конструкция сопла дляТТД

Может вопрос старый и вами обсуждался, но мне не совсем понятно как выбирать сечение отверстия сопла. Если кто может, то пожалуйста, подскажите. Опыта у меня не много, а планов громадье, в общем все как всегда...

Насколько я смыслю в бананах...

Ещё Факас на лекциях говорил... он, конечно, ЖРДист, а тут лучше у Варбана спрашивать...

Выбираем давление в камере. Это вот для меня поначалу неочевидным было - как это выбираем? оно, давление, само же каким-то получается, его по идее рассчитывать надо - ан нет, это-то так, но, задавая давление, мы потом обратным расчётом входные параметры получим... короче, выбираем давление. Затем выбираем тягу двигателя. Ну, тут понятно - двигатель для Шаттла и для китайской пороховой ракеты - по тяге весьма различаются, нам надо знать, что мы рассчитываем (и строим ).

Зная тип топлива, задаём скорость газов. Тоже несколько на глазок... на самом деле, она, конечно, зависит от давления... Дальше, зная всё это - давление, тягу, скорость - вычисляем (уже вычисляем) расход топлива (массу в единицу времени), по тяге вычисляем площадь критического сечения ("критики").

Это всё нам даёт первое приближение с которого дальше можно делать уточнения...

Так! Во-первых, это, возможно, более применимо для ЖРД, чем для РДТТ (Варбан, подскажи! например, как в РДТТ с расходом поступают? он разве не из характеристик заряда идёт?.. или это тоже обратным расчётом?..), а во-вторых, не приведены конкретные формулы и цифры . Попробую привести попозже...

Всем продолжительного здоровья!

Пожелание:
Хотелось, чтобы кто-то уверенной рукой направил бы
по выбору материалов для сопла(в критике).
Какие есть возможные варианты?

Motorin>Cоветую использовать SRM.

Можно загрузить здесь:

http://members.shaw.ca/blairnakka-1/soft/SRM_beta.zip

Motorin>Если охота считать самому, то у G. Sutton, есть практические примеры.

У тебя Саттон случайно не в электронном виде?

Motorin>Зависит отгорючего, можно сталь. Для 3 из своих моторов я использовал стальные сопла с графитовыми вставками, эрозии не было.

Это для карамели?

Motorin>KNO3Su c Al пудрой.

О, постепенно выясняются подробности. Как ты алюминий вводил? Плавил с ним? Действительно ли он сгорает? Растёт ли импульс?

Ты не мог бы перечислить, с какими топливами работал?

Маэстро, а Вы не хотите зарегистрироваться? Просто так . И ещё, вы где находитесь - хоть континент? У Вас какая редакция Саттона?..

Zloy_DIMM>Может вопрос старый и вами обсуждался, но мне не совсем понятно как выбирать сечение отверстия сопла.

Всё зависит от конструкции двигателя и формы топливной шашки. У тебя какая?

А чего ты злой? Народ, чего это за ники вы себе выбираете?

Дык конструкция или расчет нужна?

Motorin>KN/epoxy - результаты хорошие но из-за низкого качества epoxy (примеси) был осадок на внутренних стенках мотора.

Я уверен, что ты читал данные Накки по этому топливу. У тебя получилось лучше? Какое минимальное рабочее давление?

Motorin>KNO3Su/Al- удельный импульс растет, сопровождается сильным повышением температуры, для предотвращения эрозии делается вставка из графита. Al вплавляется. Тема открытая.

А сорбит не пробовал?

Motorin>Топливо на базе Нитрата Амония сейчас в работе, опишу результаты когда получим “индустриальную” шашку.

Не томииииии....... Раз ты читал форум, то знаешь, что мы уже давно пробуем разные вариации, я в том числе. Расскажи хоть что-нибудь.

Motorin>3. Да нет, это не тайна и не секрет, я живу на юге Аргентины, для ракет благодать- 1.5 чел. на 1 кв км.

Ну надо же! Где только наших людей нет! Парадокс - в Аргентине группа набралась, а здесь у нас все по одному на город.

Ты на AROCKET подписан? Если нет - рекомендую.

varban>Дык конструкция или расчет нужна?
Желательно конструкция.
Построить нужно не очень большую ракету и соответсвенно двигатель тоже не большой, не тяжелее 150 г.
Подскажите, пожалуйста, какое-нибудь приемлимое решение, буду очень признателен.

Serge77>Всё зависит от конструкции двигателя и формы топливной шашки. У тебя какая?

Пока никакой, т.к. "ракетчик" я начинающий и пока пытаюсь представить как я буду строить ракету, что мне может понадобиться для ее постройки.
Serge77>А чего ты злой? Народ, чего это за ники вы себе выбираете?
Ник у меня еще с "молодости", с Counter-Strik'а

Zloy_DIMM>Построить нужно не очень большую ракету и соответсвенно двигатель тоже не большой, не тяжелее 150 г.

Если предположить, что топливом будет карамель, то корпус можно делать из трубы ПВХ или даже толстый бумажный. Сопло из цемента или гипса, возможно смешанного с ПВА или силикатным клеем. Можно попробовать из дерева. Расширяющийся конус имеет полный угол 30 градусов. Как заполнять топливом двигатель и делать канал показано у Накки:




Диаметр канала обычно делают равным одной трети диаметра шашки, диаметр сопла должен быть меньше, для двигателей с неизвестной прочностью корпуса подбирается экспериментально. Диаметр должен быть минимальным, при котором корпус ещё не лопается.

avmich>Насколько я смыслю в бананах...

avmich>Так! Во-первых, это, возможно, более применимо для ЖРД, чем для РДТТ (Варбан, подскажи! например, как в РДТТ с расходом поступают? он разве не из характеристик заряда идёт?.. или это тоже обратным расчётом

Хм...я тоже в "бананах" не спец, но в РДТТ РАСХОД первая производная от СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ. Нет?

Ник

Nick_Crak>Почему ПРОИЗВОДНАЯ? А потому, что "скорость горения, умноженная на площадь и плотность"

Я понимаю производную (в отличие от производной величины) как dx по dt. Особенно первую производную.

Zloy_DIMM>>Построить нужно не очень большую ракету и соответсвенно двигатель тоже не большой, не тяжелее 150 г.

Я давным-давно на работе занимался как раз такими, правда, с большими временами горения.

airbase.ru/users/varban/files/rmd.htm

http://airbase.ru/users/varban/files/rmd1.jpg [image link error]
Слева направо:

1. Двигатель с композитным соплом (резольная смола + обожженная глина), вклеенным эпоксидной смолой в корпус из спеклопластика:

airbase.ru/users/varban/files/nzl_fbrgls.htm

Заряд - торцевого горения, вкладной, из смесевого (сравнительно жесткого) топлива на перхлорате.
Теплоизоляция - 3 витка бумаги (вернее - крафт-картон, из которого изготовливают гильзы. Правда, проклеивали термоизоляцию термореактивным клеем.

После того, как заряд отработал, корпус не прогорел, а только теплоизоляция:

http://airbase.ru/users/varban/files/rmd_fbrgls.jpg [image link error]
Для обследования термоизоляции пришлось удалить переднюю заливку двигателя на токарном станке

Корпус двигателя - два оборота стеклоткани, пропитанной эпоксидной смолой. На первой фотке видны участки около сопла с измененным цветом. Это - штатная работа корпуса. Если он не изменить цвет, значит слышком толстым сделали; если прогорит - слышком тонким.
Двигатель - самый что ни на есть рекордный, у него суммарный импульс 80 N.s, а масса - около 60 грамм. Причем 2/3 из них топливо!
Недостаток - что такие двигатели можно производить только вручную. И то с трудом-с ...
И цена - кусучая.
Так что двигатель остался в прототипы.

2. Образец серийного двигателя. Корпус - стеклопласт, но толстый. Сопло - керамика, вклеено на эпоксид-силоксановой смоле в корпус. Заряд - вкладной, такой же, как и у #1, в бумажной теплоизоляции.
Вот только из-за применения серийной технологии получения спеклопластиковых труб почти в ту же массу (55 грамм) удалось поместить всего лишь 19 грамм топлива. И двигатель вышел класса 40 N.s.
Преимущество одно - сильно дешевый. Раз в 20 дешевле, чем #1.

3. Прототип двигателя с полиамидным корпусом.

Корпус - из термопласта. Стеклонаполненный полиамид, трубка стоит копейки, на порядок-другой меньше, чем даже корпус #2.
Сопло - из материала с нормируемым уносом, из АГ-4В.
Поскольку на фотке - самый первый движок этой серии, то сопло выточено на токарном станке из четвертушки кумулятивной линзы для заряда противотанковой мины:

airbase.ru/users/varban/files/nzl_ag4_out.htm

То же сопло, но вид со стороны входа:

http://airbase.ru/users/varban/files/nzl_ag4_in.jpg [image link error]
Заряд - из смесевого топлива, прочноскрепленный (вклеенный в корпус). Защитно-крепящий слой - композиция эпоксидная смола-полиметилметакрилат.

Технология изготовления такая:

1) Заряд отливается в технологической форме, отверждается, вынимается из формы (конечно, в серии мы бы использовали проходное прессование и еще бы увеличили импульс заодно ) и делается коротенький канал - 5...6 миллиметра. Канал обеспечивает стартовый режим тяги.
2) К торцу заряда тщательно приклеивается сопло.
3) Заряд центрируется в корпусе, соплом вниз.
4) В образовавшейся щели заливается бронесостав для образования ЗКС и одновременно - переднего (носового) днища двигателя:

airbase.ru/users/varban/files/p_fbrgls_series.htm

5) Отверждение - и двигатель готов.

Могу похвастаться - такой хайтек все же нам удалось отработать.
Почему хайтек? Потому что толщина ЗКС - порядка милиметр-полтора
Кстати, первые двигатели заливали совсем врукопашную и без вакуума, поэтому в ЗКС бывали пузырки. И самый первый двигатель не отработал до конца - примерно за секунду до выгорания заряда прогорел ЗКС, термопластичный корпус нагрелся, деформировался и сопло отлетело:

http://airbase.ru/users/varban/files/rmd_pas30.jpg [image link error]
На фотке видна щель в защитно-крепящий слой.

Интересно, что это был единственный случай срыва сопла из примерно 200 штук.

Так вот, #3 не намного тяжелее #1, но не в пример дешевле - примерно как #2
И, конечно же, 80 N.s, а не 40.

Кстати, интересно отметить, что корпуса #1 и #3 настолько тонкие, что просвечивают. Светятся как лампочка во время работы - вполне можно наблюдать фронт горения.
Для них специально подбирали красиво горящее топливо. Оставили в окончательном варианте с окисью меди - получалось густо сине-фиолетовое пламя.

Надо порыться и свои бессопловые сфоткать, с коническими корпусами. Если не выбросил,конечно.
Эти три не знаю, как сохранились, да еще в одном и остаток топлива... уже 13 лет... эдакий тест на сохраняемость.
Через 12 лет надо выковырять и сделать анализ

Nick_Crak>Хм...я тоже в "бананах" не спец, но в РДТТ РАСХОД первая производная от СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ. Нет?

Тогда если скорость горения постоянна, расход равен нулю ???

Motorin>Очень интересная конструкция. Тоже делали очень маленькие моторы

А карамельных с торцевым горением не делал? У сахарной карамели скорость горения большая, должно хватить.

Motorin>Работа, по изложенным выше, и другим причинам, продвигается медленно.
Motorin>Я просто хочу, если этого не сделают раньше другие выложить tutorial, но только когда сделаю сам несколько десятков выстрелов

tutorial - это просто замечательно, это как раз то, чего нам так не хватает. Но и промежуточные результаты очень интересны, в том числе отрицательные, ведь мы все ищем примерно одно и то же. Так зачем каждому повторять одни и те же ошибки? Работа у всех продвигается очень медленно, а если не делиться опытом, то может и совсем заглохнуть.

Motorin>Сорбитом не пользовался....

Не смог найти или считаешь, что он хуже сахара? Я пробовал и то, и другое, с сорбитом несравненно удобнее работать.

Motorin>Я позавчера послал Д.Б. 3 фото (47kb total), но он пока ничего не ответил, как еще можно их загрузить?

Он сейчас в отпуске, а тот адрес - у него на работе (дома у него плохая связь), поэтому он заберёт почту через день-два. Зарегистрированные пользователи Авиабазы могут загружать картинки сюда напрямую, но не помню, как это делать. Может кто подскажет? Или пришли их мне spasakcecc.kiev.ua , я выложу пока на своей страничке.

varban>Я давным-давно на работе занимался как раз такими, правда, с большими временами горения.

Варбан, как давно мы не читали твоего... даже не знаю, как это правильно назвать... ракетного эпоса, что ли? Пиши почаще!

varban>1. Двигатель с композитным соплом (резольная смола + обожженная глина)

Ищу резольную смолу (для связки и теплоизоляции) и нигде не найду. Никто не подскажет?

Берешь любой пресспорошок и экстрагируешь смолу спиртом.

Nick_Crak>Хм...я тоже в "бананах" не спец, но в РДТТ РАСХОД первая производная от СКОРОСТИ ГОРЕНИЯ. Нет?

Почему же производная? Просто скорость горения, умноженная на площадь и плотность.