Энциклопедия Технологий и Методик - Ракета - Перезаряжаемый ракетный 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.

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.

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

Изменение давления в двигателе и время работы

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

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 ракетного двигателя можете посмотреть на видео (жмите на картинку).

По всей видимости тут разрушилась бронировка

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 ракетного двигателя можете посмотреть на видео (жмите на картинку).

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.