Подводный ракетный двигатель

 
1 2 3
+
-
edit
 

Serge77

модератор

varban>Посмотрим. Кстати, надо порекомендовать какой-ныть инетрный компонент, который по гигроскопичности приближается к нитрату аммония. А то поваренная соль не слеживается, не агломерирует, не взаимодействует с аминами (если на эпоксидке делать).
varban>Хлористый аммоний не перебор будет?

Хлористый аммоний не гигроскопичен. Я думаю, слишком много тренировочных солей не нужно, вполне достаточно на хлористом натрии отработать технику упаковки и начинать бороться с нитратом аммония.
+
-
edit
 

algor17

опытный
Вопрос.(в основном Варбану по его коментарию про создании каверны)
1Будет ли наблюдаться неустойчивость горения если таблетку с перхлоратным топливом положить в достаточно большую емкость.Например,таблетка диаметром 1см и длинной 3 см внутри емкости диаметром 5см и длинной 10 см.Газоприход регулируеться диаметром и длинной таблетки.
2Будут ли продукты сгорания топлива ПХА забивать трубку скажем миллиметрового диаметра.
3Правда ли,что при этом игла от шприца расплавиться,при времени исчисляемом пару секунд.
4Какие могут быть проблемы при следущей схеме.Питание на ракете идет на воспломенитель таблетки сразу,а на воспломенитель двигателя через гибкие контакты,разомкнутые этой таблеткой?

2 Сергей
А ты не спросил на Арокете про подводный старт ?
Может вообще никто не делал ?
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

algor17>2 Сергей
algor17>А ты не спросил на Арокете про подводный старт ?

Никак не придумаю, как спросить, чтобы не подумали, что у меня есть подводная лодка и я собираюсь с неё ракеты пускать. Американцы сейчас очень обеспокоены терроризмом. Прошло сообщение, что палестинцы использовали самодельные ракеты для обстрела израильтян, газеты написали, что топливо изготовлено из сахара, масла, спирта и удобрения. Ничего не напоминает? На AROCKET тут же взволновались, не у них ли палестинцы научились.
Попробую всё-таки спросить.
+
-
edit
 

Serge77

модератор

varban>К примеру, состав 20% бутилкаучука / 80% нитрат аммония (без катализатора) дает скорость горения 1.5 mm/s при 100 атмосфер.
varban>Горит устойчиво где-то с 70...80 атмосфер.

А чего-нибудь с катализаторами не было? Всё-таки хотелось бы понизить рабочее давление хотя бы до 30-40 атм.

varban>Топлива на нитрате аммония не для газогенераторах, а для РДТТ сподручнее всего делать на тиоколах. И тогда и алюминий в качестве металлического горючего не грех добавить ;)
varban>Так что Каррибеану следует обратить особое внимание на тиоколы в своих поисках.

А где он их возьмёт? Я так понял, что варить он их не сможет, раз дибутилфталат выговорить не смог. А вот сера, растворённая в отвердителе, пожалуй будет работать аналогично тиоколу.
+
-
edit
 

algor17

опытный
Варбан-ответь,АААУУУУ......
 
+
-
edit
 

Campus

втянувшийся
Serge77>Никак не придумаю, как спросить, чтобы не подумали, что у меня есть подводная лодка и я собираюсь с неё ракеты пускать.

Будь у тебя подводная лодка и ты решил бы с нее ракеты пускать, они бы уже не думали. :rolleyes: Вообще говоря, просто пуск ракеты из под воды и пуск ракеты из шахты ПЛ будет в корне отличаться. Одно дело, разместить стартовый стол под водой и запустить двигатель в более плотной, чем воздух среде. Другое дело - делать енто в пусковой шахте под водой.
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★★
Расскажу я историю, которая имеет прямое отношение к горению составов при низких плотностях заряжания, а потом отвечу по порядку на вопросы, насколько могу.

Масса таблетки - где-то 3...4 грамм. Дасть это дело литра 4 газов при нормальном давлении и 0 градусов. Объем емкости у нас
порядка 800 милилитров. Тепла выделится 15...20000 джоулей. Лень астру навострять считать температуру, тем более в лоб она не посчитается и надо возится.
В свое время я расчитывал калориметрическую бобму литрового объема на 5 грамм топлива - плотность заряжания точно такая. Ну и приходилось мерить температуру газов - это на предмет подбора материала - нужна ли термостойкая нержавейка или нет.
Так вот, газы в бомбе очень быстро нагревались от 20 градусов до 1500, после чего начинали охлаждаться. Температура записывалась термопарой W/W-Re с толщиной термоэлектродов 0.05 mm и диаметр шарика 0.1 mm (сам делал, если надо такое, спрашивайте, могу поделиться ноу-хау).
Давление в таких условиях достигнет 15 атмосфер, если нет газоотвода. Если вычислить температуру только по пику давления в 15 атмосфер, получим градусов 600 (что и дало мне основание выбирать материал бомбы не по термостойкости, а исходя из максимальную корозионную стойкость).
Такая огромнючая разница получается от того, что стенки бобмы толстые - в случае 10 mm, чтобы и в голову не пришло рассчитывать бомбу на прочность*.

algor17>1Будет ли наблюдаться неустойчивость горения если таблетку с перхлоратным топливом положить в достаточно большую емкость.Например,таблетка диаметром 1см и длинной 3 см внутри емкости диаметром 5см и длинной 10 см.Газоприход регулируеться диаметром и длинной таблетки.

Из верхнего примера видно, что тебе придется работать в области неустойчивого горения (между 3...5 и 20...30 атмосфер для перхлоратных топлив). Но в данном случае можно совершенно этого не бояться, поскольку плотности заряжания у тебя мизерные.
Открою страшную тайну - все калориметры всех пороховых заводов всего мира уже больше века работают именно в эту область и пока проблем не было. Другое дело, что можно ожидать пульсации давления в камере, но это опять-таки большой роли не играет - они не более 10-20% по размаху (на практике наблюдал).
Короче, гореть будет и сгорит :)

algor17>2Будут ли продукты сгорания топлива ПХА забивать трубку скажем миллиметрового диаметра.

Будут!
Опять в пример беру калориметры. Сначала мы сделали проходной диаметр выпускного канала 1 милиметр, но из-за забивания твердыми частицами (даже в случае баллиститов, где нет никаких металлов) пришлось увеличить до 3 mm. Конечно, учитывай, что мы-то ориентировались на металлизированных составов. Для твоего случая я бы рекомендовал больше 2 мм.

algor17>3Правда ли,что при этом игла от шприца расплавиться,при времени исчисляемом пару секунд.

Смотри, какие температуры я мерил.
Скорее всего в воздухе так и будет. Но если под водой, то совсем иное дело. Тогда не расплавится. Забьется :p
Другими словами, если найдешь 2 mm трубочку, будет в самый раз, даже если она тонкостенная. Только не запускай в воздухе ;)

algor17>4Какие могут быть проблемы при следущей схеме.Питание на ракете идет на воспломенитель таблетки сразу,а на воспломенитель двигателя через гибкие контакты,разомкнутые этой таблеткой?

Надеждность, какие еще.
Сгорят контакты нахрен. Из чего ты собираешься их делать? Температура во фронте горения спокойно превысит точку плавления почти всего, что тебе доступно.



*расчитывать не расчитывали, но перед началом регулярной эксплуатации испытывали двухкратной навеской (10 грамм) самого калорийного топлива, которое у нас было. Таких сожжении было сделано 5 штук, потом обмерили все детали, установили, что деформаций нет, после чего бомба была допущена в эксплуатацию без ее предъявления в Гостехнонадзор. После замены какой-либо детали бобмы (в основном тефлоновые прокладки и медные уплотнительные кольца) бомба испытывалась один раз полуторной навеской.
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

А вот и первый ответ с AROCKET:

Несколько человек это делали, один даже с глубины 25 метров!
Вот несколько писем с rec.models.rockets:



На Google можно найти ещё (Underwater launch).
Первое письмо привожу полностью:

From: Bryan Heit <bjheit@ucalgary.ca>
Newsgroups: rec.models.rockets
Subject: Re: Underwater launch?
Date: Tue, 07 Aug 2001 12:27:09 -0600
Organization: University of Calgary

I have some experience in this field - I've launched 12 underwater successfully and about the same number in failed launches. I've launched rockets from just a few inches below the surface to 35' down. The first question you have to answer is: what type of engine are you planning on using? The estes-types aren't very good underwater, as they are too weak. You can use the 'D's and 'E's to launch from upto 6' deep (although I'd keep it to less then 4'). However if you're willing to splurge for 'H' or better engines you can launch from much deeper. The deepest I've launched from was 35', using a 2-stage rocket with a dual 'I' booster and single 'G' final stage. Here are some general tips:

1) Waterproof your rocket - especially if you are using cardboard or fiberglass body tubes. These materials loose a lot of strength when they absorb water, and also gain a lot of weight. For cardboard use either a waterproof paint, or cover it in liquid plastic. For fiberglass paint it with marine fiberglass paint. You'll also have to seal the nosecone and
around the engine (silicone sealant works well).
If you are going deeper then 10' you'll also have to contend with water pressure. As such you'll require better seals (I like O rings), and a reinforced body.

2) You have to keep water out of your engine, and also prevent shorts in your ignition system. The best way I've found is to heat-shrink your alligators to the leads of the igniter, then cover the igniter leads and clips with liquid rubber. Insert this into the rocket, and then seal the engine with silicone. This'll prevent shorts and keep your engine dry.

3) The most important part of an underwater rocket is its nose. The nose cone must be strong enough to survive the extreme forces is contends with while moving through the water, while simultaneously providing a smooth flow of water around the rocket. To improve strength use either balsa nose cones,
or fiberglass/plastic cones filled with expanding foam. To improve flow there are two choices: a cone with an ogive shape (easiest), or a cavitating nose cone (hardest, but best). Ogive curves provide the best flow with minimal turbulence. Cavitating nose cones create an air pocket around the rocket that minimizes drag. For an idea of cavitiating designs see the
following article:

Most of my attempts at making cavitating cones failed, but when they work they really work! the best example I can give you is of my first successful cavitating rocket. It was based on a design that I had made work before - except I replaced the ogive cone with a cavitating cone. Before the rocket would only get 30'-50' in the air when launched from 8' deep. With the cavitating cone we reached ~100' from the same depth! Unfortunately we only got one launch out of the rocket because the recovery system failed and he rocket ended up at the bottom of the lake.

[ слишком длинный топик - автонарезка ]
+
-
edit
 

Serge77

модератор

4) Your normal launch pad probably will work. For my beginning launches I just screwed small cement weights to each foot of my pad. This was sufficient to hold the pad and rocket down. Your rocket will be buoyant, so you'll have to attach it to the pad some how. For my earlier launches I just used the igniter leads to hold down the rocket, I later used a clip (hair pin) that attached to one of the fins.

5) Make your rocket as aerodynamic (or hydrodynamic as the case may be) as possible. Take the time to properly sand the leading and trailing edges of your fins, and try to make the coating of the rocket and fins as smooth as possible. You'll need to add extra fillets to the fins. Don't make the fins
smaller - although smaller fins may move through the water better they will make the rocket less stable in the air. Also, if a rocket is unstable in the air it'll also be unstable in the water, so make sure its stable before you launch (trust me any underwater rocket that is unstable will inevitably end
up "bouncing" along the top of the lake/pond you launch from, and right into the crowd of spectators...).
Also, the best fins are triangular in shape. Avoid boxy fins, as these put a lot of stress on the fillets, and as such are far more likely to break.

6) Add a buoyancy chamber to your rocket. A simple buoyancy chamber can be made by placing Styrofoam into the body tube. Make sure there's enough that the flooded tube will float when loaded with a full engine, recovery system, and any other components it will carry during the launch. This'll allow your
rocket will float to the surface if anything goes wrong.

7) When picking engines try to find ones that produce a lot of thrust in a short period of time (such as Estes booster stages). You'll need a lot of power to get the rocket moving fast enough. Keep in mind the rocket will be stable at slower speeds in the water then it will be in air, but it must be going fast enough to be stable in air by the time it leaves the water.

Here's some other tips:

If you're using SCUBA equipment while setting up or launching your rocket make sure your launch equipment is absolutely watertight, and your rocket is stable. I had one instance where I just set up a pad in 15' of water, and was backing away to a safe distance for the launch. The launch controller shorted (due to a leak) when I was only 3' away and about 2' above the pad. My hands and face got minor burns from the engine. To make matters worse the rocket was unstable, and it came back for more! Trust me its hard to run (er, swim) from an enraged rocket in full SCUBA gear. A much safer choice is
to lower your pad and rocket to the bottom with a rope. At worst you'll dint the bottom of your boat. On the other hand watching a launchunderwater is pretty cool - I wish I had some underwater video of our deeper launches.

Do this far away from people. If your rocket is underpowered it'll "fall over" when it exsits the water and inevitably will achieve stable flight when it's horizontal, and coming straight for your head. I also have had a few rockets break just as they were leaving the water - the resulting CATO's were spectacular, but dangerous because they were only feet above the water.

Have fun and experiment. Launching from underwater adds a whole new level of complexity that will challenge even the most experienced modeler.

Hope this helps

Bryan
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★★
Во дает мужик!
Неее, у нас за такое (за ныряние рядом с изделием) бы выгнали из института без права работать в оборонке.
Это я от зависти :rolleyes:
 
+
-
edit
 

algor17

опытный
varban> Температура записывалась термопарой W/W-Re с толщиной термоэлектродов 0.05 mm и диаметр шарика 0.1 mm (сам делал, если надо такое, спрашивайте, могу поделиться ноу-хау).

С помощю короткого замыкания ?

varban>Из верхнего примера видно, что тебе придется работать в области неустойчивого горения (между 3...5 и 20...30 атмосфер для перхлоратных топлив). Но в данном случае можно совершенно этого не бояться, поскольку плотности заряжания у тебя мизерные.

Я наверно уже надоел со своей неустойчивостью.Но все таки-она имеет отношение только к двигателю,или же ее можно наблюдать в бомбе при определенных давлениях при горении таблетки ?

varban>Сгорят контакты нахрен. Из чего ты собираешься их делать? Температура во фронте горения спокойно превысит точку плавления почти всего, что тебе доступно.

Да вряд ли.Если с топливом будут касаться только края контактов,место есть их подлиннее сделать.
 
+
-
edit
 

algor17

опытный
Serge77>А вот и первый ответ с AROCKET:

Спасибо Сергей большое.Жаль только что с англицким у меня :( Помню в 10 классе на общешкольной линейке директор с интервалом в несколько минут ругал меня за двойку в полугодии по английскому,и вручил грамоту за олимпиаду по химии.
 
+
-
edit
 

varban

администратор
★★★★
varban>> Температура записывалась термопарой W/W-Re с толщиной термоэлектродов 0.05 mm и диаметр шарика 0.1 mm (сам делал, если надо такое, спрашивайте, могу поделиться ноу-хау).

algor17>С помощю короткого замыкания ?

Обижаешь :)
Электродуговая сварка в (квази)инертной атмосфере ;)

Берешь стакан воды, высыпаешь пару ложек хлористого аммония или натрия, плюхаешь провод в электролит и осторожно касаешься поверхности жидкости скрученными термоэлектродами, которые подключены ко второму проводу.
Все нормально получается на 220 вольт прямо из сети.
Если термоэлектроды испаряются от искры, подливаешь водичку. Если не плавяться, подсыпаешь соль.
Самое главное подключить ноль к стакану, чтобы не выдергивать из розетку лишный раз.

НЕ ШУТКА, вполне рабочая методика. Я таким образом штуки 200 термопар сварил.

algor17>Я наверно уже надоел со своей неустойчивостью.Но все таки-она имеет отношение только к двигателю,или же ее можно наблюдать в бомбе при определенных давлениях при горении таблетки ?

Заводим новый топик, там и обсудим. Но с таблеткой у тебя все ОК будет.

varban>>Сгорят контакты нахрен. Из чего ты собираешься их делать? Температура во фронте горения спокойно превысит точку плавления почти всего, что тебе доступно.

algor17>Да вряд ли.Если с топливом будут касаться только края контактов,место есть их подлиннее сделать.

Да некрасиво это ;)
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

algor17>Спасибо Сергей большое.Жаль только что с англицким у меня :(

Может, тебе секретарша переведёт? Если нет, то я переведу, напиши. А вообще ты много теряешь, столько информации на английском - всё не прочитать.
+
-
edit
 

algor17

опытный
varban>НЕ ШУТКА, вполне рабочая методика. Я таким образом штуки 200 термопар сварил.

Буду знать.Может пригодиться.Спасибо.

varban>Заводим новый топик, там и обсудим. Но с таблеткой у тебя все ОК будет.

Я заведу.

varban>Да некрасиво это ;)

Да это неэстетично.Зато дешево,надежно и практично.
Можно при пережигании проволочки запуск сделать ,схему вставить.Тогда точно надежность упадет
:D
 
+
-
edit
 

algor17

опытный
Serge77>Может, тебе секретарша переведёт? Если нет, то я переведу, напиши.

Да у нас так мало кантактов с иностранцами(только с конкурентами воюем),что оно ей не надо.Она эстонка и вся работа идет на местном языке (которым я тоже не владею :D:D:D )
В принципе, может завтра брат моего компаньона заглянет,тоды переведет,он в американском посольстве сисадмином работает.
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

algor17>Во дает мужик !

А, так ты только прочитал. Мужик явно получил массу удовольствия, чего и мы хотим.

algor17> А двигатели что ли какие то промышленные?

Да, Еstes - это промышленно выпускающиеся модельные двигатели на дымном порохе, бывают разных размеров. Обычно используются начинающими, для более продвинутых выпускаются двигатели на перхлорате, они многоразовые, к ним продаются топливные шашки для перезарядки.

algor17> А в целом мне понравилось.Все таки если говорить об пусках,то меня такое больше интересует.

Ты обратил внимание на кавитирующий нос для снижения сопротивления воды?
А вот заклеивание сопла силиконовым герметиком меня насторожило, может быть автор как-то не так выразился.
+
-
edit
 

algor17

опытный
Вообщем потихоньку,помаленьку у меня цель в моделизме вырисовываеться.(кроме улучшения топлива)А что мужик то не фотографировал ? Кадр выхода с поверхности должна быть еще та .А с соплом,может он не сильно промазывал,только для водоизоляции.А про нос я толком и не понял.
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

algor17>Вообщем потихоньку,помаленьку у меня цель в моделизме вырисовываеться.

Ну, теперь ты кроме домашней лаборатории начнёшь ещё и батискаф строить.

algor17> А про нос я толком и не понял.

Там толком и не описано, там ссылка есть. Он пишет, что с обычным носом ракета вылетала на 30-50 футов, а с кавитирующим - на 100 за счёт меньших потерь на сопротивление воды.
+
-
edit
 

algor17

опытный
Во дает мужик !
А нафига ж он питание то в ракету засовывал ? Типа если уж короткое,то пусть лучше взлетает,чем просрет. :D Крут ! Я бы побоялся.А двигатели что ли какие то промышленные ? А в целом мне понравилось.Все таки если говорить об пусках,то меня такое больше интересует.
 
+
-
edit
 

algor17

опытный
Serge77>Ну, теперь ты кроме домашней лаборатории начнёшь ещё и батискаф строить.

Да нет,все проще.Пойду на курсы аквалангистов.И куплю костюм.

Serge77>Там толком и не описано, там ссылка есть. Он пишет, что с обычным носом ракета вылетала на 30-50 футов, а с кавитирующим - на 100 за счёт меньших потерь на сопротивление воды.

Это я и сам прочитал (перевел).Я думал ты знаешь что за форма носа.Но про ту кавитацию что я писал,ни сном не духом.
 
+
-
edit
 

Serge77

модератор

algor17>Это я и сам прочитал (перевел).Я думал ты знаешь что за форма носа.Но про ту кавитацию что я писал,ни сном не духом.

А я думал, что на той ссылке написано. А сейчас глянул - ничего. Попробую найти автора этих ракет.
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Serge77>А я думал, что на той ссылке написано. А сейчас глянул - ничего. Попробую найти автора этих ракет.

Он ответил! Вот ссылка на его страницу, там довольно подробно написано. Сейчас он готовит старт ракеты с 30 метров.

Yahoo! GeoCities: Get a web site with easy-to-use site building tools.

Yahoo! GeoCities offers you a free web site and all the tools you need to build a dynamic site. Features include easy-to-use site building tools, online help, web site statistics, secure and reliable hosting, and an intuitive control panel.

// www.geocities.com
 

+
-
edit
 

Serge77

модератор

На всякий случай вот полный текст письма, может тут ещё что-то есть в дополнение к страничке.


I've been doing this for a few years. My current rocket should be launchable
from ~30m (100') below the surface. The deepest I've successfully launched
from is 23.5m (77.5'). I have a really bad web page outlining my designs and
some very basic theory. You can find it here:


Yahoo! GeoCities: Get a web site with easy-to-use site building tools.

Yahoo! GeoCities offers you a free web site and all the tools you need to build a dynamic site. Features include easy-to-use site building tools, online help, web site statistics, secure and reliable hosting, and an intuitive control panel.

// www.geocities.com
 



To start I'd pick a commercially available kit and "rebuild" it out of
waterproof materials. This can be difficult - the only type of plastic pipe
readily available in several diameters is PVC - and its too heavy for most
engines. You'll also want to convert the kit to 'D' or 'E' power - anything
smaller won't be able to launch from greater then ~1m. The Estes Alpha is a
good kit for 'D' engines - never tried an 'E' in this one. Remember to test
stability after a rebuild.

The hardest part is keeping the rocket from flooding before launch. Sealing
the engine off with silicone works well. The nose cone is a lot harder. You
can glue it in place, but this makes a ballistic (read: illegal) rocket.
O-rings can make a good seal, but there a pain in the butt. I've found that
sealing with paraffin works well for cones - it'll keep the water out, but sill
allow the ejection charge to function properly. You'll also need to
shrink-wrap the connections from the power supply. I'd recommend soldering the
ignitor directly to the leads, and then shrink-wrapping the whole thing.
This'll be a lot less sensitive to shorting then shrink-wrapped alligator
clips. On the other hand it's a real pain to solder ignitor leads without
setting off the ignitor... Put the ignitor in the engine and seal the while
end of the engine with silicone (the putty nossle will soak up a lot of water
if you don't seal the whole thing).

Moving below 3m (10') presents a lot of problems. You have to start accounting
for water pressure, which will crush most normal rockets. The amount of power
you need seems to rise exponentially as you increase your depth. For example
you should be able to use an 'E' for launches at 3m, but to move to 6m (19')
will require something in the range of an 'H' - that's ~8x the power you needed
for 3m.

At greater depths silicone and paraffin no longer provide effective seals, so
you'll need to move to O-rings and permanent seals. At these depths you can no
longer run a wire from your ignition box to your rocket. Instead you'll need
to use a relay system. This means you need to build a waterproof enclosure to
hold a 12V battery and associated electronics. Special launch pads and other
equipment are also required.

I really enjoy doing this. It challenges my engineering and construction
skills, and allows me to combine two of my hobbies - SCUBA and rocketry.

Bryan Heit
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)
+
-
edit
 

Serge77

модератор

Я спросил его о конструкции кавитатора, вот ответ (я ещё задал вопрос о подробностях). Оказывается, он студент.

The cavitating device is fairly simple. Scientific American had an article on
cavitation in 2001. Here's the link:




Several cavitator designs are described in the article. I've tried several, but
the only one I've gotten to work consistently is the recessed-cone cavitator.
This is OK, as this type of cavitator is also the type best for use as a nose
cone.

The type of cavitator I use is a recessed-cone cavitator. This looks much like
the front of a ram-jet. A central cone is surrounded by a thick tubular wall.
This produces a structure that looks like this (you'll need a mono-spaced font
to see it):

| / |
| / |
|/ |

Horizontal slots are located where the cone meets the tube. The water enters
the top and is accelerated as it moves down the cone. The water then moves
through the slot and then expands rapidly, forming the cavitation chamber. The
ideal cavitator would have a movable cone in order to adjust for different
speeds, however this is far to complex for me. The biggest problem I have found
is that most materials aren't strong enough for an optimally designed
cavitator. I used to make mine out of cast aluminum, but these don't survive
higher power launches. I recently switched to machined, face-hardened stainless
steel. The biggest problem with these is finding a shop that can machine these
type of structures.
1 2 3

в начало страницы | новое
 
Поиск
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru