Пятница, 17.05.2024, 13:42
Приветствую Вас Гость | RSS

Lida-eLiTE

залогинься

Новости

Софтинки

фотки

часики

Каталог статей

Главная » Статьи » техника

Ракетное топливо

Простая ракета

Читал про ракеты и фейерверки, но не нашёл самой простой, на мой взгляд, и самой эффективной ракеты.
я сам её придумал и делал. Маленькая, но взлетает метров на 200-300, да ещё с боезарядом.

НАДО:
Порох:
Натриевая селитра(пыль из кофемолки) - 80%(по весу)

Уголь (пыль) 20%
если просто смешать и пытаться поджечь, то почти не горит, но в прессованном виде - отличное топливо для ТРД.

Спички(лучше зелёные) маленький молоточек, пара спиц, одна большая, направляющая(диам=4-5 мм, длина 35-50 см), другая маленькая(диам 1.5 - 2 мм, длина > 10 см), селитрованая газета, силикатный клей, бумага в 2 мм, длина клеточку, простой карандаш. ну и какой-нть боезаряд, перекись ацетона или магний с селитрой...

отрезаем кусочек простого карандаша(8 мм), вынимаем грифель и кладём в силикатный клей на пару часов, лучше на сутки. На большой спице клеим направляющие колечки из бумаги,чтобы они легко скользили.
вырезаем полоску шириной 10 см, мажем силикатным клеем, наматываем на простой карандаш, снимаем мокрую трубочку, вставляем кусочек карандаша без грифеля и подгибаем края, чтобы его не выбило при запуске. кладём на батарею сушиться. Из той-же бумаги вырезаем и склеиваем стабилизаторы, по размеру примерно в половину ракеты и шириной 1.5-2.5 см. к корпусу пока не приклеиваем. (я делал сразу штук 10) всё сохнет, а в это время делаем порох. просто тщательно смешиваем(СУХИЕ!!!) пыль селитры и угля. когда корпуса высохли, берем простой карандаш(новый), насыпем в корпус порох на 1-1.5 см и стукая осторожно молоточком по карандашу прессуем порох в корпусе. надо оставить место под боезаряд. 2 см достаточно. потом впрессовываем туда-же комочек селитровки. потом пару спичечных головок. потом боезаряд(перекись ацетона нельзя стукать, надо просто насыпать или вставить заранее приготовленный по форме пластифицированный заряд. Потом вставляем сухой комочек бумаги, потом смоченный в силикатном клее и подгибаем края, чтобы взорвалось посильнее. приклеиваем стабилизаторы и направляющие колечки (колечки луше приклеивать на спице) из бумаги. кладём сушиться опять. минут на 20. как высохло, маленькую спицу вставляем в сопло на глубину чуть меньше( 1 см) длины порохового заряда.Вынимаем спицу. Вставляем в получившееся отверстие кусочек спичечной головки и тоненькую скрученную селитровку. Ракета готова. насаживай на направляющую и поджигай селитровку.

Я это придумал и реализовал сам, на собственном опыте. извёл кучу, времени, бумаги, селитры.. и прочего дерьма

Blower


Изготовление ракеты на осное ПМ от Павла
D 8мм
Длина 6.5-7см
Длина конической пустоты 5см
Глухой состав 8-13мм
Сопло

3-4мм

Диаметр конической пустоты 4мм
Толщина стенок 2мм
Состав ПМ и уголь пропорции зависят от качества вашей ПМ лично у меня пропорции такие:

Состав I. Нормально тянет и можно сделать без заглушки если хорошо напрессовать:
ПМ-87% Уголь(0.1-0.5мм)-8,7%
Уголь мелкий-4,3%.
Состав II. Отлично тянет, но делать без заглушки вряд ли получится:
ПМ-90% Уголь(0.1-0.5мм)-5%
Уголь мелкий-5%.

Длина реечки стабилизатора 30см
Кол-во топлива на 1шт 2-4г
Поднимаемый груз 2-5г
Высота подъёма с грузом 2г 40-50м

1)изготовление гильзы. Клей силикатный, бумага тетрадная шириной в 1/3 ширины листа и длиной во всю длину листа, навойник – карандаш
2)когда гильза готова и высохла, её набивают составом посредством карандаша на всю длину. Её протыкают со стороны сопла подходящим шилом.
 3)Дальше сами допрёте чё делать.

Какое топливо использовать ?
Это был самый первый вопрос, и от него зависело практически все - и начальный импульс ракеты и скорось, и высота ее полета. После нескольких попыток построить ракету на черном порохе, впрочем не увенчавшихся успехом я перешел на так называемую "Карамельку". Этот рецепт я уже давно нашел на одном из пиротехнических сайтов, но сначала не придал ему значения. Это топливо обладает характеристиками, намного превосходящими черный порох. Во-первых удельный импульс немного (совсем чуть-чуть) меньше, чем у черного пороха (в дальнейшем ЧП), колво выделяющихся газов в 2-3 раза превосходит ЧП, продукты горения - красивый белый дым без запаха, не ядовит, скорость горения несколько меньше чем у ЧП, однако это тоже можно считать преимуществом тк двигатель не дает всю мощь на старте, разрываясь, а сравнительно медленно высвобождает свою энергию в течении всего полета.
Как изготавливать "Карамельку"
Карамелька - смесь нитрата калия (калийной селитры, KNO3) с сахаром (C12H22O11) или другим углеводом в соотношении 65% KNO3 и 35% сахара (это самое лучшее соотношение, которое я когда-либо видел) Существует три способа смешивания компонентов:

1. Смешивание с помощью выпаривания водного раствора: Компоненты взвешиваются, кладутся в консервную банку (так делаю я), туда наливается 1/4 часть объемная воды и все это греется на газовой плите до выпадения густой суспензии, затем даем смеси остыть и сушим неделю (я просто выворачиваю все из банки на полиэтиленовый кулек, затем сушу день, размельчаю на мелкие кусочки и сушу оставшиеся) - этот способ я нашел на сайте Pyroboom, правда с другим соотношением компонентов. Достоинства метода - безопасность приготовления, недостатки - содержание воды в топливе, необходимость прессовать, меньшая скорость горения (некоторые ракеты просто не могли подняться в воздух)

2. Смешивание с помощью набивания смеси компонентов в трубку: Этот метод разработал американец Ричард Накка - В кофемолке около получаса отдельно мелются нитрат калия и сахар (сразу после помола необходимо их засыпать в банку с пробкой тк они становятся чрезвычайно гигроскопичными.), затем это все смешивается около часа на специальной мельнице - к мотору присоединяется консервная банка, затем смесь прессуется в форму. Достоинства - самый безопасный метод, недостатки - топливо гигроскопично, скорость горения самая мелкая, необходимость иметь специальное оборудование.

3. Смешивание расплавов нитрата калия и сахара: Смесь компонентов помещается в консервную банку и нагревается до начала плавления сахара при постоянном перемешивании, как только сахар плавится банка снимается с огня и некоторое время перемешивается (до прилипания смеси к палке, которой ее перемешивают), затем опять разогревается до отлипания смеси от стенок и в таком виде быстро прессуется в ракету. Недостатки - самый опасный метод приготовления, работать необходимо с минимальными кол-вами веществ, смесь имеет цвет, извиняюсь, говна, при остывании может растрескается и тогда при старте произойдет взрыв, достоинства - самые лучшие рабочие параметры, возможность формировать гранулы большой плотности.

Как вы поняли все три способа не идеальны, выбирайте на свой страх, риск и вкус, лично я использую постоянно 1 и 3.
Какой вид стабилизаторов использовать ?
Я чаще всего использую палочковые стабилизаторы, хотя в этом случае создается проблема о правильном подборе стабилизатора (по массе, относительно массы ракеты). Но после нескольких экспериментов нужный стабилизатор легко установить. Прикрепляю я стабилизатор к ракетам скотчем или проволокой.
Как и из чего делать корпус ракеты ? Как делать Сопло ?
Корпус я делаю наматывая чертежную бумагу (она плотнее обычной) на алюминиевую трубку обильно проклеивая силикатным (обязательно !!!) клеем, затем изготавливаю сопло - беру трубку алюминиевую (ту, на которую это наматывалось) и разрезаю на 2 части (одна из них 2-3см, другая длиннее), надеваю на них будущий корпус и наматываю стальную проволоку так, чтобы она продавила сопло нужного диаметра, если этоно не получается, сматываю проволоку и наматываю снова, затем отрезаю ту часть проволоки что осталась на корпусе и заклеиваю ее бумагой с силикатным клеем. и дня 3 сушу (с учетом того что дома у меня температура выше +20 не подымается).
Заполнение корпуса двигателя составом.
Тут самое главное соблюсти одно правило (т.к. просто заполнить гильзу составом умеет каждый пиротехник) - необходимо сделать коническую пустоту в районе сопла. Коническая пустота необходима, поэтому лучше не лениться, а сделать ее. Для начала подберем специальный набойник конической формы, который будет входить в сопло примерно на 4 см. Закрепляю его в таком положении (он должен потно входить в сопло, чтоб состав не высыпался). С верхнего конца гильзы насыпаем или наливаем (если вы используете метод с расплавами) карамельку. Хорошо прессуем состав набойником. Т.к. карамелька не детонирует от ударов - можно даже для увеличения плотности постучать по набойнику молотком. В таком случае состав будет очень сильно спрессован и не будет высыпаться. Верхнюю часть гильзы необходимо ОЧЕНЬ сильно закупорить, т.к. если это плохо сделать - ракета взорвется при старте.
Система зажигания
Лично я предпочитаю стопиновый привод. Когда ракета сделана, вынимаем конический набойник из сопла ракеты. Если вы хорошо постарались при набивке ракеты - то состав не должен высыпаться. Запихиваем в отверстие сопла стопин. Все.
Стартовая площядка
Проще всего запускать такие ракеты из пивных бутылок.

РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО KNO3-СОРБИТ

(СОРБИТОВАЯ КАРАМЕЛЬ)

 

Наиболее полную информацию об этом топливе можно прочитать на сайте Ричарда Накки.

Дискуссия о карамельных топливах на Ракетомодельном форуме: Твёрдые ракетные топлива карамельного типа .

Для изготовления топлива необходимы:

1. KNO3, нитрат калия. Его необходимо высушить до содержания влаги не больше 0.5%, для этого достаточно прогреть его в тонком слое на противне в духовке при 100-150С в течение 2-3 часов. Содержание влаги можно определить так: точную навеску сушат до тех пор, пока её вес не перестанет уменьшаться, по потере веса вычисляют процент влажности.

Сухой KNO3 измельчают в кофемолке или ступке до размера кристаллов 0.1-0.05мм. Не нужно измельчать слишком мелко, т.е. "в пыль", потому что тогда получится очень вязкое, совершенно не текучее топливо. (Примечание: нельзя (да и не нужно) измельчать в кофемолке KNO3 вместе с сорбитом или другими горючими.) Необходимо добиваться, чтобы каждый раз получалась одинаковая степень измельчения, иначе свойства полученного топлива будут каждый раз разные, особенно скорость горения. Для этого необходимо каждый раз использовать одну и ту же кофемолку, загружать одинаковое количество размалываемого материала и молоть одинаковое время. Я размалываю на хорошей кофемолке порцию в 100 г KNO3 в два приёма по 30 секунд, с перерывом между приёмами для остывания кофемолки. При использовании ступки добиться воспроизводимости гораздо труднее.

2. Сорбит. Его также необходимо проверить на содержание влаги, если её больше 0.5%, то нужно высушить, нагревая в тонком слое на противне в духовке при 70-80С в течение нескольких часов. Нельзя допускать расплавления сорбита, потому что расплав сохнет намного медленнее кристаллов. Я использовал сорбит, купленный в аптеке, проверка показала, что он достаточно сухой, поэтому я его не сушил.

После осушки измельчать сорбит не нужно, он всё равно расплавится в процессе изготовления топлива.

3. Нагревательная баня. Для плавления больших количеств топлива (>0.5-1кг) обязательно использовать нагревательную баню, для того чтобы обеспечить равномерный нагрев всей массы топлива. Температура теплоносителя должна быть 120-130С. Меньшие количества я плавил в упрощённом приборе, описанном на той же странице. Я делал порции до 500г, главное, чтобы топливо было распределено по дну сковородки тонким слоем, не больше 1-2см.

Процесс плавления:

Исходные компоненты смешивают в соотношении KNO3-сорбит 65%-35%, перемешивают, устанавливают в баню или на плитку, которые были заранее нагреты до необходимой стабильной температуры. Нельзя ставить топливо на холодную плитку и после этого включать нагрев, потому что плитка с регулятором сначала очень сильно нагревается, а потом остывает и выходит на режим постоянной температуры. С момента начала нагревания и до снятия топлива с плитки за ним необходимо неотрывно следить. Сначала смесь подплавляется на стенках, прилипает к ним, в это время нужно начинать спокойно перемешивать. Затем вся масса начинает слипаться и постепенно превращается в подобие манной каши. Перемешивать нужно плавно, растирающими движениями, стараясь не взбивать топливо в пену. Как только каша стала однородной, без комков - топливо готово. При этом плавится только сорбит, а KNO3 остаётся кристаллическим, поэтому не нужно ждать, когда всё станет жидким. Только что расплавленное топливо имеет температуру около 110-120С. Если нагревать выше, то при 140С смесь начинает немного пениться и пощёлкивать, это испаряются остатки воды, всегда присутствующие в исходных компонентах. Нагревать до этой температуры не опасно, но и не нужно, если услышали потрескивание - снимайте с нагрева и заливайте топливо в форму.

Расплавленное топливо не такое жидкое, как вода, но достаточно хорошо льётся, особенно если ему немного помогать ложкой. Топливо легко заливается в трубки диаметром 25-30 мм и больше. В трубки малого диаметра удобнее накладывать топливо с помощью шпателя - слегка изогнутой проволоки с расплющенным концом.

Вязкость расплавленного топлива заметно увеличивается, если оно нагревается выше 120С, поэтому минимальный контролируемый нагрев важен не только с точки зрения безопасности, но и с точки зрения удобства обращения с готовым топливом. После заливки в форму и охлаждения топливо долго остаётся мягким, полное отверждение проходит в течение 1-2 дней. За этим процессом нужно наблюдать, чтобы не деформировать топливо. Если после заливки в шашку вставляется стержень для формирования центрального канала, то его нужно слегка смазывать каким-нибудь маслом и обязательно вынимать через 8-12 часов, когда топливо ещё полутвёрдое. Сначала нужно провернуть стержень в топливе, чтобы он отлип, а потом вытаскивать вращательными движениями. Если дождаться полного отверждения, вытащить стержень будет практически невозможно.

При охлаждении и последующем отверждении происходит небольшое уменьшение объёма топлива, т.е. усадка. При этом на поверхности образуется небольшое углубление, это не опасно. Но из-за усадки топливо может отстать от стенок бронировки, в которую оно залито. Вот этого допускать нельзя, потому что во время работы двигателя фронт пламени пройдёт в эту щель, площадь горения резко возрастёт и двигатель может взорваться из-за повышения давления или прогара. Те, кто делает большие шашки, пишут, что после заливки топливо приходится часто подтрамбовывать по мере остывания и отверждения или шашку приходится зажимать в прессе или тисках, чтобы избежать отставания от стенок. Прочность прилипания бронировки к топливу проверяют так: легко постукивают звонкой монетой или тупой стороной ножа по бронировке, при этом глухой звук означает отставание бронировки, а звонкий - плотное прилипание. Не нужно стучать слишком сильно - топливо может растрескаться.

Полученное топливо гигроскопично, т.е. оно поглощает влагу из воздуха, если относительная влажность превышает 60-70%, при этом поверхность становится сначала липкая, а потом на ней появляется слой жидкости. Чтобы этого не происходило, ещё тёплое топливо помещают в полиэтиленовый пакет. Хранить топливо и готовые двигатели также необходимо в герметичной таре.

Готовое топливо должно быть похоже на монолитную непористую белую хрупкую пластмассу. Основной критерий качества топлива - это его скорость горения на открытом воздухе, она должна быть равна 2.6 мм/с. Для измерения скорости горения топливо заливают в трубочку диаметром 15-20 мм, длиной 20-40 мм, склеенную из двух оборотов офисной бумаги на ПВА или клеящем карандаше. После полного отверждения измеряют длину столбика топлива, устанавливают его вертикально, поджигают с верхнего конца, засекают полное время горения, делят длину столбика на время.

Описанный метод приготовления топлива придуман не мной, он является стандартом для сорбитовой карамели, так делают ракетомоделисты Америки, Европы, Австралии, о чём можно прочитать на их сайтах.

Ниже приведены свойства этого топлива, описанные на сайте Ричарда Накки:

Теоретическое уравнение горения при давлении 68 атмосфер (по данным PROPEP (Propellant Evaluation Program)):

C6H14O6 + 3.345 KNO3 -> 1.870 CO2 + 2.490 CO + 4.828 H2O + 2.145 H2 + 1.672 N2 + 1.644 K2CO3 + 0.057 KOH

 

Параметр

 

Единицы

Примечание

Isp

Удельный импульс, теоретический

164

сек

[1]

C*

Скорость истечения, теоретическая

3076 (938)

футов/сек (м/сек)

 

To

Температура горения, теоретическая при 1000 psi (68 атм)

1327 (1600)

С (K)

[2]

 

Плотность теоретическая

1.841

г/см^3

 

 

Плотность реальная

1.82

г/см^3

[3]

X

Массовая доля твёрдых продуктов сгорания

0.436

-

 

M

Средняя молекулярная масса продуктов сгорания

39.9

г/моль

[5]

ro

Скорость горения при 1 атм.

0.102 (2.6)

дюймов/сек (мм/сек)

 

r

Скорость горения при 68 атм.

0.443 (11.3)

дюймов/сек (мм/сек)

 

Tcr

Температура самовоспламенения

> 300

С

 

[1] При давлении в камере 68 атм, наружное давление 1 атм.
[2] по данным PROPEP
[3] Измеренная (методом вытеснения жидкости), типичная
[5] Полный вес / количество молей газов

Data chart

Зависимость теоретического удельного импульса от соотношения KNO3-сорбит.


Data chart

Зависимость температуры горения и средней молекулярной массы продуктов сгорания от соотношения KNO3-сорбит.


Data chart

Зависимость теоретического удельного импульса от давления в двигателе.


Test results for KN-Dextrose

Экспериментальные данные зависимости скорости горения от давления в двигателе.

 

Sorbitol

Очень важный график: зависимость давления в двигателе от Kn (отношение площади горящей поверхности топлива к площади (не диаметру!) сопла).



Изготовление двигателя ракеты

Начну с нехитрого набора деталей (приспособлений) для запрессовки двигателя ракеты. Разборная гильза необходима потому, что после прессовки корпус двигателя немного расширяется и из такой гильзы извлечь его гораздо проще

Начинацию опираю : )
Картоннный цилиндр (высота 150мм, внутренний диаметр 30мм, наружный 46мм) вкладываю в разборную гильзу, ставлю на опору с конусом и надеваю оправку. Следующий этап гипс (количество экспериментальным путем) увлажняю несколькими каплями воды, перемешиваю, чтобы стал слегка сырой, высыпаю в картонную гильзу, вкладываю картонный пыж с отверстием, вставляю оправку (Дет. №3)
предварительно смазав ее тонким слоем густой смазки, прессую домкратом не сильно (домкрат у меня 25т), после этого прессую пороховую мякоть в 5-6 заходов набойником с отверстием, а затем глухим. Сверху гипсовый пыж между картонными прокладками со шнуром замедлителем в центре.
Двигатель готов.

 

 

........... ..Это типа пресс такой

Состав пороховой мякоти для данного диаметра двигателя взял из ксерокопии книги (ясное дело без автора и обложки), рекомендация такая:
Отвесить 75% калийной селитры, 10% серы, 15% угля по весу, и добавить еще 18% угля по отношению к общему весу (попробовал17% взрываются).
Полученный состав мешаю электрокофемолкой и прожариваю на стальном противне на электроплитке (сера в составе плавится, и мякоть лучше прессуется).

P.S.
Пробовал я также двигатели размером 14, 20, 22мм, но от тридцатки я балдею.



Приспособление для набивки двигателей, размеры проставьте сами, в зависимости от размеров вашего двигателя. (только для пороховых дв.)

otto


ОПЫТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ОД-1

Данный двигатель был сконструирован мной для проведения опытных работ. С его помощью можно проводить, как наземные испытания, так и лётные. Я считаю конструкцию этого двигателя очень удачной для использования её новичками в деле ракетомоделизма. Большим достоинством конструкции этого двигателя является доступность компонентов из которых он сделан, а также простота изготовления. Все необходимые элементы и материалы можно приобрести в хозяйственном магазине. В качестве корпуса двигателя используется отрезок стальной трубы с внешней резьбой на обоих концах. Длина отрезка 110 мм., внешний диаметр -27мм, внутренний – 20мм. В торговой сети эта деталь называется сгон.

В качестве сопловой части и заглушки я использовал детали, которые тоже продаются в хозяйственном под названием заглушка 3/4. Материал заглушки латунь.

При использовании заглушек из латуни они будут являться слабым звеном двигателя, поэтому при нештатном горении топлива и повышении давления в камере сгорания, заглушки будут отстреливаться. Этот момент необходимо учитывать при проведении пусков или наземных испытаний. Опасность отстрела частей двигателя требует принятия защитных мер, однако это имеет и положительный момент – направление отстрела прогнозируемо и, следовательно, при соблюдении определённых правил, риск получить травму будет минимален. При проведении наземных испытаний опасно находиться на линии продольной оси двигателя. Во время лётных пусков необходимо находиться на расстоянии не мене 60 м.В заглушке, которая будет использоваться в качестве сопла, сверлится отверстие диаметром 8 мм. Из него будут истекать продукты сгорания топлива. В качестве топлива используется так называемая “карамель”. Карамель или карамельное топливо состоит из калиевой (калийной) селитры в качестве окислителя, а в качестве горючего используют сахар или сорбит, реже декстрозу. О топливах и методах их изготовления смотрите в соответствующем разделе. Здесь я лишь опишу технологию изготовления двигателя и формирования в нём топливной шашки. При изготовлении карамели, в самом конце процесса, у вас должна получиться достаточно вязкая смесь. Для того, чтобы свежеприготовленное топливо медленней остывало и легче заполняло объём отрезка трубы необходимо предварительно нагреть этот отрезок, например в духовке. Чтобы не обжечься в процессе доставания трубы из духовки и последующем заполнении её топливом воспользуйтесь прихваткой, рукавицами или перчатками. В этом двигателе я не использовал термоизоляцию стенок трубы и бронировку топливной шашки и как показал опыт, после отмытия трубы от шлаков образовавшихся при горении топлива она выглядит как новенькая, без следов плавления и эрозии, поэтому помещайте готовое топливо непосредственно в трубу. После остывания и отверждения карамели, в ней высверливается сквозной канал диаметром не менее 7 мм. при меньшем диаметре канала возможно появление эрозионного горения топлива во время работы двигателя, что может повлечь за собой неконтролируемое повышение давления в камере сгорания и разрушение двигателя. После изготовления канала можно приступать к окончательной сборке двигателя. Для этого необходимо предварительно покрыть внутренние поверхности и часть резьбы сопла и заглушки высокотемпературным герметиком. Такой герметик можно купить в магазине автозапчастей. Эта мера защитит детали из латуни от высокой температуры и одновременно не позволит прорваться раскалённым газам через щели в резьбовых соединениях. В качестве меры против отсырения топлива можно закрыть герметиком отверстие сопла, предварительно вставив в него воспламенитель. Для использования этого двигателя в ракете, корпус которой имел внутренний диаметр больший, чем диаметр выступающих частей заглушки и сопла, мне пришлось оклеить их несколькими витками чертёжной бумаги так, чтобы двигатель с усилием вставлялся в корпус ракеты и надёжно в нём держался. Ниже представлен внешний вид готового двигателя.

Конечно этот двигатель не является совершенным с точки зрения газодинамики и массового совершенства, но свою задачу он выполняет успешно. На нём я с успехом провожу экспериментальные запуски ракет во время которых отрабатываю как конструкцию ракет, так и электронную часть.

 

ДВИГАТЕЛЬ РДГ-1

Готов к испытаниям двигатель новой конструкции РДГ-1. Конструкция двигателя состоит из трёх основных частей: корпуса, сопла и заглушки. Материал всех деталей - сталь. Корпус двигателя выполнен из отрезка водопроводной трубы с внутренним диаметром 22 мм. Толщина стенки уменьшена до 2 мм. Длина корпуса 145 мм. Заглушка и сопло имеют внешний диаметр 22 мм. Крепление каждой из деталей к корпусу выполняется четырьмя винтами с резьбой М3. Диаметр критического сечения сопла 7 мм. Планирую испытать двигатель с сахарной карамелью в качестве топлива. Цель испытаний: проверить прочность креплений сопла и заглушки, а также проверить стойкость различных узлов двигателя к термодинамическим нагрузкам. Было бы желательно установить тяговые характеристики двигателя, но пока это сделать не представляется возможным ввиду отсутствия тягоизмерительного стенда.

ДВИГАТЕЛЬ РДГ-1

Эскиз сопла двигателя РДГ-1

Эскиз заглушки двигателя РДГ-1

 

ДВИГАТЕЛЬ РДГ-2

С 15 февраля 2004 г. проводятся испытания двигателя новой конструкции РДГ-2. Эскиз и внешний вид двигателя показан на рисунках ниже. Корпус выполнен из шести слоёв чертёжной бумаги проклееных силикатным конторским клеем. В качестве оправки использовалась обычеая пальчиковая батарейка внешним диаметром 14 мм. заглушка и сопло выполнены из эпоксидного клея, а в некоторых образцах с этой целью был использован клей "POXIPOL". Для защиты сопла от прогара используется металлическая шайба с отверстием диаметром 4 мм. В качестве шайбы можно использовать монету достоинством 1 коп. нужно только слегка сточить её напильником, чтобы уменьшить внешний диаметр. В качестве топлива используется сахарная карамель (65% - калиевая селитра, 35% - сахар) изготовленная методом упаривания. В настоящий момент проведено одно стендовое испытание двигателя и два лётных. Опыт показал, что для лучшего крепления сопла и заглушки из эпоксидного клея необходимо в стенке двигателя делать сквозные отверстия в которые проникает клей при заливке.

Эскиз двигателя РДГ-2

 

Сопловая часть двигателя РДГ-2

 

Общий вид двигателя РДГ-2

apollo-rocketry


ДВИГАТЕЛЬ SFM1

Serge77 Flight Motor 1

 Двигатель SFM1 создавался как максимально простой в изготовлении и надёжный в использовании, при этом, естественно, задача максимальной эффективности не ставилась. Поэтому его конструкция получилась такой:

Общий вид:

Все детали изготовлены из нержавеющей стали, полный вес 682 г. Корпус - труба с толщиной стенки 1.5 мм, наружный диаметр 38 мм, длина 382 мм. Заглушки имеют толщину всех стенок 3 мм, изготовлено несколько штук с разным диаметром сопла:

Заглушки крепятся восемью болтами М6, герметизация обеспечивается тефлоновой лентой между стенкой трубы и заглушкой.

Двигатель рассчитан на шесть шашек сорбитовой карамели длиной по 57 мм, наружный диаметр по топливу 33 мм. Пять шашек имеют канал диаметром 11 мм, шестая - торцевого горения, для дымового трассера. Полная масса топлива 444 г. При диаметре сопла 9 мм получается начальный Kn=269, время горения 1.37 с, максимальное давление 43 атм, средняя тяга 267 Н, суммарный импульс 373 Н*с, удельный импульс 103 с (данные SRM.XLS).

Расчёт с помощью EzAlt.xls для ракеты массой 2.5 кг и диаметром 75 мм даёт высоту полёта 654 м. Это как раз то, что нужно для первых полётов, отработки системы спасения и возможно другого электронного оборудования.

ДВИГАТЕЛЬ SFM2

Serge77 Flight Motor 2

 Двигатель SFM2 создавался для тех же целей, что и SFM1, при этом были учтены недостатки первого двигателя, обнаруженные при его испытании. Во-первых, сделано надёжное кольцевое уплотнение крышки и сопла. Во-вторых, сопло и крышка сделаны из низкоуглеродистой стали, которая плавится при более высокой температуре и имеет большую теплопроводность, чем нержавеющая сталь. Сопло сделано более массивным, имеет дивергентную часть, критическое сечение 9 мм, выходное 21 мм, степень расширения 5.44.

Примерный вид крышки и сопла (не в масштабе):

Общий вид:

Сопло и крышка крепятся восемью болтами М6. Уплотнительные кольца смазываются высокотемпературной силиконовой смазкой.

Корпус - труба из нержавеющей стали с толщиной стенки 1.5 мм, наружный диаметр 38 мм, длина 408 мм (рыжий оттенок присутствует только на фотографии, на самом деле труба нормального стального цвета). Вес трубы 531 г, сопла 157 г, крышки 85 г. Полный вес в сборе с болтами и резиновыми кольцами 838 г.

Двигатель рассчитан на шесть шашек сорбитовой карамели длиной по 55 мм, наружный диаметр по топливу 33 мм. Пять шашек имеют канал диаметром 11 мм, шестая - торцевого горения, для дымового трассера. Полная масса топлива 444 г. При диаметре сопла 9 мм получается начальный Kn=269, время горения 1.37 с, максимальное давление 43 атм, средняя тяга 331 Н, суммарный импульс 462 Н*с, удельный импульс 128 с (данные SRM.XLS без учёта горения торцевой шашки).

Расчёт с помощью EzAlt.xls для ракеты массой 2.5 кг (без топлива) и диаметром 75 мм даёт высоту полёта 899 м и максимальную скорость 154 м/с (556 км/ч).

10.05.2003 Serge77


Перезаряжаемый двигатель класса H166

В качестве корпуса двигателя использована труба из нержавеющей стали диаметром 28 мм с толщиной стенки 1 мм. Предел прочности при растяжении ~680 МПа . Это значит что такая труба выдержит максимальное давление P = 2*Gmax*r/d = 2*680*1/26 = 52,3 МПа (523 кгс/см^2). Однако не стоит расчитывать трубу на предел прочности на растяжение. Гораздо раньше, чем труба лопнет, начнется не упругая деформация трубы которая приведет к разрушению двигателя. Кроме того следует учитывать и прочность крепления заглушки и сопла, а так же то что труба оказывается ослабленной отверстиями под болты. Для расчета можно воспользоваться шаблоном составленным ракетолюбителем Timochka, который можно найти на его страничке: timochka.eurowing.org. Используя предел прочности 250 с коэффициентом запаса прочности 2 получаем максимальное давление для этой трубы 10 МПа. Предельное давление для крепления заглушки и сопла оказывается несколько ниже 8,2 МПа. На самом деле такое давление не требуется поэтому ограничимся давлением 3-4 МПа, хотя при этом несколько потеряем в импульсе, но не слишком много чтобы об этом жалеть, всего 8%.

Сопло и заглушка выточены из углеродистой стали. Сопло и заглушка крепятся 12-ю винтами М4. Сопло и заглушка имеют по две кольцевые проточки под уплотнительные кольца.

Уплотнительные кольца из маслостойкой резины из автозапчастей.

Топливо - сорбитовая карамель (KNO3/Сорбит 65/35) в 6-и сегментах. 5 сегментов имеют сквозной канал диаметром 7мм , 6-й сегмент не имеет канала и служит для создания дымного следа (трассер). Между топливными сегментами установлены дистанционные кольца для уменьшения вероятности эрозионного горения в момент пуска двигателя.

Для расчета характеристик двигателя бы

Категория: техника | Добавил: roma (05.04.2009)
Просмотров: 14990 | Комментарии: 1 | Теги: ракета
Всего комментариев: 1
1 GOG  
0
Пойду делать первую ракету. :)

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

чатик

200

поиск по сайту

mp3 прлеер

баннеры

Каталог Бизнес Сайтов на BEL.BIZ
Rating All.BY
Web-IP.ru - Система Активной Рекламы

кто сейчас on-line


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0