a_centaurus: Все сообщения за 21 Ноября 2011 года

Ckona> Цель вопроса - выбор между газовым и водяным корректирующим двигателем.

1. Критерий выбора - Isp. Cold gas - 60 s. Water - 5 s. Это "цена вопроса Nº1".
Со сжатым воздухом возможно использование эффективного сопла Лаваля. Вместо насадка.
2. Доступность в любительских технологиях. Это "цена вопроса Nº2". Из собственного опыта работы с CG. Всего с 4 Bar над соплом 0.8 мм дают скорость в потоке (азот) до М3 с откачкой камеры до 10-3 Bar. В атмосферу - до М1.4 (импульсный режим). Как оперативное давление, так и контроль легко достигаются на любительском уровне технологий. Описанный соленоидный пневмоклапан прекрасно работает с воздухом. С водой такой клапан без серьёзной доработки работать не может. Это к тому, что не будет тривиальным найти конструктивное решение для сальника с малым трением. Чтобы ограничить потребление на катушке хотя бы до 0.5-0.8 А.
3. Габаритно-весовые характеристики системы. Это "цена вопроса Nº3".
Есть уверенность, что с "холодным газом" система будет легче и компактнее.
4. Методика расчёта. Это "цена вопроса Nº4".
Собственно задача сводится к использованию стандартной методики расчёта "cold gas thruster".Таких достаточно опубликовано. Могу подобрать в своем архиве.

•  82
•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

FRC> 3. Высокая скорость уноса позволяет шашку сделать компактной, но, в то же время, создает проблему с обеспечением длительного времени работы двигателя. Это, в свою очередь, скорее всего, не позволит применить парафин в высотных (10 и более км) ракетах.
Поэтому SPG и оставили пока парафин в покое. Для серьёзных задач вполне "сойдёт" и HTPB. Или, хотя бы полибутадиен с добавками. Не думаю, чтобы в России с ним проблема. Также вполне оперативно пригодны комбинированные шашки: парафин-полимер. Я получал удлинение времени тяги при разумном Isp =200 s. То есть, внутренняя шашка изготавливается из парафина и даёт быстрый, мощный старт. Затем РП идёт на более медленном топливе. И его возгонка начинается при высокой температуре в камере без потерь окислителя. Очевидно высокие результаты даёт комбинированная шашка на парафине с пространственно-развитой структурой из FOAM. Кроме того, конструктивно, подобная шашка имеет высокую механическую и температурную прочность. FOAM может быть как на полимерной так и на металлической основе. Испытанные мною комбинированные шашки на алюминиевом FOAM в качестве инициирующей бустерной вставки и полимерного внешнего контура давали очень высокий Isp = 225-230 s. С парафином я их не пробовал из-за отсутствия под рукой материала в достатке. Но, думаю, что положительный эффект будет иметь место.
Отдельный вопрос - массштабирование схемы двигателя. Очевидно (и давно теоретически доказано), что однокамерные ГРД не годятся для серьёзных задач, по крайней мере для вывода значительной нагрузки на орбиту. Поэтому даже для 10 км нужно рассматривать либо двухступенчатую схему ракеты, либо работать над многокамерным ГРД или, хотя бы, многоканальной шашкой с впрыском окислителя в каждый канал.

•  2
•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

a_centaurus>> Отдельный вопрос - массштабирование схемы двигателя.
RocKI> По какой причине?

Для вывода на орбиту хотя бы 200 кг нужен ГРД с длиной камеры порядка 45 м и диаметра ок 4.5 м. Добиться равномерности сублимации шашки и горения компонентов, учитывая размещение инжекторной головки вверху камеры, очень сложно. Особенно в случае высокой скорости сублимации как в парафине. Пока известен кажется только один сравнительно положительный опыт с ГРД ракетой-носителем. Lokhid-Martin испытали в 98 г (не уверен в точности даты) кислород-HTPB ракету с дартом, который не разделился с бустером. Да и то по параболической траектории. Был испытан однокамерный двигатель, но с многоканальной шашкой. В то же время многокамерная схема позволяет сократить длину камеры и упростить процесс- вектор контроля. И использовать медленные топлива. Собственно, пока был только один случай успешного суборбитального полёта ("Number One"), объекта с ГРД, который был реализован с самолётной платформы (с 17 км). Подробнее можно посмотреть в книге Волкова "Ракетные дв. на комб.топливе". Картинка оттуда.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

CATO> ...что у тебя клапана упираются в шашку...
Ну да :"чукча не читател...!". Ну я сам такой. Даже не в этом дело, что упирается (да и не упирается, потому что остаётся зазор в 2-3 мм). Шашка парафиновая канальная/многоканальная. То есть каждый канал сопряжён со своей форсункой. Тем более в режиме ЖРД шашки не было. Только ведь ЧП в пироклапане в основном используется для создания быстрой ВЫЖИГАЕМОЙ ДИАФРАГМЫ. А для старта используется уже кольцевая таблетка композитного топлива, которая воспламеняется от факела, образуемого, ЧП, стружкой металлического Mg, и открывшимся потоком жидкой фазы окислителя. И поддерживает процесс диссоциации закиси в начальной фазе впрыска. Потом процесс устанавливается и самоподдерживается. Поэтому важен одновременный быстрый подрыв мембран электрическим мостиком-воспламенителем, помещаемым в каждый из 4 каналов по окислителю. На самом деле я испытывал и зажигание полупассивное, когда в. помещался только в один канал инжектора закиси. А остальные поджигались уже от внутреннего теплового потока, образуемого при функционировании одноканального мини ГРД внутри общей схемы "tripropellent". На большом двигателе схема успешно отработала в двух тестах. Однако на малом в одном из испытаний двигатель очень долго выходил на режим, а потом так и захлебнулся из-за попадания в канал горючего PE прокладки и невыгорания композитных стартовых шашек. Поэтому как говориться:" лучше запас по надёжности, чем ненадёжность и без запаса". К тому же, установка в. в пироклапан заложена в его конструкцию. И сама эта операция наименее трудоёмкая из всех, заложенных в сборку одного п.к. А после сборки камеры и двигателя выводы собираются в параллельный пучок и пропаиваются. Остаётся только установить двигатель и навесить "крокодилы" каблей системы зажигания.

•  50
•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

Ckona>> Воздушного импульса должно хватить.
Ckona> После экспериментальной проверки диаметра и тяги, можно будет приступать к конструированию клапана.
В лабораторной установке стоит импульсное (управляемое с driver) соленоидное сопло Parker 1.0 мм (0.785 мм2). Могу померять тягу с азотом 6 Атм. Только на весах, поскольку нести на стенд далеко. Длительность импульса и частоту можешь задать любую.

•  10
•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение

Ckona> Прошу на весах измерить усилие, которое развивается с сопла диаметром 1 мм в установившемся режиме, с давлением 6 атм. Если будет в пределах от 0,4 до 0,7 Ньютона - мои оценки окажутся адекватными. В "установившемся режиме" - например, после трех секунд работы.
Ok! 6 Атм @ 3 с. F = ?.

•  инфо
•  инструменты
• Ответить на сообщение