Бескорпусной ракетный двигатель на сорбите своими руками



Бескорпусной ракетный двигатель на сорбите своими руками

Тяга

Kn и давление

Проще говоря, такой мотор может затащить 150-граммовую ракету на высоту 400м. Расчетное время набора высоты около 9сек.Такие данные дает программа EzAlt , на практике у меня получилось

Конструктивно РДК-2 похож на РДК-1, поэтому на некоторых аналогичных процессах при изготовлении я не буду задерживаться. Движок одноразовый, но сказать что это недостаток, у меня не поворачивается язык. Дело в том, что одноразовые движки, при определенных условиях, имеют ряд преимуществ перед многоразовыми. При тех же тяговых характеристиках, они проще в производстве, легче, безопаснее. Что же это за условия? На мой взгляд, это, прежде всего, небольшие габариты, технологическая простота изготовления сопла, при сохранении его основных качеств, и несложная, но эффективная система заливки и прессовки топлива. Велосипеда я не изобрел, поскольку керамическое сопло и прессовку топлива придумал не я. Однако, без ложной скромности, скажу, что мне удалось решить эти задачи, применив собственные, по-моему, очень удачные модификации данных технологических процессов. А теперь давайте по порядку.

Корпус
Сопло
Топливо

При закладке топлива важно сохранить в чистоте верхнюю часть корпуса, куда будет вклеиваться заглушка. Для этого делаем бумажную муфту длинной 40мм и внешним диаметром 16мм. Если заметили, длина муфты длиннее расчетной на 2мм. Это необходимо для того, чтобы компенсировать смещение верхней границы топлива при формировании канала. Муфту вставляем в верхнюю часть корпуса и начинаем зарядку. Расплавленное топливо закладываем в двигатель шпателем из алюминиевой проволоки

3мм или лучинки. Заложив небольшую порцию, трамбуем торцевой частью сверла 4мм, слегка смоченного в подсолнечном масле. Продолжаем процесс до уровня, когда уже начинается муфта. Вынимаем муфту и сразу, пока топливо горячее, приступаем к формированию канала и прессовке.

Система прессовки состоит из :
1) Длинной, где-то на 250мм, струбцины.
2) Шпильки М6 длиной 150 мм. Участок без резьбы должен быть длиной 100мм, диаметром 5,0-5,3мм и заостренный на торце.
3) Цилиндра-поршня длиной 65мм и внешним диаметром 16мм и осевым отверстием

5,5мм. Поршень должен свободно, но без сильных люфтов, ходить по шпильке. Кроме того, он должен с легким трением входить в корпус двигателя и иметь ровный торец. Лучше чтобы поршень был металлическим.
4) Ну, и в дополнение к системе нужна гайка М6, ключ под нее, доп. металлическая трубка длинной 30-35мм.

Сначала смазываем гладкую часть шпильки и рабочий торец поршня маслом, можно подсолнечным. Затем вставляем цилиндр в корпус до упора в топливо, соответственно ровным торцом к топливу. Теперь шпильку вставляем в отверстие цилиндра и продавливаем в топливо до упора в сопло. Шпилька, ориентируемая цилиндром, идет ровно и четко по центру фиксируется критикой сопла, образуя строго осевой канал горения. Накидываем на внешнюю резьбовую часть шпильки гайку и поджимаем шпильку к соплу струбциной. Поджимаем плотно, но осторожно, чтобы не повредить сопло. Корпус и шпилька в струбцине составляют жесткую систему, поэтому, если мы теперь будем поджимать цилиндр-поршень гайкой, мы, таким образом, создадим винтовой пресс, который очень качественно запрессует топливо. Гайку поджимаем достаточно плотно, но, опять-таки, фанатизма не надо. В таком виде оставляем конструкцию в покое не менее 6 часов.

К этому времени топливо достаточно затвердеет и можно приступать к разборке системы. Для начала, естественно, вынимаем сборку из струбцины. Вытащить шпильку руками не удастся, несмотря на смазку, но этого и не требуется. Поскольку струбцина теперь не удерживает шпильку, а топливо, наоборот, намертво схватилось с корпусом, то, если мы теперь продолжим поджимать гайку, мы, таким образом, выпрессуем шпильку из застывшей горючки. Когда гайка упрется в конец резьбы, мы вставляем между гайкой и цилиндром дополнительный цилиндрик, и продолжаем выпрессовку шпильки до полного освобождения. После такой процедуры топливный блок получается практически идеальной формы с идеально ровным каналом. Очевидно, что система работает так, что растрескиваний топливного блока быть практически не может. В случае если топливо забило критику сопла, надо прочистить его несильно нагретым (

Читайте также:  Из за чего появляется стук на холодный двигатель

120-160 градусов) металлическим стержнем подходящего диаметра. Не вздумайте высверливать — обязательно попортите сопло.

Для окончательной формировки топливного блока нам остается только сформировать участок «трассера», т.е. участок топлива без канала. Его функция визуализировать траекторию, защитить деревянную заглушку от прогара и сыграть роль замедлителя для системы спасения (

7сек). Но прежде чем формировать трассер, необходимо поместить в канал две полоски вторичного воспламенительного состава шириной 3,5-4,0мм и длиной 55мм. Без этой операции двигатель может слишком долго набирать обороты и даже есть вероятность перехода к торцевому горению с соответствующими последствиями. Можно, наверное, вставить стопин из такого состава после сборки со стороны сопла, но это проблематично из-за небольшой площади критического сечения. К тому же, полоски предотвращают попадание топлива в канал при формировании трассера. Итак, вторичный состав вложили, вставляем укороченную до 20мм защитную муфту, и закладываем топливо для трассера длиной 18мм. Вынимаем муфту и сразу вставляем сверху заглушку, смазав ее боковую поверхность силикатным клеем, подпрессовываем ее подходящим стержнем и фиксируем перетяжкой. Конечно, необходимо чтобы к этому моменту заглушка уже была подготовлена.

Заглушка

145куб.см, хорошим уплотнением всех элементов и небольшим трением всех подвижных компонентов.) Можно использовать другие простые пороха, нитро и черный, но малиновый предпочтительнее, поскольку имеет меньшую температуру горения. Ствол получившейся вышибной мортирки пыжуется кружочком ватмана или картонным пыжом 12-го калибра. Пыж надо зафиксировать, слегка проклеив стык с корпусом или обклеив папиросной бумагой с нахлестом на корпус.

Установка

5мм винтик М4, упираясь в который кольцом движок не вылетит. Стопорить следует нижней кромкой нижнего кольца, поскольку между кольцами будет находиться система уплотнения, предотвращающая прорыв газов от вышибного заряда.

С уплотнением пришлось поломать голову, но результат получился довольно изящным и оригинальным, по крайней мере, аналогов я не встречал. Проблема в том, что если мы сделаем хороший сальник из резинового кольца диаметром 20 мм и толщиной резинки 1,5-2,0мм (не помню для чего, продаются в автозапчастях), как это обычно делают — в пазу корпуса, то мы не сможем вставить мотор в фюзеляж. Смазку применять в случае бумажной прокладки в фюзеляже и бумажного корпуса движка невозможно. Поэтому мы вставляем сальник не в паз, а между уплотнительными кольцами, расстояние между которыми

40мм. Сдвигаем его впритык к верхнему, тогда при вставке движка в фюзеляж кольцо будет работать как подшипник, перекатываясь по мере запихивания движка к нижнему кольцу, не теряя при этом своих уплотнительных свойств. Более того, если рядом с нижним кольцом наклеить еще намотку из пары слоев бумаги, т.е. ступенечку, то, накатившись на нее, кольцо наглухо перекроет зазор между движком и фюзеляжем. И никакой смазки! Движок вставляется и вытаскивается очень легко, а утечка газов отсутствует напрочь /26.11.2007 kia-soft/.
Вот и все. Осталось установить мотор на ракету и вперед!

Читайте также:  Киа спектра как снять защиту двигателя

Источник

Бескорпусной ракетный двигатель на сорбите своими руками

Сорбитовое карамельное топливо, в дальнейшем просто сорбитовая карамель, пожалуй, самое популярное у любителей топливо. Его приготовление не представляет сложности, и оно не требует прессовки. Дело в том, что топливо делается плавлением смеси компонентов. Расплав заливается в нужные формы и застывает. Так можно формировать топливные шашки или скрепленные заряды.

Компоненты сорбитовой карамели:

Калиевая селитра KNO3 — 65%
Сорбит (сорбитол) C6H14O6 — 35%

Сорбит покупается в аптеке и обычно не требует просушки.

А селитру просушиваем в духовке на противне или на электрической плитке в сковородке при температуре примерно 2 часа. Измельчаем её в кофемолке. Закладывать надо все время одну и ту же дозу, например, 50г, и молоть одно и то же время. К примеру, я молю в два захода по 20 секунд. В пыль молоть не обязательно и не желательно, поскольку топливо может получиться слишком густое и не текучее.

Далее, как в случае с сахарной карамелью, компоненты отвешиваем в нужных пропорциях, ссыпаем в подходящую банку с закрывающейся крышкой и трясем пару минут в разных направлениях. Смесь готова. В таком виде можно хранить топливо в герметичной таре.

Смешивать компоненты в кофемолке опасно, есть вероятность воспламенения.

Следующий важный этап начинается при изготовлении топливных зарядов. Для плавления сорбитовой карамели нам понадобится нагреватель без открытого пламени.

При работе с топливом нельзя применять источники тепла с открытым пламенем.

Проще всего для нагрева взять электроплитку с закрытой спиралью, плоским нагревательным элементом и регулятором температуры. Плавление сорбитовой карамели производится при температуре , это примерно соответствует среднему положению регулятора на плитке. При такой температуре топливо имеет наилучшую консистенцию для заливки в форму. Нагревать до большей температуры нет смысла. Топливо не будет жиже, наоборот начнет «засахариваться». Перегрев выше недопустим. Надо помнить, что даже электрическая плитка может нагреть топливо до температуры воспламенения.

При нагреве топлива строго обязателен постоянный контроль температуры.

Контролировать лучше всего температуру самого топлива, например, термометром с металлическим щупом, рассчитанным на диапазон выше 200°C. Они продаются, например, в радиомагазинах. Однако таким прибором трудно обеспечить постоянный контроль температуры. Гораздо проще контролировать температуру поверхности нагревательного элемента плитки. Удобно делать это с помощью тестера с возможностью замера температуры. Такой, обычно китайский, тестер обойдется не намного дороже вышеупомянутого термометра. Самый обычный температурный диапазон таких тестеров до , т.е. с большим запасом. Для постоянного контроля температуры плитки надо только положить кончик проволочного температурного датчика на поверхность нагревателя и прижать, например, тяжеленькой шайбой. Включаем тестер и во время работы с топливом одним глазом все время поглядываем на его показание.

Работая с электрической плиткой, надо учитывать одну особенность. При включении сначала происходит нагрев выше температуры выставленной регулятором. Только через некоторое время нагреватель выходит на заданную температуру. Поэтому сразу нельзя ставить плошку с топливом на нагреватель. Необходимо выждать, пока не установится нужное значение температуры.

Плавить сорбитовую карамель можно в любой металлической посуде с плоским дном. Нужно только учитывать две особенности. Лучше всего работать с толстостенными емкостями, поскольку они лучше сохраняют температуру и демпфируют её колебание. Размер посуды должен быть таков, чтобы топливо лежало слоем не более 1 см, иначе трудно поддерживать его равномерный прогрев.

Читайте также:  Как определить двигатель на спарке

Итак, включаем плитку и тестер. Дожидаемся, когда устаканится температура . Ставим плошку с топливом на нагреватель и начинаем неспешно помешивать. Мешать надо в одну сторону. Удобно делать это каким-нибудь небольшим шпателем. Для мелких работ подходит самодельный шпатель из расклепанной алюминиевой проволоки. Им можно и мешать топливо и накладывать порциями в форму.

В-общем, мешаем до тех пор, пока карамель полностью не расплавиться и не приобретет вид жидкой манной каши. В этот момент надо сразу разливать ее по формам, как об этом, например, рассказывается в . «Разливать» это некоторое преувеличение. Процесс больше напоминает накладывание манной каши ложкой. Подцепляем каплеобразный шматок топлива шпателем и укладываем в форму. Аккуратно, по центру стараясь не зацепить стенки. Вибрирующим движением шпателя вверх-вниз заставляем карамель отлепиться от шпателя и растечься по горизонтали. Еще лучше в этот момент воспользоваться вибростолом. Проделываем процедуру, пока не заполнится форма до нужной нам степени.

Я специально так подробно описал свой способ укладки топлива в форму, поскольку это очень важный момент. Он позволяет избежать образования пузырей в застывшем топливе. Наличие пузырей приводит к резкому скачку давления в работающем двигателе, и обычно заканчивается взрывом мотора. Можете придумывать свои варианты укладки, только помните, главное чтобы не образовывалось полостей и пузырей.

Отливка топливных зарядов сорбитовой карамели должна производиться таким образом, чтобы в толще топлива не образовывалось воздушных полостей и пузырей.

На застывание топлива в формах может уйти от 6 до 48 часов. Это зависит от целого ряда факторов, таких как степень влажности компонентов, степень помола селитры, температура и влажность воздуха. и т.п.. После застывания получаем довольно прочные отливки. Готовые изделия надо хранить в плотно закрывающейся стеклянной или металлической посуде, поскольку сорбитовое топливо обладает некоторой гигроскопичностью. Собранные движки тоже надо герметизировать, если их надо хранить продолжительное время. При надлежащих условиях двигатели и шашки к ним могут храниться достаточно долго, больше года. Но все же не стоит затягивать их использование.

В обязательном порядке надо проверить качество полученного топлива, замерив скорость его горения. Обычно это делается после отливки. Из остатков карамели скатываем колбаску-образец постоянной толщины. После застывания, замеряем длину образца и поджигаем с одного торца. Секундомером замеряем время горения. Поделив длину на время получаем скорость горения. Если скорость менее , топливо получилось некондиционное. Возможность использования такого топлива должна решаться в отдельном порядке.

Что касается энергетических возможностей топлива, то они весьма скромные, хотя для любительских двигателей вполне достаточные. Существует даже группа продвинутых любителей работающая над выводом в космос ракеты на таком топливе. Скорость горения на воздухе . Для идеального удельного импульса Isp известный ракетчик Ричард Накка дает зависимость, показанную на рис.1. Но для реальных двигателей считается уже хорошо.

Сорбитовое карамельное топливо обладает достаточной скоростью горения. В некоторых специфических случаях, когда необходимо увеличить скорость горения, можно применить фероксидные катализаторы. Они позволяют разогнать сорбитовую карамель до . /kia-soft 02.09.2010/

Источник

Adblock
detector