Orzeł 3 - próba przekroczenia bariery dźwięku

Piszemy tylko o własnych konstrukcjach modeli - ale nie o silnikach!
Suchareq
**
Posty: 39
Rejestracja: sobota, 17 kwie 2021, 15:12

Orzeł 3 - próba przekroczenia bariery dźwięku

Post autor: Suchareq »

Cześć, od FM'a minął już tydzień, ale dopiero teraz udało mi się usiąść do napisania czegoś o swojej konstrukcji która poleciała na tegorocznej edycji Festiwalu :D
Ale do rzeczy, rok temu poleciałem pierwszy raz na własnym silniku RDM klasy H więc teraz chciałem pójść o krok dalej i zbudować mocniejszą konstrukcję. Cel jest taki żeby przekroczyć Macha jednocześnie mieszcząc się w maksymalnym pułapie Meteora.
openrocket_screen.png
openrocket_screen.png (119.84 KiB) Przejrzano 1753 razy
Korpus rakiety
Korpus dzieli się w połowie wyrzucając spadochron, wybrałem taki sposób odzysku żeby być pewny że wszystko pójdzie dobrze. Korpus zrobiłem z tkaniny szklanej 100g/m^2 i żywicy epoksydowej Epidian 601 z utwardzaczem Z1. Nawinąłem go na rurze aluminiowej 60mm, a jako warstwę rozdzielającą użyłem papieru z arkusza samoprzylepnego. Gotowa rura ma długość 92cm. Ogólnie wyszło około 15 warstw aby uzyskać ściankę 1,2mm.
rura szklana.jpg
rura szklana.jpg (222.72 KiB) Przejrzano 1753 razy
Następnie wyszlifowałem rurę papierem ściernym 80, 200 i przeciąłem na dwa kawałki które stanowią dwa człony rakiety.

Łącznik członów
Łącznik członów rakiety zrobiłem z 10cm kawałka rury aluminiowej, do którego przyspawałem dekiel z blachy aluminiowej 5mm. Łącznik jest jednocześnie punktem oparcia silnika, do którego jest przykręcony prętem gwintowanym M6. Pręt ten wystaje po drugiej stronie i jest montażem linki głównej spadochronu. Łącznik służy też za dodatkowe zabezpieczenie w razie jakiejkolwiek awarii silnika związanej z zatyczką.
łącznik.jpg
łącznik.jpg (26.74 KiB) Przejrzano 1753 razy
Łącznik musiałem przetoczyć, dzięki Piran za użyczenie tokarki! :)

Stateczniki
Stateczniki wyciąłem z arkusza laminatu który zrobiłem z 4 warstw tkaniny szklanej 100g/m^2 i 4 warstw 390g/m^2. Żywica którą zastosowałem to również Epidian 601 z utwardzaczem Z1.
20240902_083348-min.jpg
20240902_083348-min.jpg (654.57 KiB) Przejrzano 1753 razy
Stateczniki przykleiłem do korpusu wstępnie na superglue z pomocą szablonu wydrukowanego w 3D, a następnie zrobiłem dość grube fillety z Epidianu 5 z dodatkiem mikrobalonów. Po wyschnięciu filletów wyszlifowałem nadmiar żywicy i nałożyłem 2 warstwy tkaniny 100g/m^2 tip to tip, łącznie 8 kawałków. Stworzyło to jednolitą konstrukcję którą na przemian szpachlowałem i szlifowałem papierem ściernym 800 i 2000 do gładkości.
20240902_091117-min.jpg
20240902_091117-min.jpg (936.17 KiB) Przejrzano 1753 razy
20240904_174930-min.jpg
20240904_174930-min.jpg (1.55 MiB) Przejrzano 1753 razy
Głowica i przedział elektroniczny
Głowica miała być zrobiona z laminatu szklanego. Na formie wydrukowanej z PLA naciągnąłem prezerwatywę na którą nałożyłem poliwinyloalkohol (PVA). Po wyschnięciu alkoholu nałożyłem 3 warstwy rękawa szklanego 50mm, w dolnej części głowicy na którą nie wchodził rękaw nawinąłem 8 warstw włókna 100g/m^2. Po wyschnięciu niestety nie udało się wyjąć formy z głowicy, dlatego podszedłem do tego alternatywnie - przykleiłem od dołu formy wydrukowany w 3D wpust głowicy żywicą i dodatkowo wkręciłem śrubę wzmacniającą połączenie. Następnie całość skleiłem z przedziałem elektronicznym, który został wycięty ze sklejki 3mm. W środku siedział Arecorder i Tracker PTR wraz z LiPolami oraz kamera SQ11. Odzysk stanowi spadochron 60cm z otworem 7,5cm, wyrzucany poprzez zastosowanie NC.
Zrzut ekranu 2024-09-16 022941.png
Zrzut ekranu 2024-09-16 022941.png (490.55 KiB) Przejrzano 1753 razy
Silnik
Przyszedł czas na (prawdopodobnie) najciekawszy element rakiety. Korpus silnika stanowi rura aluminiowa 60x2 PA38, w której zostały wytoczone 2 rowki na pierścienie segera. Dysza i zatyczka zostały wytoczone ze stali nierdzewnej a liner stanowi rura PFCP21 56x1,5. Paliwo to karmelek KNSB, 4 ziarna 50x84mm z kanałem 17,5mm, zacisk początkowy w okolicach 200, ciśnienie 2,5MPa. Podczas testu silnika na hamowni udało się osiągnąć 1250Ns i ciąg maksymalny 605N. W zatyczce silnika znajduje się gwint który pozwala przykręcić silnik do łącznika.

Lot na Festiwalu Meteora
Początkowo planowałem wystrzelenie konstrukcji w sobotę po południu, ale przez sporą kolejkę do wyrzutni wieżowej nie zdążyłbym przed zmrokiem, dlatego przełożyłem lot na niedzielę. Około 14:30 po złożeniu rakiety i ustawieniu jej na wyrzutni rakieta w końcu poleciała. Silnik zadziałał fantastycznie, rakieta poleciała prosto i osiągnęła prawdopodobnie pułap lekko ponad 2300m, po czym otworzyła spadochron i spadła 1,5km od miejsca startu na drzewie na skraju części wojskowej Pustyni. Rakietę udało się odzyskać z gałęzi 5m nad ziemią, dlatego miałem sporo szczęścia że rakieta nie wylądowała jak Magnitudo Kacpra dzień wcześniej.
Zrzut ekranu 2024-09-16 030336.png
Zrzut ekranu 2024-09-16 030336.png (545.71 KiB) Przejrzano 1753 razy
Niestety nie posiadam dokładnych danych z lotu, ponieważ Arecorder po locie poleciał w kolejnej rakiecie która zaliczyła kreta i totalnie go rozwaliła. Wniosek na przyszłość to od razu zgrywać dane z lotu :lol:. Natomiast zachowały się dane z trackera według których oszacowałem wysokość lotu, na podstawie czasu pracy silnika i wysokości lotu przy porównaniu danych do symulacji z OpenRocketa jestem w stanie oszacować że rakieta leciała z maksymalną prędkością około Mach 1,15.

Nagrania lotu rakiety (także z pokładu :) ) zmontowałem w jeden film pod linkiem: https://www.youtube.com/watch?v=cYwVi5LXQ3c
mateusz_f
**
Posty: 32
Rejestracja: wtorek, 1 paź 2019, 17:14

Re: Orzeł 3 - próba przekroczenia bariery dźwięku

Post autor: mateusz_f »

Rewelacyjny projekt. Gratuluję wykonania.
Suchareq
**
Posty: 39
Rejestracja: sobota, 17 kwie 2021, 15:12

Re: Orzeł 3,5

Post autor: Suchareq »

mateusz_f pisze: środa, 18 wrz 2024, 23:02 Rewelacyjny projekt. Gratuluję wykonania.
Dzięki bardzo!

Naszła mnie myśl żeby zamiast budować nowy silnik i rakietę, to wykorzystam rury aluminiowe PA38 60x2mm do stworzenia nowego korpusu silnika który zostanie przedłużony z 426mm do 600mm. Wtedy do silnika zamiast 4 ziaren 60x84mm wchodzi 6 sztuk. Ciśnienie zwiększa się do 3,7MPa, co nadal oscyluje w okolicy współczynnika bezpieczeństwa 1:4 ciśnienia rozrywającego, także ok :)

Według symulacji z OpenMotor uzyskuję wtedy ~1800Ns i ciąg średni 839N przy zacisku początkowym równym 273,8:
K839_OpenMotor.png
K839_OpenMotor.png (95.41 KiB) Przejrzano 1546 razy
Aby silnik zmieścił się do rakiety stworzę nowy dolny człon, który będzie miał teraz długość 61cm, również stateczniki zostaną zrobione na nowo, zwiększę ich krawędź nasadową z 10cm do 15cm i zwiększę fillety aby zniwelować ryzyko urwania stateczników przez flutter.
Orzeł_3,5_OpenRocket.png
Orzeł_3,5_OpenRocket.png (55.24 KiB) Przejrzano 1546 razy
Testy silnika planuję przeprowadzić na początku listopada, natomiast przeprojektowana rakieta o nazwie Orzeł 3,5 poleci prawdopodobnie dopiero na przełomie grudnia i stycznia, gdyż muszę zrobić wyrzutnię wieżową, której konstrukcje opiszę w innym wątku
ODPOWIEDZ