Энциклопедия Технологий и Методик

оооооооооооооооооооооооо

Энциклопедия Технологий и Методик
 
Секретные технологии
 

Домашнее ракетостроение

 

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/см2). 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: timochka3.narod.ru .
Страничка долгое время была не доступна, по этому шаблон можно найти тут. 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.

Уплотннительные кольца из маслостойкой резины из автозапчастей.

Топливо - сорбитовая карамель (KNO3/Сорбит 65/35) в 6-и сегментах. 5 сегментов имеют сквозной канал диаметром 7 мм, 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 была использована программа R. Nakka SRM которую можно скачать на его сайте www.nakka-rocketry.net.

Детали двигателя:
- корпус
- сопло
- заглушка

Двигатель в сборе

 

Изменение Кн (отношение площади горящей поверхности топлива к критическому сечению сопла)

• Kn max = 276
• Kn min = 223
• Kn avg = 258

Изменение давления в двигателе и время работы

• Pmax = 3,45 MPa
• t burn = 1,167 с.
• t thrust = 1,189 с.

Время тяги несколько выше чем время горения, это связано с тем что после окончания горения корпус двигателя заполнен газами которые выходя создают еще некоторое время тягу.

Следует сказать что в расчет не берется шашка торцевого горения которая тоже участвует в создании тяги.

Зависимость тяги двигателя от времени работы

• F max = 180 Н.
• F avg = 166 Н.
• t thrust = 1,189 с.

Масса топлива, без учета шашки торцевого горения 160 г. Суммарный импульс, без учета шашки торцевого горения 196,8 Н*с. Время работы двигателя, без учета шашки торцевого горения 1,189 с. Удельный импульс топлива 125,5 с.

Первое испытание:

Испытания на видео.

По всей видимости тут разрушилась бронировка

Потемнение в районе винтов крепления сопла

Первое кольцо имеет повреждение

Налет на сужающейся части сопла

Налет на расширяющейся части сопла

Останки бронировки ближней к соплу шашки

То же

Останки бронировок шашек

Заглушка без повреждений

Критика сопла после промывки, никаких повреждений не обнаружено.

Выводы:
• долгий выход на режим, по всей видимости это вызвано остатками смазки в каналах шашек.
• разрушение бронировки что привело к местному перегреву корпуса, бумага на силикатном клею прекрасно работает в мелких моторах но плохо подходит для крупных.
• прорыв газов через уплотнительное кольцо, надо применить иную, чем литол, смазку для колец и предотвратить непосредственный контакт газов с кольцом.

Новые дистанционные кольца выточены из текстолита. Ближнее к соплу кольцо имеет проточку на наружной поверхности которая перекрывает щель между соплом и стенкой. Эта проточка при сборке двигателя заполняется силиконовым герметиком.

Топливные сегменты отлиты в бронировку из пяти витков тонкой крафт бумаги пропитанной эпоксидной смолой. После отливки рабочие поверхности сегментов обезжирены бензином.

Второе испытание:

Второе испытание на видео.

Бронировка и дистанционные кольца

Налет на расширяющейся части сопла

Резиновые кольца не повреждены,для смазки колец была применена силиконовая смазка.

Выводы:
• быстрый выход на режим
• перегревов корпуса нет
• прорывов газов нет
• время работы соответствует расчетному

Двигатель выдержал испытание и готов к полетам.

 

 

ВНИМАНИЕ !
Запрещается любая републикация, полное или частичное воспроизведение материалов данного сборника, а также фотографий, чертежей и схем, размещенных в нем, без предварительного согласования с авторами представленных статей.

Напоминаю! Что за любое противоправное и противозаконное использование материалов, опубликованных в энциклопедии, редакция ответственности не несет.

Сборник составлен по публикациям
"Экспериментального любительского ракетостроения"
Составитель.
Патлах В.В.
http://www.patlah.ru

© "Энциклопедия Технологий и Методик" Патлах В.В. 1993-2007 гг.

 

оооооооооооооооооооооооо