Private Space Launch - создание ракеты на ГРД

FRC> Хотел посоветоваться по практическому вопросу...

Ты этот вопрос уже задавал, а я тебе на него отвечал. Среди ответов был следующий. Баллон (донор) естественно устанавливается горлом вниз. На него надевается линия с Т- ответвителем на конце. В проходной конец устанавливается переходник для заправки капсулы, а в перпендикулярный - шаровой кран с калиброванным отверстием для дренажа. Перед заправкой (на открытом воздухе), берёшь головку заправного шланга в руку (в перчатке) и понемногу открываешь кран на баллоне при закрытом дренажном. Держишь крепко шланг направленный вниз в твёрдое препятствие (лист металла или камень), Дожидаешься когда из наконечника пойдёт жидкая фаза... После этого линия захоложена и готова к заправке. Можно этот процесс совместить с захолаживанием капсулы, которую собираешься заправить. Капсула крепится в какой-нибудь оправке или зажиме на листе-дефлекторе и на неё направляется струя. Несколько секунд достаточно для переохлаждения стенок небольшой капсулы. После этого капсула устанавливается на переходник шланга, ставится на весы, открывается дренажный клапан, а затем понемногу кран на баллоне-заправщике. Дренажный клапан после нескольких секунд можно прикрыть до минимального стравливания и открыть полностью кран б. Заправочный вес определить заранее. Собственно этот способ я позаимствовал из Operation Manual of Aeroteck 54 mm Hybrid Rocket Motor. Лётная капсула на 330 мл не имеет собственного дренажного клапана. Её заправка производится по описанному выше процессу. Зайди на сайт А-Т и скачай этот pdf.Всегда помогает просто охлаждение капсулы проточной водой или мокрой тряпкой (можно добавить спирта в воду) или помещение капсулы в морозильную камеру. Если задача продолжительная, то можно купить маленький морозильник и держать в вашей лаборатории.

FRC>> Хотел посоветоваться по практическому вопросу...

a_centaurus> Ты этот вопрос уже задавал, а я тебе на него отвечал.

Воспользовался советом, получилось. Спасибо большое. Правда заправлял не полный, но видно, что при необходимости и "до краев" залить можно. Посмотрим как при +30С на улице будет.

FRC> тест

Ты бы, Антон, прописал ТТД "малого" ГРД. По идее, похож на мои "мини" ГРД от 50 до 150 г NOx. Если тебе важно мое мнение, то приветствую такой откат по классу двигателя. Как правило хорошо масштабируется опытная установка в одном порядке величин (в 10 раз). На малом двигателе сможешь с малыми затратами и риском отработать полный цикл для большого ГРД. Особенно это важно в лётных испытаниях. Полетай сначала на несколько сот метров, чтобы все процессы на борту были в визуальном контакте. Отработай заправку в поле, старт, контроль полёта, систему спасения, телеметрию, сьёмку с борта и самого борта. 6-10 стартов. Потом будет НЕИЗМЕРИМО легче проделать все это с ракетой на двигателе в 10 раз большей тяги.

a_centaurus> Ты бы, Антон, прописал ТТД "малого" ГРД. По идее, похож на мои "мини" ГРД от 50 до 150 г NOx.

По программке получается так:
Окислитель- 255гр
Парафин - 60 гр (больше чем надо, т.к. бронировку пока не использую).
Тяга 250N
Суммарный импульс - 541Ns
Время - 2,17s
Вес двигателя (сухой) - 900 гр.

Есть возможность установки бака на 725гр окислителя.
Тогда время будет- 6,1s правда не уверен, что хватит диаметра камеры сгорания при использовании парафинового горючего. Вообще, есть выбор по части баков окислителя: 9, 12, 20 oz.

a_centaurus> Если тебе важно мое мнение, то приветствую такой откат по классу двигателя.

Разумеется важно. Ракетка, которая малая, получилась на редкость хорошо. Легенькая, прочная, удобная. Двигатель тоже. Пришла мысль, позапускать ее для начала, как ты и говоришь. Тем более, что можно заправить на высоту 200-400 метров, чтоб не нарушать правила. Отработать электронику спасения, метод укладки парашюта, газогенератор и проч. Параллельно доводя большую. Там не так много осталось.

Двигатель. Ещё нужен калибр и длина. Но уже понятно. Наверное можно чуть убавить критику и дожечь полнее парафин (добавив термоизоляцию). Скажем, идеальное время для таких пропорций будет около 3 с. Но на другой бак менять вряд ли можно. С такой камерой. Будет перебор. У меня сделан был KIT мини ГРД из нескольких баков/камер. То есть, больше бак - длиннее камера. На двух центральных узлах (динамический клапан/статический клапан). В общем, позволяют собрать до 6 -7 конфигураций. Также может меняться и вставка в критику. 900 грамм - многовато. У меня масса от 350 до 650 г. 1000 г имеет ЖРД на 0.5 кг закиси и 160 горючего. Надо тебе со временем сделать ревизию дизайна. Попробовать поиграть с материалами, геометрией и технологиями.
Ракета. Наверное, всегда, эволюционный путь хоть и длиннее, но доходчивей. Да и взросление идет своим путём. Также могу подсоветовать: сделай два три планера ракеты. Хотя бы в корпусных элементах и моторные отсеки со стаб. Чтобы был запас. Для этого нужно разработать такой же номенклатурный KIT, как и для дв. Тогда, простая перестановка с погибшего или подраненого образца резко ускорит ход познания. Когда ловишь ритм в работе - многое познаётся и получается.

a_centaurus> Двигатель. Ещё нужен калибр и длина.
Что-то с пмятью моей стало.... измерял, но забыл
Испытаем в нормальном, вертикальном положении. Посмотрим, какие результаты и устроим ревизию.

a_centaurus> Также могу подсоветовать: сделай два три планера ракеты.

Не надорвать бы пупок Проведенные организационно-пиарные мероприятия дают результат и остро ощущается нехватка времени. Самое вложное и длительное в планере (лично для меня) - намотка корпуса и обтекатель. К запускам, надеюсь, удасться дубликат сделать.

FRC> Не надорвать бы пупок

Нужно найти изготовителя труб и обтекателей. Поищи по Москве. Наверняка со стеклотекстолитом работают. Я заказываю на фирме, производящей изоляторы. Такая работа сильно отвлекает от основной идеи. Нельзя все делать самому. Потеря времени стоит дороже прямых затрат.

FRC>...Вес снаряженного двигателя получается где-то 115-125гр. Много, конечно, но
В сравнение с фабричен (www.eclipserocketry.com) микрохибриден двигател, масата на двигателя е нормална. Снаряженного двигателя "eclipserocketry" с шашка бумага/полиетилен/PVC е съответно 98/102/107гр.

FRC> Если правильно считаю, то при таком расходе тяга была в районе 60N, суммарно 13,8Ns
FRC> Плохо это или хорошо - не соображу.

По данни от интернет - нормално. С шашка "бумага" двигателя работи без дим и без огнен факел Видео (ракета "Е48-6", стартова маса 240гр.) от полет на фабричен микрохибриден двигател "eclipserocketry" с шашка "бумага" има тук: http://www.korio.org/rocket/...

FRC> Провел первые испытания МикроГРД с баллончиком 8гр. Nox. Идею дизайна честно стырил у ув. Центавруса
Ну почему "стырил"? Я все выкладывал, вплоть до чертежей. Если бы просто скопировал, то не было бы такого уродливого "горба" в части узла инжектора.
FRC> Вес двигателя получился ... 115-125гр.
Максимальный вес микрогибридной ракеты - 0.35-0.38 г. Это, чтобы полёт был хотя бы 60-70 м.
Вот и считай, сколько тебе остаётся для ракеты.
FRC> Двигатель работал 0,23 сек. и пытался приподнять тиски в 11 кг. Критика была ф3мм.
FRC> Если правильно считаю, то при таком расходе тяга была в районе 60N, суммарно 13,8Ns...
Мой MECH_FA_01 имеет массу 44 г с nylon шашкой. С капсулой - 72 г (lift off). Время тяги -1.4 с. It = 17 N*s.
Последняя модель - Me_H_10 с парафиновой шашкой имеет взл. вес - 100 г, время тяги ок. 1.0 с, It = 24 N*s. Диаметр инжектора (оптимальный) 0.7-0.8 мм. Критика - 2.5 мм.
FRC> Плохо это или хорошо - не соображу.
Как отправная точка - годится. Но нужно добиться повторяемости и надёжности декапсуляции и пуска. Коммерческие микро ГРД по схеме R. Caldera дают ок. 11-13 N*s.

a_centaurus> Ну почему "стырил"? Я все выкладывал, вплоть до чертежей. Если бы просто скопировал, то не было бы такого уродливого "горба" в части узла инжектора.

Так картинки с чертежами куда-то делись. Я искал, искал и по-памяти воспользовался идеей резьбового соединения, расположенного посередине двигателя. Думаю, что можно уменьшить диаметр камеры сгорания и "горб" исчезнет.

-VMK-> В сравнение с фабричен (www.eclipserocketry.com) микрохибриден двигател, масата на двигателя е нормална.

Думаю, что второй экземпляр изготовлю с учетом нынешних ошибок и масса будет около 100-110 гр. Кстати, я делал по то же схеме, что и eclipserocketry двигатель. Мне не понравилась схема декапсюляции (с винтом) и крепление заглушек стопорными кольцами. Не надежно. Кольца такого размера очень тонкие и малейший брак в изготовлении канавок приводит к "выстреливнию" заглушки вместе с баллончиком. А декапсюляция с помощью винта, требует сноровки и инструмента. Хотя у них летают, а у меня пока нет, так что они молодцы, а нам предстоит работа

FRC> Так картинки с чертежами куда-то делись. Я искал, искал...
Здесь все найдешь.

FRC> Время работы - 0,825 сек. (По видео. Тензометрия обрабатывается).

По видео время работы двигателя - 3 с. И это нормально для такой пропорции и количества топлива. Если это время тяги, зарегистрированное датчиком, то он неправильно откалиброван, Антон. Факел и звук много говорят о рабочем процессе в д. То есть, по факелу и по звуку можно судить о том, что двигатель отработал правильно.

a_centaurus> По видео время работы двигателя - 3 с. И это нормально для такой пропорции и количества топлива. Если это время тяги, зарегистрированное датчиком, то он неправильно откалиброван, Антон. Факел и звук много говорят о рабочем процессе в д. То есть, по факелу и по звуку можно судить о том, что двигатель отработал правильно.

Датчик, после последнего взрыва ведет себя не линейно и, судя по всему, поврежден.
Александр, ты говоришь о полном времени работы. Оно, действительно, составляет 2 с лишним секунды. Но, насколько понимаю, основная жидкя фаза вышла за 0,4 сек (когда график резко пошел вниз с максимального значения тяги). А потом, в течение 1,3 сек. идет более плавное снижение тяги, видимо, на газе с периодическими "плевками" в камеру остатков окислителя (выскакивают 5 "иголок" на графике").

Думаю, стоит отметить, что мы всегда подогреваем бак перед стартом до одной температуры (30 град.C), чтобы обеспечить сходные условия испытаний. Возможно, это влияет на "форму" графика.

Может есть другое толкование графика: перед стартом окислитель находится близко к критической точке, которая составляет 34 град.С и давление максимально, и именно это условие дает "Эверест" на графике. После открытия клапна, идет резкое остываение и окислитель конденсируется в жидкость, после чего тяга резко падает и далее плвно снижается на жидкой фазе.

Возможно, стоит попробовать провести испытания с подогревом до, скажем 20С и сравнить результаты. Ведь на летных испытаниях подогревать, видимо, не будем.

FRC> Александр, ты говоришь о полном времени работы. Оно, действительно, составляет 2 с лишним секунды. Но, насколько понимаю, основная жидкя фаза вышла за 0,4 сек (когда график резко пошел вниз с максимального значения тяги)...

Тем не менее общий импульс - It есть интеграл по всей площади кривой. И ракета будет находиться в фазе активного разгона до последнего истекающего из сопла ньютона. В случае NOx всегда говорят о бифазной составляющей. То есть капельная фаза совместно с паровой проходит через эффективное отверстие форсунки. Исходя из этого (расход окислителя через круглую форсунку) делается расчёт РП. Затем капельная составляющая уменьшается и в камере идет дожиг паровой компоненты. Но, повторяю, импульс продолжается. Другое дело, что твой двигатель НЕ ОПТИМИЗИРОВАН. В общем случае форма графика для формулы ГРД на парафин/NOx стремиться к прямоугольной. Для этого нужно поиграть с давлением в камере и расходом О. через форсунку.. Но все это нужно делать в зависимости от задачи. С учётом ракеты, конечно.

a_centaurus> ...до последнего истекающего из сопла ньютона...
Зарегистрировано очередное крылатое в рамках форума выражение.

a_centaurus>> ...до последнего, истекающего из сопла ньютона...
Атмосфера> Зарегистрировано очередное крылатое в рамках форума выражение.
Ну-ну, бери выше . Этот след тянется по всей жизни из социализма в капитализм (и назад). Например у Gerente General нашей компании висит на стене следующий афоризм: "Somos famosos ahora. Nos faltan ser ricos!" (Asi hablo Alex) (Было высказано, когда мы выиграли тендер на реактор в Австралии).

FRC> Первый тест с зарядом 2,9 гр.
FRC> Второй с 7,25 гр.
Не знаю принципа действия всей системы, поэтому трудно судить об эффективности подобного устройства. Однако практически во всех бортовых пироактиваторах используются пороха. Быстрое действие, большая мощность, малые размеры, высокая надёжность. 500 мг пороха поднимают на 5 м парашютный сегмент весом в 3 кг (из опыта). Для надёжного срабатывания парашюта должен быть солидный запас по мощности. Чтобы скомпенсировать осевые перегрузки, перекосы, ветровой напор и т.д. Я бы вам посоветовал провести полные натурные испытания с нагрузкой на обтекатель, имитирующей лобовое сопротивление.

FRC>> Первый тест с зарядом 2,9 гр.
FRC>> Второй с 7,25 гр.
a_centaurus> Не знаю принципа действия всей системы, поэтому трудно судить об эффективности подобного устройства.

Принцип пиротехнический, как у всех. Просто добавил систему пламягасителей (фрезерованные каналы внутри конструкции, как на рисунке). Размер монстроидальный сделал специально, т.к. нам надо улучшить развесовку ракеты.
Твои предложения по натурным испытаниям в ближайшее время реализуем.