Comments 46
При давлении 23 Бар на сопло диаметром 40мм действует усилие под 300 кгс. Каждому вашему винтику М5 досталось по 100 кгс. Это на расчетном режиме. Какое давление было на самом деле пока сказать трудно.
Но зато, похоже, это сопло замечательно выполнило роль предохранителя. На мой взгляд, если бы разорвало трубу, то от стенда мокрого места не осталось бы…
А вообще, конечно, очень интересно, почему топливо сгорело так быстро… это же скорость как порох почти… есть предположения? могла быть детонация? могла эпоксидка спровоцировать детонацию или быстрое зажигание? могла склейка брикетов повлиять на все это?
С толковыми химиками бы поговорить…
На противоположный конец трубы-корпуса сопло надевается с трудом, поэтому будем садить «на горячую». Фиксация будет осуществляться за счет трех винтов М5, установленых под 120 градусов.
оно ведь еще и посажено в разогретом виде. То что оно будет греться при работе автор похоже не учел или забыл? Вообще, все конструкции, что я видел, обычно выглядят примерно так — шпангоут, на нем фланец, который привинчен к другому фланцу, болты или шпильки примерно градусов через 5, ну может 10, но никак не три винтика всего.
Вполне вероятен вариант, когда всю нагрузку несет один болт, а когда его срезает, ее начинает нести второй — и его судьба повторяет судьбу первого. Именно поэтому — фланец, а не вот так вот — болты работающие на срез (что вообще неправильно — на срез, если уж на то пошло, должны работать гладкие точные стержни).
График тяги выложите плз.
Чего собственно и следовало ожидать от тех, кто не читает чужие материалы и форумы, а раскидывает собственные грабли, наступая на них только затем, чтобы показать общественности
, как больно они бъют. Ваш смех над потерянным соплом — это реально валяние дурака. В отличии от вас, вся ваша команда относится к процессу более-менее серьёзно. Вы видимо забыли как несколько часов станок с ЧПУ точил ваше "одноразовое" сопло, раз так беспечно относитесь к потере. Сломало стенд? Это не от ударной нагрузки. Это — от кривой сварки, когда стенд не работает не как распределитель нагрузки, а работает как элемент подвеса.
Ваши трудности в сверлении нержавейки это вообще кошмар и фэйспалм. Даю совет. Кобальтовые свёрла легко жрут нержу. Плюс масло для сверления нержавейки. При отсутствии специального масла, отлично показывает себя даже обычный кусок свиного сала. На сверле 3мм нужны высокие обороты с любой СОЖ. А чем сверло больше — тем обороты ниже. Ещё раз позволю себе ткнуть вас в базовые навыки слесарной обработки. Однако, я вот чего понять не могу. Усилий, средств, времени — было потрачено очень много, но так зачем вы ставите копеечные детали крепежа? Купите болты из нержавейки. Даже из стали А2, они выдерживают на срез гораздо большие нагрузки. Прочитайте наконец, что такое класс прочности болта. Нежели вы думаете, что китайское г… но из ст3, покрытое цинком, с классом прочности 6.3 выдержит хоть что-то кроме крепления телевизора к стенке? А ещё, вы даже приблизительно не прикинули, с каким усилием газ будет давить на резьбу. С учетом толщины стенки трубы, а также шагом винта м4, равным 0.8- вы имели 3 точки контакта с площадью 4мм.кв и толщиной в 1.5мм. Что является крайне малой величиной для ваших давлений. Вам ещё видимо надо пройти через стадию взрыва ракеты по шву шовной трубы, вылет ужасной сварки с прорыванием газа, фантастических и кривых результатов от кривого стенда, а также впустую потраченных денег, сил и времени, равно как и охлаждению ваших коллег к реализации проекта, ибо шишек вы ещё будете бить невообразимо много. Ну а теперь напишу и полезное, чтобы пост не был просто с критикой.
На такой движок нужна бесшовная труба со стали не хуже чем ст. 45. Лучше всего труба нержавеющая, бесшовная, марка стали как минимум 308, лучше 316. Ибо относительное удлиннение трубы до разрушения — есть величина намного большая чем у чёрных сталей.
Толщину стенок возьмите 2мм. Ну 2.5 максимум. Поверьте, этого хватит. Отверстие в топливных элементах должно быть строго через центр. Это увеличит тягу и позволит избежать "газовых карманов", которые способны порвать и деформировать множество корпусов. Это же сразу позволит вам избежать паршивой развесовки ракеты, что особо важно, когда ракета будет лететь вверх. Эффект очень простой. Топливо выгорает от края до центра. Не наоборот. И начинает производить отклонение ракеты от вертикального полёта. Газовый карман вообще осуществляет давление на стенки трубы исходя из ПЛОЩАДИ. Тоесть чем больше площадь обнажённой трубы, тем больше давление газа на неё давящего. Именно поэтому, канал горения топлива должен проходить через центральную ось шашки. Сварка в корпусах ракет — только TIG, с продувом аргона внутрь. Электродная и полуавтоматическая сварка неприменима. Касаемо использования эпоксидки для защиты стенок от газа и температуры. Это категорически неверно. Материал защиты должен быть не горючим, так как начнёт сгорать сам материал вашей "футеровки". При горении сорбитовой карамели выделяется огромное количество кислорода. Вследствии чего, начинается горение эпоксидной смолы вместе с топливом. Происходит выделение агрессивных веществ вызывающих коррозионные процессы элементов корпуса и главное, это вообще не работает как теплозащита. В качестве жертвенного теплоизолятора неплохо ведёт себя графитовый спрей или углеволокно, стекловолокно. В углеволоконных трубках есть эпоксидка, но крайне мало. Поэтому явлением окисления можно пренебречь.
Переднюю заглушку необходимо сажать на резьбу. Если шаг резьбы будет 1мм, то длина резьбы не менее 5см. Если резьба имеет шаг 1.5мм, то необходимо делать длину резьбы не менее 6-7см. Любой токарь справится за пол-часа даже на небольшом токарном станке. Изоляцию в "пробку" надлежит класть с запасом, так как иначе есть шансы сваривания резьб.
По стенду — ребята, хватит варить его из говна и палок. Труба 50х50х4мм, варим каркас. К трубе крутим направляющие на болты, проверяя соосность и диагонали. С такого же материала подвижную часть стенда. Направляющие вполне подходят и HiWin главное, чтобы побольше размером. Не забудь и о аварийном ограничителе хода, выполняемом из большой пружины.
Удачи.
Я знаю что расчет и постройка ракетного двигателя это сложно… очень сложно сделать чтобы все правильно заработало. А не: нашел где то калькулятор значений и с первого-второго раза все хорошо заработало. Нет, так в жизни не бывает. Поэтому и не суюсь в практическое применение данной области.
Делать массовые популярные медиа-проекты само по себе сложно, долго и дорого
Вот я люблю готовить, разбираюсь в пищевом производстве, могу тут, зачастую, поучить некоторых шеф-поваров и даже это практикую, но я не готов снимать кулинарный блог: при современных требованиях к контенту нужно столько оборудования, времени, сил и часто даже персонала, что мне это просто неинтересно и ненужно, вероятнее всего, и не рентабельно
Зачем и чтобы что? Я просто хочу готовить для себя, семьи и друзей и, возможно, когда-то открою свое заведение, даже в нем я работать не буду, просто буду составлять техкарты и натаскивать персонал время от времени, не мое это стоять в горячем цеху двое через двое
Звучит как «сперва добейся»
Не знаю, почему мой комментарий так звучит, я старался избавиться от любого неверного толкования. У меня было искреннее и весьма наивное недоумение.
Я довольно часто вижу проекты (hardware & software), которыми люди занимаются параллельно и никак не контактируют. В результате большинство из них оказывается заброшенными из-за нехватки времени/ресурсов/квалификации.
Между тем, объединение людей, которые хоть как-то в этом заинтересованы, позволило бы разгрузить каждого индивидуально и получить из этого что-то, что подходит под описание side project.
Да я как бы уже давно закончил. И делал. И не одну ракету. С нержавеющей стали, с токарной и фрезерной обработкой. Сопла различных конфигураций, топливные смеси на сахаре, на сорбите, чёрный порох и т.д. Установка датчика апогея и отстрел парашюта. Первая кривая сварка и сварка под аргоном. Первые неудачые конструкции из плотной бумаги и первые удачные из той же бумаги. Так что моя критика это не очередной голос "с дивана", а банальное недоумение.
Ведь самое обидное, что вышеозвученное я делал у себя в Якутии, пока не переехал в Москву. И там такой элементной и материально-технической базы не сыскать было днем с огнём.
ps или это вообще такой — SEO холивар зарождается?:)
в топливных брикетах сделает отверстие не по середине а с краю
Канал сбоку для изменения профиля горения. В первой части же объяснялось, что и почему.
Ну, моя первая реакция была такая же, но, раскопав старые курсовики и проведя расчеты, пришлось признать, что в принципе их двигатель работоспособен. В основном из-за малого времени работы. Бавают такие "восхитительные уродцы". Но собрать это хозяйство у ребят пока не получается именно потому что "нифига не разобрались".
В принципе во всех частях только одно излишне — постоянный смех Лёхи) в остальном было интересно смотреть, как ребята что-то собирают, до конца не изучив вопрос. По сути в этом и есть изюминка серий.
Единственное, что сопло я бы поискал на вашем месте, собрав отряд добровольцев из подписчиков.
Вы пишите в (сравнительно) серьёзное сообщество, сами представляете серьёзную команию, при этом не удосуживаетесь немного проработать вопрос, изучить теорию и обкатать практику перед тем, как писать на ресурс. Да, я понимаю, что самое интересное в любительском ракетостроение именно процесс и все эти грабли и неудачи (я их и сам люблю собирать), но вы же не личный блог ведёте, а пишете статьи для Хабра. Все расчёты и решения сотни раз описаны и сделаны, как на супер-профессиональном уровне на станках, так и коленках в прямом смысе из бумаги и палок. Вы сами ссылаетеcь на программу Игоря Козлова (Rokki), и у него всё разжевано и написано, все работы выполнены — и бери и повторяй. Но нет, вы мало того, что собираете по принципу «я слепила из того, что было», мало того, что делаете заведомо нерабочую и опасную конструкцию, так еще толком написать и рассказать не можете, что, как почему используете.
— в ваших материалах очень мало уделено внимание ТБ, а, ведь, по сути, одно из главных ограничений (в США по крайней мере) для любительских ракет — это запрет на использование металлических компонентов, тем более таких тяжелых в двигателях и планерах ракет (см. NAR)
— вы делали расчёт прочности трубы и крепления сопла? НЕТ
— вы не смогли нарезать резьбу на трубу? Я вот смог, Амперка не смогла?
— вы используете в качестве теплоизоляции эпоксидку (прекрасно горящую), вместо проверенных решений а-ля бумага + силикатный клей
— вы собрали стенд, который в первый раз же и разворотили? в Амперке? Ну ладно, разворотили по незнанию, но вы не акцентируете внимание на то, что HX711 в стоке считывает примерно одно измерение за ~0,1с, и что можно скорость считывания повысить до 80 замеров в секунду, а это очень важный нюанс для тягоизмерительных стендов.
и т.д. и т.п. я, честно сказать, очень разочарован и качеством ваших материалов, и Амперкой в частности.
Если это личный опыт — то тоже сгодится.
В любительском карамельном ракетостроении эпоксидку (ЭДП) любят как раз за пластичность и горючесть, потому что она позволяет, в том числе, помимо удобства, сглаживать конструкционные недостатки. Например, если её использовать как материал для сопла (или как его часть\уплотнитель), то во время работы двигателя она прогорает и уменьшает давление в камере сгорания, что позволяет при росте площади поверхности горения топлива снижать растущее давление => избежать разрушения двигателя.
Другими словами, что произошло у Амперки:
а) шашка не цельная, а скреплённая, при рабочем давлении, на самом деле, начинается горение по всей поверхности топлива (то есть со стороны внешней, так и по стыкам, которые Лёха «клеил»). То есть склеить шашки воедино без прессовки недостаточно.
б) теплоизоляция должна быть жёстко скреплена с шашкой, не давая проникнуть газам по краям (чтобы горел только центр шашки), все стыки — загерметизированы (в простейшем случае — сверху и снизу скрепленной шашки)
в) прогар силикатной теплоизоляции примерно 0,5-2мм в секунду, эпоксидка горит в два-три раза быстрее.
Естестественно отсюда и скачкообразный рост давления, который, к счастью, остановил срыв сопла, иначе, скорее всего, трубу бы разорвало на шрапнель.
Собственно из моего опыта использования движки под 18-20кгс тяги (28мм диаметр шашки, длина канала — 200мм, время работы — ~1,5с) с критикой в 10мм с эпоксидкой плавно прогорают до 12-14мм, не давая разрушить корпус. Иногда такие двигатели с эпоксидными/композитными соплами, с критикой равной диаметру канала называют «полусопловиками». После бессопловиков, пожалуй, самые надёжные и безопасные по конструкции.
Использование жёсткого сопла (сталь, графит) требует очень точных расчётов допустимого давления и жёстко скреплённых с теплоизоляцией (в пару-тройку миллиметров толщиной из кремний-содержащего композита). Обычно сопла\заглушки таких движков крепятся на резьбовые соединения, либо, хотя бы на ряд толстых болтов. В случае характеристик Амперки — это этак штук восемь калёных болтов М6.
https://www.jamesyawn.net/moonburner/index.html — тут ребята явно говорят, что изоляционный слой жёстко скрепляется с топливом.
Добавлю только, что стенд пострадал не от чрезмерной тяги двигателя, а от импульса при отстреле сопла массой 250г.
Нагрузка на элементы конструкции стенда была сопоставима с нагрузкой на миномет небольшого калибра в момент выстрела.
трубу бы разорвало на шрапнель.
Не думаю. Скорее всего просто разорвало бы вдоль, давление отнюдь не килобары.
У вас наверное не взрывался железный двигатель, к счастью. А вот у меня, раза в три меньший (не из сварной, а точёной трубы) разорвало только так.
0.1 11
0.11 31
0.12 49
0.13 85
0.14 222
0.15 1534
0.16 3671
0.17 8388
0.18 26566
0.19 42405
0.20 72210
0.21 135501
зафиксирована тяга в 135 кгс, что вчетверо выше максимальной расчетной. Соответствующее давление в камере тоже вчетверо выше — 24.5*4 = 98(бар).
Причем эта последняя точка (135кгс) уже за пределами паспортных возможностей датчиков.
Причем процесс на последней точке не остановился. Думаю, можно предположить в пике (без учета отстрела сопла) тягу в 180 кгс и давление в 135 бар.
Труба разошлась бы по шву, это да. Это ребята удачно выбрали.
Сопло на таких скоростях — заметного влияния не оказывает.
Вот, мой опыт из давних времен. :-)
Ракета от Амперки, часть 4: Сборка двигателя и огневые испытания