такое огромное количество переделок и экспериментов, что даже 2018 год был фактически пропущен.

Сейчас я подумываю, чтобы на декабрь-январь 2018-2019 сделать несколько ракет на двигателе РДМ-60-6 с простой натриевой карамелью для отработки полёта самих ракет и их технологии сборки. Теоретически для этого достаточно вообще запускать их пустыми с массогабаритным макетом в ясную погоду и просто отслеживать траекторию полёта, если всё будет в норме, тогда будет установлено полноценное БРЭО. А там и летный сезон 2019 года будет. Надеюсь, что к этому моменту уже будут готовы двигатели и длиннее и на алюминиевой карамели...

Maksimys> Саш , а ты обдумывал вариант параллельной работы движков , например для первой ступени ?
Maksimys> Что хорошего/плохого скажешь на этот счёт ?

Мало, но думал. Из хорошего - это повышение КМС, если наращивание удлинения позволит выдержать давления. А вот плохого, точнее сложностей, больше. Увеличивается трудоёмкость, проблемы с одновременным запуском, перекосы тяги, крепления и пр.

Maksimys> Саш , а твоё /разгораемое/ сопло , может сместить вектор тяги ?
Maksimys> На некоторых твоих видео замечал "козыряние" струи пламени.

Такое может быть и было:
1. Наличие влаги в порах керамики на момент испытания двигателя (зависит от влажности воздуха и времени хранения двигателя при отсутствии гидроизоляции сопла);
2. Сквозная пропитка керамики органической массой;
3. Недостаточная степень обжига, необходимо минимум (600...700)°С, иначе проявится п.1. уже из-за оставшейся кристаллизационной воды в керамике.

Цена этого полученного опыта примерно такая:

В 2011 году был совершен переход на керамику в соплах и в 2012 году были успешно запущены ракеты с такими соплами. Но уже в том же 2012 году наблюдалась плохая воспроизводимость разгара. Причины были не ясны. Некоторые двигатели работали на стенде замечательно и давали рабочие давления до (8...12)атм, но в ракетах получалось где-то только (5...7)атм. От сюда и были тогда недолёты до желаемых высот моих первых ракет... Причина была установлена много позже, уже где-то только в 2015 году. Падение рабочего давления в двигателях для ракет "Рыжик" было обусловлено накоплением воды в порах керамики сопл при их хранении, а только два ракетных двигателя хранились 5-6 месяцев! Существенной оказалась разница по времени завершения сборки двигателя до его реализации. На стенде это время было несколько дней, а на ракете от нескольких недель до нескольких месяцев. За более длительный период хранения керамика напитывалась влагой окружающего воздуха в зависимости от текущей влажности атмосферы. Вода из пор вырывается очень резко при сильном тепловом потоке в сопле и паром разрывает керамическую массу на куски. Всё зависит от степени влажности самой керамики, если количество воды небольшое, то это просто увеличивает степень разгара, если воды много, то вылетают целые куски сопла, что и приводит к отклонению вектора тяги. Часто это было видно, как ракета пошла по спирали - это двойное отклонение в противном случае улетает в бок.

С влагой ситуация в соплах стала понятна только после того, как я "наигрался" с органикой. Сейчас уже точно не помню, кто, но вроде тот же А.С., Pilot и Дмитрий агитировали меня сделать пропитку керамики полимером - ЭДП, например. Типа так будет лучше держать. И поначалу так и казалось, так как это было сделано не сразу. В 2012-2013гг было решено попробовать пока только провести поверхностную пропитку, так как пропитывать насквозь было долго, дорого и сложно. Ну нужно понимать, чтобы, например, пропитать сопло смолой ЭДП нужно сделать емкость с ЭДП объёмом на 0,5л или больше, а потом это всё застынет или загуснет и потеряет свою актуальность и будет выброшено. Т.е. потери были большие. И пропитку я начал с ПВА из потолочного клея. Он дешев и его вязкость можно регулировать ацетоном практически без потерь.

Но поверхностная пропитка дала сильно обманчивый результат!
Сопло, покрытое сразу после обжига полимером, оказалось не восприимчиво к влажному воздуху и проблема с п.1 сама по себе незаметно исчезла, и сопла стали лучше держаться на разгар. Так было по первым испытаниям, логично было решено довести пропитку до 100% керамической массы, т.е. на всю глубину. И так сложилось по испытаниям (а в двигателях много чего ещё испытывалось тогда), что далеко не сразу я заметил, как тут получилась полная ж..па. Было это уже в 2014 году на запуске ракеты на Ракетфесте 2014г с полигона "НИИ Геодезия", тогда в ИК съёмке было видно, как отлетел кусок от сопла, и ракету закрутило по спирали. Последующие стендовые испытания показали идентичный результат, где профиль тяги быль сильно регрессивный из-за избыточного разгара, и так же вылетали куски сопла, которые провоцировали резкий спад рабочего давления до атмосферного - неустойчивое горение, точнее неустойчивая работа двигателя. И всему виной была органика в керамике, она так же, как и вода, при воздействии сильного теплового потока в сопле резко вскипала и испарялась, разрывая керамическую массу. Когда это была только поверхностная пропитка (1...2)мм - это не оказывало заметного влияния и даже наоборот помогало против влажности, но только не при сквозной пропитке.

И так с 2015 года уже все керамические сопла в моих двигателях имеют только поверхностную гидроизоляцию и больше ничего. В 2016 году материал для гидроизоляции был усовершенствован, и данное конструктивно-технологическое решение почти никак не усложняет сборку двигателя.

В этом году я уже столкнулся с проблемой обжига больших керамических сопл на газу, они получаются недообожженными, так как размер факела от газовой горелки плиты слишком маленький для них и в них остаётся кристаллизационная вода, которая снова делает свое вредное дело по увеличению разгара. А попытки как-то изловчиться приводят к образованию внутренних радиальных трещин, из-за которых и гуляет вектор тяги. Поэтому сейчас и встал вопрос ребром о постройке муфельной печи, дальше без неё уже никак.

SashaMaks> Было это уже в 2014 году на запуске ракеты на Ракетфесте 2014г с полигона "НИИ Геодезия", тогда в ИК съёмке было видно, как отлетел кусок от сопла, и ракету закрутило по спирали. Последующие стендовые испытания показали идентичный результат, где профиль тяги быль сильно регрессивный из-за избыточного разгара...

Это так же приводило к потерям по давлению и УИ, что весьма радовало некоторых моих оппонентов, делая их доводы относительно реальных результатов для моих ракет на практике верными. Эти потери у моих ракет вообще весьма существенны для прогрессивного заряда при регрессивном профиле тяги, когда низкое давление получается под конец горения, где находится большая масса топлива.

SashaMaks> Поэтому сейчас и встал вопрос ребром о постройке муфельной печи, дальше без неё уже никак.

Если только успешно не завешаться испытания нового композитного сопла на фенольной смоле.

SashaMaks> Воспламенитель на ПХК с алюминием.

Испытание состоялось не без труда, связанного с электроникой, но с этим удалось всё починить...

А вот бабах был весьма сильный, точнее самый сильный за всё время и ооочень необычный.
Есть большое подозрение на распыление воспламенительного состава с ПХК в камере по вине связки на НЦ лаке.
График тяги имеет только скачок давления и силы всего за 0,01с!
Стенд полностью уничтожен, данных нет.

SashaMaks> А вот бабах был весьма сильный, точнее самый сильный за всё время и ооочень необычный.
А я что-то не понял. Это что так бахнуло, воспламенитель или все-же топливо? На графике даже не видно как двигатель на режим начинает выходить.

Mihail66> А я что-то не понял. Это что так бахнуло, воспламенитель или все-же топливо? На графике даже не видно как двигатель на режим начинает выходить.

Воспламенительный состав. Чистая пиротехника, не имеющая никакого отношения к ракетам.

SashaMaks> График тяги имеет только скачок давления и силы всего за 0,01с!
SashaMaks> Стенд полностью уничтожен, данных нет.

Такое уже было:


Тогда был применён вот такой состав:
Serge77: "Сделай NaNO3-Al-S 60-20-20 или 60-30-10, смочи очень разбавленным нитролаком".
(РДТТ конструкции технологии материалы - XVIII [Serge77#07.01.13 01:32])
Но, возможно, что причина была в этом:
Serge77: "Нитрат грязный, связки неясно сколько."
(РДТТ конструкции технологии материалы - XVIII [Serge77#07.01.13 17:58])

Теперь ПХК ХЧ вместо самодельного НН и связки (12...14)% без серы, итог тот же самый.

Попробовал раздавить контрольные образцы - результат, как тогда, так и сейчас - разрушения в пыль воспроизводится во всех случаях применения НЦ лака и только его.

С тех пор применялась другая связка, которая не давала такого эффекта и не было ни одного подобного случая отказа с воспламенителями - это 84 двигателя! И у них у всех воспламенители всегда догорали до самого выхода двигателя на режим, без бабахов на стадии воспламенения.

Очень жаль, большая работа уничтожена, сокровенные данные о новом топливе так и не получены, алюминия осталось только на ещё один такой двигатель и всё.

SashaMaks>> В связи с этим решил несколько увеличить мощность работы воспламенителя и попробовал новый состав на ПХК с алюминием:
Mihail66> Хороший получился искромет. Какой алюминий и связка?

Забудь этот состав, как страшный сон!
И любой другой на разведенном НЦ лаке!
Это не имеет никакого отношения к ракетам, а только к пиротехнике: (Высотные ракеты SashaMaks [SashaMaks#01.12.18 14:46])

Mihail66> На графике даже не видно как двигатель на режим начинает выходить.

На графике виден только удар, это даже не тяга.

SashaMaks> Забудь этот состав, как страшный сон!
Я всегда относился к комбинации ПХК+Ал как к петарде.

Mihail66> Я всегда относился к комбинации ПХК+Ал как к петарде.

С нормальной связкой такого не будет.

SashaMaks> Стенд полностью уничтожен, данных нет.

Данных нет, рама кривая, а датчики живы!
После такого удара и после страшного пожара!
Теоретически, достаточно просто поменять площадку с ТЗП, которая доблестно в этот раз отработала и защитила тензодатчики от полного уничтожения.

Это я сейчас записал поверх новые данные, нажал рукой на обугленную площадку. Шумы даже меньше стали И это при том, что всё ещё сырое, только что из ванны после отмачивания всего стенда! Даже гидрозащита у датчиков цела

SashaMaks> С нормальной связкой такого не будет.

Что такое нормальная связка?
Например если это эпоксид, то такая смесь грохочет как только почувствует повышение давления. Уж не знаю какой у нее показатель степени, но однозначно больше 1.

Mihail66> Например если это эпоксид, то такая смесь грохочет как только почувствует повышение давления. Уж не знаю какой у нее показатель степени, но однозначно больше 1.

Возможно с ПХК, но не с НН. Думаю, попробовать сорбит. Эпоксид мне не нравится, так как плохо горит при атмосферном давлении.

SashaMaks>> Стенд полностью уничтожен, данных нет.
SashaMaks> Данных нет, рама кривая

Двигатель одновременно порвало у сопла и заглушки по переходным зонам. Основной удар пошёл вниз в грунт, т.е. в направлении камеры на фото.