Твёрдые ракетные топлива XX

Massaraksh> Провёл испытания. В конце видео - табличка с полученными данными.

Добрый день.
Поздравляю.
Связки надо меньше 12-16% для ПХН\ПХК\НК\НН и для НА\ПХА 15-20%.
Используй катализаторы, например окись железа.
Очень хороший результат дают смешанные катализаторы, ОЖ\ОМарг или ОЖ\ДАФ-2(жидкий ферроцен).
С ПХА, я бы греть не рискнул, используй аддукт.
Да, алюминий не особо нужен, только темп. повышает, сопло портит. ПХА\ПБАН\Кат горит 4мм\с на воздухе. ПХА\ПДИ-1К\Кат 2.5-3мм\с, ПХА\ПДИ-3АК\Кат 5мм\с, ПХА\ПУ\Кат 1,5- 2мм\с.

Mihail66> Да, уж! Я тоже ожидал что с этой "резиной" будет гореть помедленнее, чем на эпоксиде. А "резина" по скорости оставила эпоксид в глубокой заднице.

Используй ПУ. ПХА\ПУ горит 1-1.5мм\с на воздухе.

RocKI> Кто-нибудь пробовал ферроцен в качестве катализатора для топлив на ПХА? Есть ли отличие от добавки окиси железа?

Да, я тестировал ДАФ-2 и ферроцен. Увеличивает скорость горения, до 3 раз, в зависимости от состава.
ДАФ-2 очень перспективная вещь, является хорошим пластификатором, в некотором смысле, активным. Возможна добавка ощутимого процента(2%- 5%) Отличный катализатор. Подходит для PBAN, HTPB и ПУ.
Отличие от ОЖ есть, добавки ОЖ увеличивают скорость на 15-40%. Совмещенный катализатор ОЖ\ДАФ-2 работает еще лучше.
Твердый ферроцен работает немного лучше, чем ОЖ, с ПХА.

irfps> Используй ПУ.ПХА\ПУ горит 1-1.5мм\с на воздухе.
Пробуем!
Но могу сразу сказать что ПУ труднее заводится. Приходится использовать "пусковой" состав.

irfps> Да, я тестировал ДАФ-2 и ферроцен. Увеличивает скорость горения, до 3 раз...
Это при НУ? А какая прибавка под давлением (ну примерно 6-7МПа)?

irfps>> Используй ПУ.
Mihail66> Пробуем!
Mihail66> Но могу сразу сказать что ПУ труднее заводится. Приходится использовать "пусковой" состав.

Состав ПХА80 ПУ19 ОЖ1 очень стабильно горит и легко воспл. воспламенителем НК75\Ид10\МПФ15.

irfps> Состав ПХА80 ПУ19 ОЖ1 очень стабильно горит и легко воспл. воспламенителем НК75\Ид10\МПФ15.
Правда у меня состав слишком фильдиперсовый, и ПХА в нем всего 15%.

irfps>> Да, я тестировал ДАФ-2 и ферроцен. Увеличивает скорость горения, до 3 раз...
Mihail66> Это при НУ? А какая прибавка под давлением (ну примерно 6-7МПа)?

Под давлением, естественно прибавка меньше, в этом смысл катализатора, он расширяет диапазон применения топлива.
Смотря для какого состава. Думаю для ПХА\ПБАН\Кат, не более, чем в 2 раза. Для ПХК\ПУ\Кат может быть совсем не так.

irfps> Смотря для какого состава. Думаю для ПХА\ПБАН\Кат, не более, чем в 2 раза.
Это слишком дохера. ОЖ на таком давлении дает прибавку скорости не более 15%.

irfps>> Смотря для какого состава. Думаю для ПХА\ПБАН\Кат, не более, чем в 2 раза.
Mihail66> Это слишком дохера. ОЖ на таком давлении дает прибавку скорости не более 15%.

Для твоего состава.

irfps> Для твоего состава.
Да для любого правильного катализатора. В идеале катализатор вообще не должен работать на рабочем давлении.

irfps> Поздравляю.
Спасибо.
irfps> С ПХА, я бы греть не рискнул, используй аддукт.
С аддуктом я готовлю следующую серию опытов.
Насчет опасности греть с ПХА: ПХА начинает разлагаться, если помню, при 150°С, главное, не доводить температуру (с некоторым запасом) до этих значений. А используя муфельную печь, или сушильный шкаф, легко избежать локальных перегревов.

Вообще, есть мысль протестировать классический состав бокового ускорителя Спейс Шаттл:

В качестве топлива используется смесь перхлората аммония (окислитель, 69.6% по весу), алюминия (топливо, 16%), оксида железа (катализатор, 0.4%), полимера (такого как PBAN или полибутадиен, служащего связующим, стабилизатором и дополнительным топливом, 12.04%) и эпоксидного отвердителя (1.96%). Удельный импульс смеси 242 секунды на уровне моря и 268 в вакууме.

 

Останавливает одно - зачем?

Massaraksh> Вообще, есть мысль протестировать классический состав бокового ускорителя Спейс Шаттл:
Massaraksh> Останавливает одно - зачем?

Этот "классический" состав вызывает недоумение. Связки очень мало. Наличие ОЖ для наших целей не имеет смысла (если не пытаться сделать торцевик). Добавка отвердителя эпоксидки вообще не лезет ни в какие ворота. Зачем?

RocKI> Этот "классический" состав вызывает недоумение. Связки очень мало. Наличие ОЖ для наших целей не имеет смысла (если не пытаться сделать торцевик). Добавка отвердителя эпоксидки вообще не лезет ни в какие ворота. Зачем?
Для большего УИ связки нужно еще меньше.
За наличие ОЖ соглашусь, это топливо и без того очень активно воспламеняется чтобы его подгонять. Но это видимо связано с очень большой длиной канала, который уже не просто воспламенить мгновенно.
А вот про эпоксидку, в PBAN добавляется не "эпоксидкин" отвердитель, а сама эпоксидная смола является отвердителем для бутадиеновой связки.

irfps> Используй ПУ.
Ну вот я и добрался до ПУ. Племянничек изготовил столбик на двухкомпонентной ПУ-связке.
Эластичности вообще никакой, но она меня и не интересовала. Столбик довольно твердый, но не "кирпич" как на эпоксиде. Состав ПХА/НН/Ал/ПУ.
Зажечь мы его не смогли. При нагревании этот образец вдруг превратился в расплавленную массу, очень похожую на расплавленный сургуч.
Это так и должно быть с ПУ-связкой? Мне не нравится, если топливо в КС начнет сначала течь, а потом гореть. Или у нас что-то не правильно с полиуретаном?

RocKI> Связки очень мало.
Что ж сделаешь, максимизация УИ...
RocKI> Добавка отвердителя эпоксидки вообще не лезет ни в какие ворота.
Да, Михаил выше правильно отметил: неточно сформулировали, не патриции, а партийцы не эпоксидный отвердитель, а эпоксидка, как отвердитель.

Mihail66> Зажечь мы его не смогли. При нагревании этот образец вдруг превратился в расплавленную массу, очень похожую на расплавленный сургуч.
Mihail66> Это так и должно быть с ПУ-связкой? Мне не нравится, если топливо в КС начнет сначала течь, а потом гореть. Или у нас что-то не правильно с полиуретаном?
Я делал ПУ с ПХА (правда, без НН), горит и воспламеняется нормально.
Первая мысль, которая приходит в голову: а хорошо ли ты осушил НН, которая сама по себе достаточно гигроскопична?

Massaraksh> Я делал ПУ с ПХА (правда, без НН), горит и воспламеняется нормально.
Да как по мне, то на чистом ПХА "чё хош" будет пылать как у Газпрома.
Massaraksh> Первая мысль, которая приходит в голову: а хорошо ли ты осушил НН, которая сама по себе достаточно гигроскопична?
Про сушку НН это отдельная песня, и на этот процесс затрачивается не мало телодвижений. Раньше сушил в силикагеле, пока силикагель не помер. Теперь НН сушится с нагревом до 200*С, и непосредственно перед замесом в связку. Сильней осушить я уже не могу.
Но как можно связать эту гигроскопичность с плавлением ПУ?

Mihail66> Для большего УИ связки нужно еще меньше.

А ещё нужны пластификаторы, вибрация и механическое смешивание в резиносмесителях при том, как минимум, желательно полностью автоматизированное и где-нибудь на отшибе.
П.С. Варбана все помнят...

Mihail66> За наличие ОЖ соглашусь, это топливо и без того очень активно воспламеняется чтобы его подгонять. Но это видимо связано с очень большой длиной канала, который уже не просто воспламенить мгновенно.

Это связано:
1. С целью получить больший УИ, так как чем ниже зависимость скорости горения от давления, тем меньше потери УИ на переходных режимах (например: выход двигателя на режим и сход с режима в особенности, изменение давления на режиме).
2. С целью получения достаточной тяги для "бустера" при имеющихся габаритах и КМС необходимо, чтобы скорость горения была как можно больше. При толщине свода в 1м - это будет скорость горения порядка 8мм/с при времени работы 130с. Стартовая тяговооруженность при этом для одного ускорителя всего лишь 2, а надо ещё с собой тащить огромную массу бака и непутёвой 100-тонной нагрузки.

SashaMaks> Это связано:
SashaMaks> 1. С целью получить больший УИ, так как чем ниже зависимость скорости горения от давления, тем меньше потери УИ на переходных режимах (например: выход двигателя на режим и сход с режима в особенности, изменение давления на режиме).

Позволю кое с чем не согласиться. Потерь УИ на переходных режимах у Шаттла не будет (на самом деле будет, но на это начхать), поскольку заявленный УИ 242с это не для двигателя, а для топлива уже на режиме. Выход на режим (когда челнок еще на Земле) и сход с режима (когда бустер уже отделился) там просто не учитываются.
И цель там скорей даже не в УИ, а в необходимости максимально синхронно раскочегарить два бустера, ну и изменение давления на режиме минимизировать.

SashaMaks> 2. С целью получения достаточной тяги для "бустера" при имеющихся габаритах и КМС необходимо, чтобы скорость горения была как можно больше. При толщине свода в 1м - это будет скорость горения порядка 8мм/с при времени работы 130с. Стартовая тяговооруженность при этом для одного ускорителя всего лишь 2, а надо ещё с собой тащить огромную массу бака и непутёвой 100-тонной нагрузки.

(И вот здесь у тебя тоже несколько нестыковочек. Время работы бустера не 130сек., а всего 75. И скорость горения топлива порядка 16-17мм/с. (пишу по памяти, но примерно так, если что поправьте). И это как рас та самая скорость (очень быстрая скорость, хочется заметить) которая получается у любительских движков на ПХА.)

Да, Саш, ты прав. Сейчас покопался в своих записках, действительно время работы 122 сек. Отсюда встает закономерный вопрос, нахера туда пихать столько лишнего топлива (и лишней массы), если бустеры находятся в активном полете всего 75сек?
Теперь уже и самому стало интересно, каким таким образом удалось сделать столь медленную скорость горения топлива при давлении в КС 6,7МПа?
Теперь Massaraksh-у непременно стоит повторить этот классический рецепт, и проверить сумеет ли это топливо гореть в двигателе так медленно, как мне этого хочется.

Mihail66> Позволю кое с чем не согласиться.

Заразная эта вещь на форуме, ага.
Только отделяй свои мнения от действительности. Хорошо.

Mihail66> Потерь УИ на переходных режимах у Шаттла не будет
Это твоё ИМХО.
Mihail66> (на самом деле будет, но на это начхать)
Это тебе "начхать".
Mihail66> , поскольку заявленный УИ 242с это не для двигателя, а для топлива уже на режиме.
Это твоё ИМХО, а в АТК считали всю площадь графика тяги. Это элементарно проверяется, ну почти элементарно. Всё же надо постараться, чтобы по картинке пересчитать СИ графика тяги. Но если бы ты это сделал, то не писал бы такой ерунды.
Mihail66> Выход на режим (когда челнок еще на Земле) и сход с режима (когда бустер уже отделился) там просто не учитываются.
Это тоже твоё ИМХО см. выше про подсчёт УИ.
Mihail66> И цель там скорей даже не в УИ, а в необходимости максимально синхронно раскочегарить два бустера, ну и изменение давления на режиме минимизировать.
Цель именно в УИ, а синхронность на десятом месте, всё равно старт происходит с задержкой до полного выравнивания тяги от всех двигателей.
Mihail66> И вот здесь у тебя тоже несколько нестыковочек.
Это твоя неосведемлённость, которую и ты теперь выдаешь, как авторитетное мнение - истина в последней инстанции. А в каталог АТК слабо заглянуть, посмотреть? Зачем выдумывать какую-то свою ерунду???
Mihail66> Время работы бустера не 130сек., а всего 75.

Mihail66> И скорость горения топлива порядка 16-17мм/с. И это как рас та самая скорость, которая получается у любительских движков на ПХА.

Очень жаль, у мня пока ничего подобного не получалось.

Например ПХА-ЭДП-Ал без катализатора горел со скорость порядка 2,5мм/с при показателе 0,2 и давлении 50 атм это будет всего лишь 5,4мм/с.

А вот если херово смешать малое содержание связки, то можно получить сквозную пористость разной степени гидравлического сопротивления, и вот тут уже могут быть скорости горения в разы больше! Хреновая воспроизводимость и высокая вероятность бабаха, особенно при высоком КМС.
Но любителям - это нормально

SashaMaks> Заразная эта вещь на форуме, ага.
SashaMaks> Только отделяй свои мнения от действительности. Хорошо.
Вот на все что ты там дальше написал мне начхать. Можешь и дальше тупо читать АТК (Это мое ИМХО)

SashaMaks> Очень жаль, у мня пока ничего подобного не получалось.
SashaMaks> Например ПХА-ЭДП-Ал без катализатора горел со скорость порядка 2,5мм/с при показателе 0,2 и давлении 50 атм это будет всего лишь 5,4мм/с.
Это ты теоретически вычислил, или на практике такую скорость получил?
Интересно посмотреть хоть один пример (пусть даже чужой пример) чтобы топливо на ПХА так медленно горело.

Mihail66> Вот на все что ты там дальше написал мне начхать. Можешь и дальше тупо читать АТК (Это мое ИМХО)

Тогда ты тоже "тупо" считаешь суммарный импульс своих двигателей.
Просто для ясности очередной идиозной ситуации с данного ресурса:
1. Я посчитал СИ и УИ по графику из каталога АТК, где видно, что УИ взят по всей площади графика;
2. Ты не делал этого и написал свои выдуманные выводы, о том, что там учитывается, а что нет.

Mihail66> Это ты теоретически вычислил, или на практике такую скорость получил?

Теоретически только показатель. Читал, что для классики на ПХА в РДТТ от находится в районе (0,15...0,25), но это уже с учётом того, что топливо с катализатором и алюминием, которые понижают эту зависимость.
Можно допустить, что показатель будет 0,25 без катализатора, тогда:
При НУ 2,5[мм/с] - под давлением 50[атм] - 6,65[мм/с], где ∆ составит 2,66 раз;
Можно допустить, что показатель будет 0,2 с катализатором, тогда:
При НУ 4[мм/с] - под давлением 50[атм] - 8,74[мм/с], где ∆ составит 2,19 раз.

Для двигателя это (уменьшение ∆) означает, что при снижении давления в КС всё меньшее количество топлива будет сгорать при давлении ниже рабочего, а следовательно УИ будет выше.

Но я тебя так делать ни в коем случае не заставляю!

Mihail66> Интересно посмотреть хоть один пример (пусть даже чужой пример) чтобы топливо на ПХА так медленно горело.


ПХА ХЧ крупной фракции.

Я даже более того напишу. Сейчас собираюсь применить составы на ПХА именно для воспламенителей, горящих по торцу в своих двигателях. И вот почему. Попытки сделать быстрогорящие составы на других компонентах полностью провалились. А то были чистые реактивы, например ПХК! И причина оказалась не в чистоте, как тут некоторые умники писали, а в пористости. Стоит только закрыть полностью поры, так тот же самый состав вообще уже не горит при НУ! А вот ПХА тут прямо удачное исключение получается хотя и дорогое, но для воспламенителей в несколько грамм пойдёт, всё равно девать уже некуда.

SashaMaks> Просто для ясности очередной идиозной ситуации с данного ресурса:
SashaMaks> 1. Я посчитал СИ и УИ по графику из каталога АТК, где видно, что УИ взят по всей площади графика;
Ну посчитал и молодец, можно было и не считать по графику, оно по любому примерно на то выйдет. Вот только я никак в толк не возьму о каких потерях УИ на переходных режимах ты говоришь, если сам же пишешь о том, что челнок стартует только после того как тяга на режим выйдет? Ведь по большому счету Шаттлу насрать на эти переходные процессы, как при выходе на режим, так и при окончании тяги уже отделившегося бустера.
(Кстати сейчас ради интереса посмотрел запуск Антлантиса, и он отрывается почти мгновенно после начала работы ускорителя. Видать очень быстро, а главное очень синхронно, оба движка на режим встают.)

Mihail66>> Это ты теоретически вычислил, или на практике такую скорость получил?
SashaMaks> Теоретически только показатель. Читал, что для классики на ПХА в РДТТ от находится в районе (0,15...0,25), но это уже с учётом того, что топливо с катализатором и алюминием, которые понижают эту зависимость.
Вот тут какая-то непонятка. Видимо этот показатель совсем иной. Потому что под давлением в 50атм, скорость горения получается примерно 12-13мм/с. Это по моим экспериментальным данным, которых не много. Но в инете полно роликов с прожигами движков на ПХА, из которых можно поиметь представление о скорости горения топлива в КС.
И вот именно пример горения топлива под давлением со скоростью 5-6мм/с я и хотел бы увидеть. А то как горят тестовые столбики при НУ я могу тебе своих роликов около сотни показать.

SashaMaks> Я даже более того напишу. Сейчас собираюсь применить составы на ПХА именно для воспламенителей, горящих по торцу в своих двигателях.
Так вот именно такими воспламенителями мы сейчас и заводим свои двигатели на "медленных топливах", которые в КС горят со скоростью ~3,8мм/с.

Mihail66> Вот только я никак в толк не возьму о каких потерях УИ на переходных режимах ты говоришь, если сам же пишешь о том, что челнок стартует только после того как тяга на режим выйдет?

Переходные режимы - это не только набор давления в КС, который происходит у промышленных РДТТ за счёт воспламенительного состава, это ещё и изменения давления на режиме и сход с режима.
Чем плавнее это происходит под конец, тем больше будут потери у топлив с высокой зависимостью скорости горения от давления. Именно сброс давления критичен в данном случае. Быстрое изменение давления с более высокого на более низкое на режиме может привести в низкочастотной неустойчивости при высокой зависимости скорости горения от давления.

Для примера:

Возьми натриевую карамель без катализаторов. Под конец горения остаётся 10% топлива, которые будут сгорать при постепенном и равномерном уменьшении Кн с режимных значений 500 до 0. Тяга просядет на порядок уже при значениях 200...300, а это только половина от этих 10%. При той же геометрии у ПХА составов тяга будет проседать почти пропорционально падению Кн, а не на порядок. Соответственно кривая давления будет идти выше и площадь графика под ней будет больше - суммарно и УИ будет больше, а потери меньше.