Как сделать ракетный двигатель из обычной соли
Обновлено: 02.07.2024
Необходим простейший набор измерительных и чертежных инструментов: линейка, штангенциркуль, карандаш.
Корпус двигателя делается из 10-ти слоев высококачественной офисной бумаги. Для этого из стандартного листа А4 отрезаются по длине две полоски шириной 69 мм. Далее берется оправка – ровный гладкий и прочный, лучше металлический, стержень (или трубка) длиной более 80 мм и диаметром 15 мм. Чтобы корпус не прилипал к оправке, можно отрезать кусок широкого скотча по длине оправки и накатать его на оправку в поперечном направлении. Затем на оправку наматываются последовательно полоски бумаги, которые в процессе намотки обильно, без пропусков, промазываются силикатным клеем. Прилегающую к оправке сторону первого витка промазывать клеем, конечно, не надо.
После этого неплохо прогнать еще сырой корпус через внешнюю оправку – металлический цилиндр с внутренним диаметром 18 мм. Корпус движка должен достаточно плотно проходить через эту оправку, этого надо добиться обязательно, поскольку в дальнейшем придется проводить набивку корпуса топливом, что без плотно сидящей внешней оправки делать нельзя. Если такую трубку найти не удастся, надо будет изготовить внешнюю оправку намоткой не менее 15-ти слоев офисной бумаги на уже готовый корпус двигателя, так – же на силикатном клею. Слегка подсушив корпус, надо снять его с оправки предварительно провернув против намотки. Дальше, пока корпус полностью не высох надо вставить с одной стороны готовое сопло. Для этого конечно необходимо, чтобы сопло уже было подготовлено.
Итак, изготавливаем сопло. Рекомендую сделать сразу два сопла, далее будет понятно почему. Обычно несложно найти деревянный стержень диаметром 16-18 мм, лучше из твердого дерева вроде бука или граба. Аккуратно торцуем его, т.е. делаем ровный перпендикулярный оси спил на одном конце. Для этого надо отрезать ровную полосу ватмана, шириной ~100мм и плотно намотать на стержень точно виток над витком. По краю этой намотки постепенно поворачвая стержень и удерживая ватман на месте делаем круговой пропил. Слегка зачистив шкуркой место спила получаем четкий торец. Здесь мы подошли вплотную ко второму правилу, непосредственно вытекающему из первого:
2) при любых операциях требующих геометрической точности использовать всевозможные оправки, шаблоны, кондукторы .
Первый этап сборки двигателя - установка сопла. Делать это надо пока корпус еще не просох, т.е. практически сразу после намотки. Сопло устанавливается в корпус с одного торца на силикатном клею заподлицо с краем корпуса.
Вот мы и подошли к третьему правилу:
3) строго соблюдать соосность всех центральных каналов и осевую симметричность всех деталей ракеты.
Конечно, это правило интуитивно понятно, но частенько про него забывают.
Топливо.
Непосредственно назрел вопрос о топливе. Конечно, его надо решить в первую очередь, перед тем как приступать к производству ракеты, но я веду рассказ, так сказать, в порядке логической очередности. Соблюдать этот порядок при изготовлении ракеты конечно не обязательно. Самым доступным, безопасным и одним из самых эффективных считается карамельное порошковое топливо, состоящее из смеси тонко измельченного сахара 35% и калиевой селитры 65%. Процентовка только по весу. Достать компоненты несложно. Про сахар я не говорю, а селитру ищите в садоводческих магазинах и рынках. Лучше всего, конечно, купить качественную селитру в специализированной фирме (Русхим, Вектон). Точное соблюдение весовых соотношений обязательно. Отсюда и четвертое правило:
4) точно соблюдать пропорции химических компонентов, степень измельчения и технологию производства топлива .
5) топливо надо обязательно проверить .
Для этого прессуем небольшую тонкую таблетку-лепешку из топлива и в безопасном месте на гладкой негорючей поверхности поджигаем ее с одного края. Таблетка должна гореть активно, пламя должно иметь четкую направленность, сама таблетка должна вести себя беспокойно, норовя сорваться с места. После сгорания не должно остаться практически никаких шлаков. Такое топливо можно считать подходящим.
Если корпус движка просох можно приступать к набивке. К этой операции я призываю отнестись с максимальной серьезностью. От качества ее проведения зависит не только качество работы движка, но и само его существование. Проще говоря, некачественная набивка может привести к взрыву.
Сначала разбираем систему центровки сопла и помещаем корпус движка во внешнюю оправку, о которой я уже упоминал. Это обязательно, поскольку при набивке возникают усилия, которые могут повредить корпус. Напомню, корпус должен входить во внешнюю оправку свободно, но плотно, без люфтов. Сначала при помощи подходящего стержня или хвостовика сверла плотно запрессовываем топливом канал сопла. Только аккуратно без фанатизма - сопло может расколоться. Затем помещаем движок в оправке на ровную прочную поверхность. Засыпав небольшую порцию топлива, при помощи подходящего по диаметру (~14,5мм) прочного стержня с плоским торцом и молотка прессуем эту порцию. Здесь важно, чтобы порции топлива были все время одинаковыми – приблизительно объем маленькой ложечки от мороженного Баскин-Роббинс "с горкой", чтобы удары молотком шли по нарастающей от слабого к довольно сильному, и количество их было одинаковым. Движок при этом надо удерживать на столе вертикально без перекосов, дабы не повредить его. Продолжаем эту нудную, но ответственную операцию до тех пор, пока до верхнего края движка останется незаполненным 12 мм по высоте. Высота топливного заряда будет составлять 45 мм. Аккуратно почистив стенки свободного объема, берем заглушку, смазываем силикатным клеем и вставляем ее в верхнюю часть. Не вынимая корпус из внешней оправки, подпрессовываем молотком заглушку пока она плотно не сядет на топливо. Теперь достаем движок из оправки и делаем перетяжку на корпусе, фиксирующую заглушку, по схеме, описанной для сопла. Единственное, что надо будет предварительно сделать, это, поскольку корпус уже приобрел приличную прочность, сначала продавить его по линии отметки перетяжки каким-нибудь металлическим предметом имеющим тонкую, но не острую кромку. Можно воспользоваться стальной проволокой 2мм (спица от велосипеда). Обязательна обмотка нитками на клею в месте перетяжки.
Если наша заглушка делается из второго сопла, т.е. имеет "технологическое" отверстие, то напоминаю, надо либо переед установкой подложить под неё копейку, либо залить отверстие эпоксидкой. В данный момент как раз пора воспользоваться смолой.
Зажигание.
6) Время до срабатывания двигателя должно быть таким, чтобы можно было отойти на безопасное расстояние .
7) все, что можно, должно быть испытано и замерено заранее .
Планер.
Теперь будем делать собственно ракету. Можно конечно примотать движок к рейке и запустить из бутылки, но, по-моему, это низведение достаточно изящного процесса ракетостроительства до изготовления простой шутихи. Я применяю реечный вариант только для отработки движков, когда надо испытать несколько вариантов, результат запуска которых заранее неизвестен. Поэтому я расскажу, как сделать очень простую, но все-таки ракету, со всеми ее атрибутами. Поскольку на этом этапе всегда возникает соблазн проявить инициативу и творчество, сразу предупреждаю, усложнять здесь для начала не стоит, поскольку вероятность потерять ракету после запуска очень велика, на стадии отработки я потерял подряд три ракеты. Улетают они - будь здоров!
Схема ракеты показана на рис.2.
Конструкция, которую я предлагаю, очень проста. Корпус фюзеляжа делается так же как и у движка, только для этого берется один кусок офисной бумаги шириной 110мм и наматывается на оправку диаметром 18мм. Надо проконтролировать, чтобы движок с трением, но свободно вставлялся в корпус ракеты. Можно сделать корпус ракеты немного больше диаметром, а движок подогнать намоткой колец бумаги по краям движка.
Стабилизаторы делаются склейкой двух заготовок, см. Рис.3, из тонкого картона, типа визиточного. Всего надо сделать три штуки. В месте крепления к корпусу на заготовках делается отгиб 4мм в разные стороны, что после склейки половинок создает удобную поверхность для приклеивания к фюзеляжу. Размер и форма стабилизаторов дело весьма произвольное, естественно в определенных рамках. Так что лучше для начала не экспериментировать, а сделать по приведенной схеме. Клеятся стабилизаторы на корпус быстросохнущим клеем типа "Супермомент", по предварительно сделанной четкой разметке. Определить положение стабилизаторов совсем несложно, для этого не нужно даже вспоминать школьные формулы. Первая отметка, т.е. положение первого стабилизатора - клеевой шов на фюзеляже. Далее берем тонкую металлическую линейку, упираем ее нулевой отметкой в клеевой шов и прокатываем на столе на один оборот. Положение клеевого шва после оборота покажет нам периметр фюзеляжа. Поделив его на 3, получаем положение двух других стабилизаторов относительно первого. Путем такой же накатки линейкой делаем отметки на фюзеляже.
Опыт показал, что клеевого соединения недостаточно, поэтому в стабилизаторах впритык к корпусу делаются шилом два отверстия, сквозь которые, с помощью иголки наматывается не менее пяти витков х/б нитки №10. Под нижнюю намотку предварительно вставляется один направляющий кольцевой зацеп. Нитки промазываются силикатным клеем. Такой же направляющий зацеп крепится с помощью ниток и клея в носовой части ракеты строго над нижним. Направляющие зацепы делаются из маленьких канцелярских скрепок, с таким расчетом, чтобы в них легко проходил стержень диаметром 5 мм.
Носовой обтекатель ракеты можно сделать из винной деревянной пробки, обточив ее как сопло, на дрели. Пробковый материал довольно сложен в обработке, поэтому действовать надо аккуратно, используя не очень грубую шкурку. Тут надо поэкспериментировать.
Пусковая установка.
8) запуск ракеты без направляющей недопустим.
Поскольку центр тяжести у такой ракеты находится спереди от центра давления и точки приложения тягового усилия, недостаточно разогнавшись, ракета может перейти в горизонтальный полет и догнать незадачливого моделиста. Кстати, к такому развитию событий надо быть готовым даже при наличии качественной направляющей и не зевать в случае чего.
Перед запуском
9) надо проверить аэродинамическую устойчивость ракеты, т.е. способность ракеты придерживаться выбранного направления полета.
Запуск
Запуск ракеты самый интересный момент. Но и тут нельзя расслабляться. Надо обязательно
10) обеспечить безопасность окружающих.
Ваше увлечение не должно быть источником опасности для других. Поэтому надо найти площадку, на которой в радиусе 200м нет посторонних людей, строений, легко воспламеняющихся объектов.
Расчет
- Класс С11
- время работы t=0.81 сек
- Kn максимальный Knmax=64
- давление в камере Pmax=0.68 МПа
- тяга максимальная Fmax=18.8 H
- тяга средняя Favg=11.9 H
- импульс полный Itot=9.4 Н*сек
- импульс удельный Isp=97.9 сек
На графике рис.4 приведено изменение числа Kn по времени, т.е. отношения площади горения к площади критического сечения сопла по времени.
На графике рис.5 приведено изменение давления в камере движка по времени. (Один МегаПаскаль соответствует 10-ти атмосферам).
На графике рис.6 приведено изменение тяги по времени.
Обратите внимание, тяга такого небольшого простейшего движка может превысить 1,5кг. И это для ракеты весом 30-35г!
Точность расчета оставим на моей совести. Думаю все же, результаты достаточно близки к истине, т.к. сравнение результатов многочисленных запусков с разными параметрами движка и результатов соответствующих расчетов выявили явное соответствие. Освоить расчетную методу я очень рекомендую, тем паче, что она не сложна. При проектировании своего двигателя очень полезно оценить все критические параметры, дабы не получить вместо движка петарду. Полезно также бывает провести сравнительные вычисления по какому-нибудь параметру (например, по диаметру критики), чтобы не проводить кучу экспериментальных запусков, результаты которых порой заценить достаточно проблематично без соответствующей аппаратуры.
Высоту полета ракеты, максимальную скорость и время подъема тоже можно легко рассчитать по программе Ричарда Накка EzAlt. Несмотря на простоту, программа похоже дает приличную точность. По крайней мере, для данной ракеты расчет и измерение по триангулярному методу показали одинаковый результат для высоты подъема с работающим двигателем - 90м. Выше ракета летит уже по инерции не оставляя за собой следа, да еще с бешеной скоростью, поэтому замерить максимальную высоту полета проблематично. Расчет по EzAlt при самых неблагоприятных условиях дает 300м! Хочется в это верить.
В этом видео я расскажу вам о том чкак сделать самодельное ракетное топливо, а также собрать двигатель в условиях Марса!
Внимание! Опыты в данном видео могут быть опасны, не повторяйте их!
Реклама и другие коммерческие предложения.
Приветствую вас на своем канале, посвященному опытам по неорганической и органической химии! Здесь вы сможете найти множество химических опытов, в каждом из которых присутствуют объяснения, которые будут понятны даже самым далеким от химии людям. В своих видео опытах я также указываю формулы, которые помогут вам понять суть химических реакций и превращений. Если у вас в школе были проблемы в восприятии трудных химических реакций и формул, то некоторые из моих видео вы сможете использовать в качестве самоучителя по химии. Также, некоторые опыты из моих видео можно будет повторить дома, конечно же, с соблюдением всех правил безопасности. Многие из опытов, которые приведены в моих видео, показывают детям и используют в качестве классических демонстрационных опытов для школьников или студентов. Каждый опыт максимально понятно объяснит вам происходящее, химия теперь доступна для всех, включая настоящих чайников!
Из Чего НА САМОМ ДЕЛЕ ДЕЛАЮТ Литий - Ионные Аккумуляторы
Сахарная Ракета как сделать ракету своими руками в домашних условиях 🚀🚀🚀
Сколько Будет Стоить САМОДЕЛЬНЫЙ LCD Пиксель на Жидких Кристаллах
Эта СУПЕРКИСЛОТА Растворит Все что угодно
Батарея салютов своими руками
Как НИТРОВАТА Навсегда Изменила МИР
Сегодня обсуждают
назовите Райка,едет к вам на хутор- в рай!
всё понятно вы молодчина главное по простому спасибо
Лунные узлы меняют ось влияния. Коротко и понятно. Благодарю за напутствие.
В этой карте все клады или есть просто отмечены
Нам посчастливилось отдыхать на острове Родос несколько лет назад. И конечно мы были на экскурсии в замке госпитальеров. Спасибо экскурсоводу - несмотря на большое количество туристов, на достаточно жаркую в то время погоду - хотелось, чтобы экску.
Недавние находки
Фото приколы - Может быть показалось?
По сети гуляет масса фото-приколов, смысл которых не понять с первого взгляда. Какие-то из них очень даже безобидные, другие, наоборот из разряда 1.
3 копейки 19..года дорогая, редкая монета
Мы уже писали о редкой 1 копейке 1949 года, а в этот раз расскажем о 3 копейках того же года. Хотя монет такого. Читать >>>
Военные артефакты Японской армии
1. Это военное орудие относится к 1899 году, имеет деревянную рукоятку и металлический фиксатор (ножны). На. Читать >>>
Найден нож Немецкого солдата времен Второй Мировой
Этот кинжал носит историческую ценность. Он изготовлен из стали с никелированной отделкой, которая. Читать >>>
Вы используете Internet Explorer устаревшей и не поддерживаемой более версии. Чтобы не было проблем с отображением сайтов или форумов обновите его до версии 7.0 или более новой. Ещё лучше - поставьте браузер Opera или Mozilla Firefox.
Обсудить и задать вопросы можно в этой теме.
Maxis
новичок
Было бы просто замечательно заиметь подробную инструкцию с объяснением всех шагов, материалов и инструментов.
Где что купить, как все это делать.
Заранее огромное спасибо.
Wyvern
аксакал
Maxis>Заранее огромное спасибо.
Можно начать с FAQ -там много чего есть и остальные топики почитать - там всего уже масса, на любой вкус. Или подождать пока Algor17 или Varban наткнутся на твой топик (Первый - ракетомоделист со стажем, второй - просто ракетчик технолог )
Теоритически предполагаю, что для моделей до 100-200 граммов лучше всего подойдет КАРАМЕЛЬНОЕ топливо -просто, доступные компоненты, относительно безопасное.
P.S.По секрету- ни слова о ЖРД!Больная тема - Съем(и не только я)живьем
Maxis
новичок
Ну хорошо.
Давайте начнем с карамельного топлива. Готов эксперементировать сколько влезет.
Где можно найти подробное описание процесса изготовления?
Кстати, меня интересует не только топливо, но и корпус двигателя
Wyvern
аксакал
Maxis>Ну хорошо.
Maxis>Давайте начнем с карамельного топлива. Готов эксперементировать сколько влезет.
Maxis>Где можно найти подробное описание процесса изготовления?
Maxis>Кстати, меня интересует не только топливо, но и корпус двигателя
1. "Самодельные реактивные двигатели" и "Карамельное беспокойство"
2. В FAQ есть рассказ КАК мотаются композитные корпуса,в "Самодельных. " приведены чертежи ракеты Algor17 .
3.Есть ссылка(где то в "200H. ") на сайт CAD программы для ракетомодельщиков(есть бесплатная версия).
varban
администратор
А в Карамельном беспокойстве как раз и собираемся обсудить технологию карамельки. Там я 4 вопроса задал и жду ответа. Потому как самому неинтересно
algor17
опытный
Меня очень порадовало появление этого топика.Это очень хорошая тенденция.Ник прав,почитай что мы наваяли за последние 2 мес.,должны появиться вопросы и идеи,излагай их.Только очень тебя прошу,не подсядь на идею лететь в верхние слои атмосферы-утопия.Если ты считаешь что сделать самому ракету больше чем МРД раз в 10 рулез,нам по пути.Идти вперед надо последовательно.
Maxis
новичок
Топики ваши уже просмотрел. И даче часть про 200H прочитал.
Все это теоретические рассуждения. Моя же цель - построить реальную ракету на СВОЕМ СОБСТВЕННОМ (первом) двигателе. А целью этой ракеты будет не орбита, и не 200 км, а просто полет на высоту, большую чем можно достичь с помощью обычного МРД.
Из всего прочитанного сделал следующие выводы:
для моих целей лучше всего подойдет карамельно топливо. Что же это такое? Селитра, сахар и что-то еще в неизвестных мне пропорциях варится на кухне в кастрюле некоторое время. Затем плавится и отливается в цилидрическую форму со стержнем вдоль ее оси.
Но все это тоже теория. Хотелось бы выслушать человека, который на своей кухне все это проделал, сохранив все конечности.
Что именно, в каких пропорциях, как варить, где варить, как не привысить температуру, как не взлететь на воздух, где доставать компоненты, и т.д.
В случае успешного создания и запуска ракеты, обязуюсь предоставить подробный фото-видео репортаж о проделанной работе, дабы в будущем такие же чайники как я с этим более не парились
varban
администратор
Maxis>Все это теоретические рассуждения.
Все это - околопрактический трёп. Теории здесь и не пахло > Моя же цель - построить реальную ракету на СВОЕМ СОБСТВЕННОМ (первом) двигателе. А целью этой ракеты будет не орбита, и не 200 км, а просто полет на высоту, большую чем можно достичь с помощью обычного МРД.
Это врядь ли Есть очень хорошие 40 и 80 N.s модельные РДТТ. ты врядь ли достигнешь таких параметров. Да и ракета у тебя будет бааальшая и толстая Во всяком случае по сравнению с летающими карандашами семидесятых-восьмидесятых (до введение минимального диаметра корпуса в 40 mm)
Maxis>Из всего прочитанного сделал следующие выводы:
Maxis>для моих целей лучше всего подойдет карамельно топливо.
Тут наверное ты прав.
> Что же это такое? Селитра, сахар и что-то еще в неизвестных мне пропорциях варится на кухне в кастрюле некоторое время. Затем плавится и отливается в цилидрическую форму со стержнем вдоль ее оси.
Что-то еще = вода.
Раз - чтобы не подгорала смесь и
Два - чтобы создать себе проблемы в ходе дальнейшей переработки. Иначе неинтересно Maxis>Но все это тоже теория.
Какая, помилуй, теория?! Теория - это механизм горения топлива или реакции в темновой зоне, или рекомбинация продуктов в сопловом тракте. и то последнее практикой пахнет.
> Хотелось бы выслушать человека, который на своей кухне все это проделал, сохранив все конечности.
На кухне не сделаешь, и я советовать даже не буду. Поскольку кухня - нужное помещение, а ты даже нужнее Maxis>В случае успешного создания и запуска ракеты, обязуюсь предоставить подробный фото-видео репортаж о проделанной работе, дабы в будущем такие же чайники как я с этим более не парились Не будут париться - в ламеров превратятся.
А потом, попарившись, как раз накапливается некоторый опыт обращения с ВВ и спецсоставами. Иначе твоя попытка - смертельно опасна Я тебе советую начать с 1. 10 грамовыми образцами и зарубить себе на носу, что масштабировать будешь не более, чем в 5. 7 раз.
algor17
опытный
algor17
опытный
Для начала думаю будет разумно изготовить маленький самодельный двигатель,принаровиться так сказать.Раз делал ракеты под МРД может оправка осталась для корпуса,под такой калибр и сделай.Возьми гильзу охотничью 12 калибра -это корпус движка,без капсуля-это сопло.Топливо приготовь так.Найди калийную селитру,где незнаю,аммиачная и натриевая не пойдет.Дух пишет что у них на Урале просто в магазинах свободно продаеться.Я брал в цеху где стекло варили.Ну и обычный сахар.ПО ОТДЕЛЬНОСТИ измельчи в электрической кофемолке и смешай в соотношении 60% селитры и 40% сахара.Самодельные весы сделай из крышек,ниток и палки.Гири-медные советские монеты(1,2,5коп.)соотв.граммам.На двигатель идет где то 10 грамм.Перемешать компоненты путем пересыпания из стороны в сторону на листе бумаги.Так.Теперь надо нагреть это хозяйство где то до 150 градусов.В принципе ТАКИЕ КОЛИЧЕСТВА мы грели просто на электрической плитке,но нужна снаровка.При перегреве (не надо иметь иллюзий) вспышка горячей и размазанной по посудине смеси очень активная.ТАКИЕ ВЕЩИ КАК НЕ НАКЛОНЯТЬСЯ НАД СМЕСЬЮ И РАБОТАТЬ НА ПОЧТИ ВЫТЯНУТЫХ РУКАХ ДОЛЖНЫ БЫТЬ ИНСТИНКТОМ.Тогда в случае чего просто руку обожгешь-больно,но поучительно(почитай космос-счастливое детство)Да греть можно в маленькой консервной банке,приделав к ней ручку,лучше сковородка из детского кухонного набора.Я сегодня попробовал расплавить сахар на перевернутом утюге-плавиться.В принципе почти уверен что температура даваемая утюгом меньше температуры вспышки смеси.Проверь свой утюг-положи на него спичку,подожди минут 15,не вспыхнет О.К.В сопло двигателя надо вставить палочку на конус-используй деревянную детскую кисточку,обрезав ее так ,чтобы после того как она плотно встанет в сопле,она выходила на примерно 2 см внутрь,и натри ее парафином.Итак,греешь значит смесь,сначала начнет по краям становиться прозрачным,вообщем полученную стеклообразную массу надо затолкать в гильзу деревянной палочкой,это подробно не объяснишь,надо самому пробовать.И утрамбовать,быстро гадость остывает.В итоге в гильзе будет заряд с каналом где то до половины.Рекомендую все это проделать с смесью в тех же пропорциях,но вместо селитры взять соль поваренную(мысль Варбана-просто пять!),потом разорвать гильзу и посмотреть как выглядит заряд.Много ли рытвин и неоднородностей.Оставшуюся часть гильзы забей бумагой плотно.Все -готово,воспломенение путем ввода в сопло нихромовой проволки на проводах,как и в МРД.Удачи!
Лишь после освоения изготовления таких двигателей успешно,мы можем говорить о несколько больших зарядах,а то трудно говорить о том что человек не пробовал,считающим что смесь можно залить в двигатель(через воронку).Ваши травмы будут на моей совести.
Карамельные модельные ракетные двигатели
Цель проекта: разработать модельные ракетные двигатели, достаточно простые в изготовлении и надёжные в работе, чтобы их можно было изготавливать в ракетомодельных кружках и использовать вместо стандартных заводских МРД.
При постановке такой задачи прежде всего нужно решить вопрос - какое топливо использовать? Десятилетиями самодельные МРД изготавливались в кружках на дымном порохе методом прессования. Процесс этот трудоёмкий и довольно опасный. На сегодняшний день существует прекрасная альтернатива дымному пороху - это сорбитовая карамель. Нельзя думать, что это абсолютно безопасное топливо, таких просто не бывает. Но можно твёрдо сказать, что сорбитовая карамель гораздо проще и безопаснее в изготовлении и использовании, чем дымный порох. Её свойства хорошо изучены, существует программа, позволяющая проектировать ракетные двигатели с заданными характеристиками.
В качестве корпуса двигателя я выбрал бумажную охотничью гильзу 12 калибра. Готовая гильза - это удобно, тем более что она соответствует по наружному диаметру заводским МРД 10 и 20 Н*с, а значит одну ракету без переделки можно будет запускать как с заводскими двигателями, так и с самодельными. Однако поскольку цена гильзы составляет половину стоимости всего двигателя, в дальшейшем будут испытываться и двигатели в самодельном корпусе.
Двигатели подобного типа уже разрабатывались и успешно использовались участниками нашего форума, например двигатели в бумажной гильзе , в пластиковой гильзе , в самодельной гильзе. Я использовал опыт первопроходцев, но старался максимально упростить конструкцию.
Для начала я выбрал две простейшие конфигурации.
Тестовый двигатель 1. Одна шашка с наружной бронировкой, длина 30 мм, канал 5.7 мм, трассер-замедлитель длиной 20 мм, сопло из стальной шайбы 4 мм. Шайба вклеена шпаклёвкой для штукатурки (на водной основе), шашка вставлена без дополнительной теплоизоляции, замедлитель залит эпоксидкой.
Тестовый двигатель 2. Одна шашка без бронировки, закрытая пыжом и залитая эпоксидкой. Я не очень верил, что гильза это выдержит, поэтому даже не захотел тратить замедлитель для первого теста. Шашка выглядит немного покусанной, потому что получена обдиранием бронировки со стандартной шашки.
Оба двигателя имеют расчётный суммарный импульс около 11 Н*с. Немного уменьшив количество топлива, можно будет вписаться в стандартную десятку.
После испытания, гильзы повёрнуты наиболее подгоревшими сторонами:
Двигатели отработали нормально, "на глаз" тяга была, время работы ТД-1 1с, ТД-2 0.5с. Однако видно, что гильзы близки к прогару, поэтому следующая серия испытаний была посвящена методам теплоизоляции гильзы.
Методы повышения огнестойкости гильзы.
Я изготовил 14 двигателей ТД-3 - ТД-16, аналогов ТД-2, с шашкой без бронировки. Для отливки шашек использовал гильзы, укороченные на 25 мм. В них вставлял свёрнутую бумагу, покрытую скотчем, на дно гильзы укладывал монету (без отверстия), затем шайбу, обмотанную фольгой. Монета и шайба прижимают бумагу к стенкам. На бумаге нанесена метка, до которой нужно заливать топливо.
После заливки топлива вставлял стержень диаметром 5.7 мм, сверху топливо прижимал ещё одной шайбой. Крайняя справа - шашка торцевого горения для трассера-замедлителя. Для неё в гильзу вставлен один оборот ватмана с небольшим нахлёстом (не склеенный), снизу монета и тонкий картонный пыж. Таким образом получается шашка в бронировке точно по размеру гильзы, нужно только подклеить свободный хвостик бумаги. Точно так же я делал и канальную шашку с бронировкой для ТД-1, только вставлял стержень и прижимал шайбой.
Стержни я вынимаю через 12 часов, шашки достаю через двое суток. Готовые шашки (блестящая поверхность не влажная, просто очень гладкая):
Готовые двигатели до испытания (ТД-17 - аналог ТД-1, описан ниже):
и вскрытые после испытания:
ТД-3. гильза без теплоизоляции, повтор ТД-2.
ТД-4. Гильза покрыта термостойким кремнийорганическим лаком КО-89. Во всех случаях покрытие производилось погружением гильзы в жидкость с головой и последующей сушкой на решётке при комнатной температуре. В данном случае лак не дал эффекта.
ТД-5. Гильза пропитывалась лаком КО-89 в течение 30 минут. Лак очень слабо впитывался в картон, эффект очень слабый.
ТД-6. Пропитка в течение часа 30%-ным раствором эпоксидки (смола + отвердитель) в толуоле. Гильза сушилась двое суток на воздухе, потом 1 час в духовке при 70С. Почему-то смола полностью не отвердилась, гильза липкая. Прогорела сильнее всех.
ТД-7. Пропитка в течение 45 минут 30%-ным раствором эпоксидки в ацетоне, сушка такая же, как ТД-6. Эпоксидка хорошо отвердилась. Второе место по жаростойкости.
ТД-8. Гильза погружалась в густой ПВА, сушилась на решётке. ПЕРВОЕ МЕСТО по жаростойкости! Внутри почернел и отслоился только первый слой бумаги, остальные слои целые. В других гильзах несколько прожжённых слоёв, остальная часть бумаги расслоилась.
ТД-9. Гильза погружалась в силикатный клей не полностью, а только той частью, которая будет контактировать с пламенем. Место заливки эпоксидки не обрабатывалось. При сушке клей на наружной поверхности гильзы потрескался и почти весь обсыпался, на внутренней поверхности потрескался. Почти никакого защитного эффекта.
ТД-10. Пропитка "школьным" клеем, взял у дочери ;^)) Прозрачная густая жидкость, судя по всему - водно-спиртовый раствор модифицированного крахмала, хотя я не уверен. Похожий на вид клей продаётся и для поклейки обоев. Почти никакого эффекта.
ТД-11. Гильза без пропитки, шашка обёрнута в один слой фольги. Эффект слабый.
ТД-12. Гильза без пропитки, шашка обёрнута в два слоя фольги. Эффект слабый.
ТД-13. Гильза без пропитки, шашка обёрнута в один слой офисной бумаги. Эффект слабый
ТД-14, 15, 16. Все предыдущие двигатели сделаны из гильз, купленных несколько лет назад. Эти три двигателя - из только что купленных, они лучше проклеены, что очень положительно сказалось на их огнестойкости. Эти гильзы я ничем не пропитывал, в ТД-15 шашка обмотана фольгой, а в ТД-16 бумагой. Состояние гильз после испытания лишь немного хуже, чем у ТД-8.
Двигатели испытывались на простейшем стенде из пружинных весов. К сожалению, с этими быстрогорящими двигателями весы так болтало, что во всех кадрах видеозаписи стрелка просто размазана по всей шкале, поэтому о тяге можно сказать только "где-то около 3 кг". Скоро все двигатели будут испытаны на новом точном стенде. Видео, WMV9, 321 КВ.
ТД-17. Это аналог ТД-1, но с упрощённым трассером-замедлителем. Изготовление трассера описано чуть выше, он вклеен на эпоксидке. Гильза (из старого запаса) довольно сильно обгорела, но осталась целая. Здесь тяга, как и положено, была меньше, чем у предыдущих двигателей, и в два раза более длительной, поэтому весы не так сильно колебались. Удалось снять показания весов и построить профиль тяги.
Параметры двигателя:
время тяги 1,2 с
скорость горения 5 мм/с
тяга на режиме 1,2 кг
крит. сечение сопла 4 мм
давление на режиме 9,3 атм
суммарный импульс 11,7 Н*с
масса шашки 11 г
масса торцевой шашки* 2,5 г
полная масса** 13,5 г
удельный импульс 88 с
* часть массы торцевой шашки, сгоревшей одновременно с основной шашкой и участвовавшей в создании тяги.
** полная масса топлива, участвовавшего в создании тяги.
Читайте также: