Polskie Towarzystwo Rakietowe - Amatorskie Konstrukcje Rakiet

Cześć

Obiecałem przepis na prosty niezawodny silnik, zrobiłem więc kilkanaście fotografii krok po kroku podczas budowy silnika żeby młodzi entuzjaści rakietnictwa nie musieli kombinować i marnować odczynników

Konstrukcja jest sprawdzona kilkadziesiąt razy. Zalecam nie modyfikować.

Jeśli chodzi o silnik z PCV w sieci jest wiele podobnych rozwiązań np. klejonych, wierconych itd. Wszystkie te rozwiązania sprawdziłem i potwierdzam że działają, jednak przedstawiony schemat działania uważam za najtańszy, najszybszy i najłatwiejszy do opanowania przez każdego.



Odlane bloki karmelkowe (60/40) dokładnie mierzymy





a następnie ważymy





oraz inhibitujemy powierzchnię zewnętrzną bloków przez dwukrotne malowanie, powierzchnie czołowe oraz powierzchnie kanałów nie są malowane.

tak przygotowany blok paliwa (ziarno) nazywa się "beates"





rurkę szlifujemy na końcach od środka grubym papierem ściernym i opalarką zmiękczamy jeden brzeg rurki





i zagniatamy koniec prostym przyrządem z lejka kuchennego osadzonego w betonie





Dobieramy metalową podkładkę tak aby ustawić zacisk początkowy silnika Kn = 150

Zadaniem podkładki jest wyeliminowanie erozji (powiększeniu się) przekroju krytycznego.

Metoda obliczenia zacisku: Kn = pole powierzchni niemalowanej bloków podzielić przez pole powierzchni otworu w podkładce.

Można policzyć to na piechotę albo użyć arkusza SRM.exe Richarda Nakki





kolejnym prostym przyrządem pozycjonujemy podkładkę w rurce.

przyrząd można wykonać ręcznie np. z rurki, pręta, lejka, silikonu i taśmy malarskiej jak na zdjęciu.





i zalewamy cementem szybkowiążącym CX5, dzięki wcześniejszemu przeszlifowaniu końca rurki beton chwyci znacznie lepiej.





po kilku minutach jak zwiąże wyjmujemy delikatnie przyrząd pozycjonujący





przygotowaną wcześniej deseczką formujemy stożek wylotowy dyszy La 'vala, optymalny kąt deseczki wynosi 30 stopni.

dysza Bendemanna (bez stożka wylotowego) daje gorszy impuls w tych samych warunkach.





czekamy dobę aż dysza porządnie zwiąże i wyschnie

pełne parametry dysza uzyskuje po miesiącu twardnienia.





wycinamy z dopasowanej papierowej rurki przekładki a ze sklejki (skrzynka po pomarańczach) wycinamy nożyczkami dekielek zamykający silnik





warto w wieczku zamontować zapałonnik, na zdjęciu obdarty z farby opornik 0,125 W





masa zapłonowa na zdjęciu to karmelek węglowy (4%C) pomalowanym nitrolakiem, oczywiście może być inny zapłonnik





zamykamy wieczko/zapłonnik i uszczelniamy dowolnym silikonem





po związaniu silikonu zagniatamy dno silnika a następnie lutujemy przewody do zapalnika

nie należy lutować przewodów przed zagniataniem rurki aby nie przypalić ich izolacji

lutowanie należy przeprowadzić błyskawicznie jednym dotknięciem lutownicy, aby nie narazić zapłonnika na zadziałanie

taki sposób odpalania silnika najbardziej nadaje się dla drugiego stopnia rakiety dwustopniowej, dla silnika startowego lub w rakietach jednostopniowych ma mniejsze zastosowanie




teraz wystarczy zalać zatyczkę z CX5 i silniczek jak malowany



UWAGA Opis dotyczy rurki firmy NIBCO 1,25 cala SCH 40; p max = 2,5MPa.

Tabela rur: http://www.nibco.com.pl/pl/rury_i_ksztaltki_z_pvc-u
Można się spotkać z innymi producentami rur np. USMetrix jednak firma NIBCO wypada znacznie lepiej.
Nie należy stosować rurek dostępnych w marketach wykonanych według normy PN15, PN20, PN25 lub SDR21; o połowę niższa wytrzymałość na ciśnienie niż SCH40.

UWAGA Opis dotyczy karmelka 60do40. Przy tej proporcji maksymalny zacisk Kn=170 ale 200 już nie Żeby było bezpieczniej proponuję na początek zacisk między 100 a 120 - na pewno poleci.

UWAGA Przy karmelku domieszkowanym wszystko się zmienia przy 4%C rurka wytrzymuje już tylko Kn=120, na zacisku Kn=100 poleci jak sądzę dowolny skład karmelka.

UWAGA Przy innej średnicy także wszystko się zmienia, rurka 1.00 cala jest mocniejsza, a 1.50 cala znacznie słabsza od przedstawionej.

UWAGA Opisany silnik można zastosować do innych paliw. Czy coś z tego wyjdzie zależy od ciśnienia jakie dane paliwo wytwarza przy danym zacisku, przez co przekrój krytyczny dyszy należy dobrać doświadczalnie.
Korpus NIBCO 1,25 cala wytrzymuje ciśnienie 5MPa (dwa razy więcej niż przewiduje producent).

UWAGA Jeśli chodzi o masę zapłonową można wykorzystać mieszaninę: nadchloran potasu (60%), pył aluminium (40%), lepiszcze - nitroceluloza w acetonie. Taki skład stosuje cały światek modelarzy rakietowych na świecie.

Pokazany silnik ma masę 338g. Stosunek masy korpusu do masy paliwa wynosi 53/47 przy większych silnikach można uzyskać stosunek masy korpusu do masy paliwa 50/50.

życzę udanych lotów

pzdr

Cześć

Mam właśnie za sobą test dużego silnika w rurce PCV 1,25 cala (średnica wewnętrzna 34mm). Projektując ten silnik w arkuszu SRM.exe zobaczyłem jedną rzecz o której nie wspomniałem - mianowicie o zysku samej dyszy. Zauważyłem że gdy w trzeciej zakładce dobieramy współczynnik dyszy (rozumiany jako stosunek pola powierzchni przekroju wylotowego do krytycznego) jako 6 otrzymujemy najlepsze wyniki, dalsze zwiększanie współczynnika a tym samym wydłużanie dyszy wylotowej nie przynosi już zysku na impulsie właściwym paliwa.

Wykonałem silnik 405g czystego karmelka 64/36 w czterech blokach o kanale 12mm. Ustawiłem zacisk Kn = 130 podkładką stalową o średnicy 13mm (12mm nie chciałem ryzykować). I udało się:

FILM: http://www.rakiety.pomorze.pl/karmelek/ ... 6.405g.avi

Okazało się że przy współczynniku dyszy 5,4 średnica wylotowa wynosi 30mm a więc mamy tylko 5mm na zagięcie pcv co jest wystarczające (zagięcie widać w drugiej części filmu). Gdybyśmy chcieli zrobić silnik 500g na tym samym zacisku średnica wylotowa musiałaby wynosić 35mm a więc nie byłoby już jak zagiąć rurki

Niestety silnik przesterował hamownię i nie mam wartościowych pomiarów (poza tym że wypalił się w 1,2s), jednak efekt akustyczno wizualny był świetny

Podsumowując: warto obliczyć średnicę wylotową dyszy aby nasz silnik zawierał minimalną niezbędną ilość betonu CX5.

Po raz pierwszy udało mi się zrobić silnik o stosunku masa korpusu / masa paliwa lepszym niż 50/50 mianowicie 46/54

Przy silnikach większych niż 400g należy już ukłonić się w stronę rur o większych średnicach które z kolei są cięższe i mniej wytrzymałe. Tak czy owak uważam że 400g na PCV 1,25 cala czyli silnik w KLASIE I to już kres możliwości tej rurki

pzdr

Extra teścik. Wykręcacie z karmeli max. Ale trzeba zwrócić uwagę na jeszcze jedną rzecz. Niestety trudno będzie zawęzić grubość dyszy poniżej pewnej granicy ze względu na możliwość pęknięć termicznych, wykruszanie się dyszy oraz przewodnictwo cieplne. Pewnym pomysłem jest tutaj sposób Pinota. Klej na rurke PVC, obsypać to piaskiem gruboziarnistym i dopiero CX5. Uzyskuje się związanie dyszy z materiałem korpusu. Ewentualne odpękniecie dyszy nie spowoduje wydmuchania jej kawałków. Można tez pomyślć o CX5 z drobno pociętą watą szkalą. To wszystko co piszę dotyczy cienkiej warstwy CX5 stosowanej w dyszach. pewne doświadczenie ma tutaj Mały, bo wykonywał stożki zewnętrzne dyszy wystające poza korpus silnika.

Witam

Mam nadzieję, że po takim pokazie, wszyscy młodzi ( i nie tylko) konstruktorzy nie będą mieli już wątpliwości, w jaki sposób można zbudować własny silnik rakietowy.

Bardzo pouczająca lekcja. Szczególnie cenne są uwagi dotyczące stosowanych zacisków.

ps.

Jaką oporność mają oporniki stosowane w zapłonnikach?

Używam akumulatorka 12V od systemu alarmowego który ładnie rozgrzewa do czerwoności oporniki 0,25W 10ohm lub 12ohm. Jeszcze lepsze byłyby oporniki tej samej wartości ale mniejszej mocy czyli 0,125W z racji mniejszych rozmiarów i mniejszej zwłoki przy rozgrzewaniu się.

Natomiast jednak wycofuję się z karmelka jako masy zapłonowej

W tym teście widać jak dwa gramy czarnego karmelka wylatują z dyszy i dopalają się pod hamownią. Silnik odpalił pięknie ale mam jeszcze testy siedmiu próbek paliwowych po 100g (opracowuję wyniki) gdzie zastosowałem 1g karmelki odpalającej aby pozbyć się pików ciśnienia. Zapłon mierny, impulsy właściwe karmelków mierne około 100 . Oporniczki polecam ale z inną masą zapłonową.



pzdr

<span style="color: orange">Faktycznie błędnie podałem impuls całkowity silnika. Biorąc prawidłowe g=9,81m/s2 silnik wygenerował 504,2 [Ns]. Zatem impuls właściwy jest policzony prawidłowo i wynosi 128,5

</span>

Uważam że uzyskaliśmy optimum dla rurki 1,25 cala. Większy silnik nie byłby aż tak dobry z uwagi na geometrię dyszy. Poza tym korpus waży mniej od paliwa .



pzdr

Witam

GRATULUJE pieknego srka!!!! Ja to widze "Szanse" dla Vectora

Pozdrawiam i zazdroszcze zapalu

Piękny wynik i znakomita praca silnika - wycisnąć Iw na poziomie 128 s, to nie lada wyczyn.

Dzięki hamowni znamy parametry silnika i paliwa.

Karmela - to potęga, jak umie się ją wykorzystać.

Mając taki silnik można już realizować naprawdę duże projekty.

Dzięki Wam, każdy może zbudować podobne silniki, ponieważ bardzo dokładnie przedstawiliście szczegóły konstrukcyjne i technologię wykonania.

Ja mam tylko pytanie żeby włożyć kolejny blok paliwa to trzeba calą górę rozwalić ??

Silniki posiadające korpus z rury do zimnej wody z założenia są jednorazowe. Bo Ty chyba pytasz o ponowne wykorzystanie korpusu.