PTR1 - Pierwsza rakieta Polskiego Towarzystwa Rakietowego

[Kacper]

Przyczyn pierdzenia - niestabilności silnika jest mnóstwo. Raczej bym zapytał dlaczego niektóre silniki pracują stabilnie.
W tym przypadku myślę że niestabilność była wywołana zbyt niską różnicą ciśnień miedzy komorą spalania a zbiornikiem, wtedy dochodzi o rezonansu miedzy komorą spalania a zbiornikiem właśnie na takich niskich częstotliwościach. Podczas testów statycznych tego silnika mieliśmy temperatury powyżej 20 stopni C. Teraz było poniżej zera a podtlenek miał wystarczająco czasu żeby wystygnąć. Dodatkowo mamy tutaj wtrysk jednopunktowy, ma średnicę aż 5mm co dodatkowo ułatwia przebiciom ciśnienia wstecz. Dysza ma 15mm więc stosunek powierzchni na poziomie 9 co też jest dość niską wartością.
Żeby ustabilizować pracę silnika trzeba zwiększyć spadek ciśnienia na wtrysku. Najprościej to osiągnąć utrzymując odpowiednio wysoką temperaturę zbiornika. Konstrukcyjnie można to osiągnąć rozwiercając dyszę lub zmniejszając średnicę wtrysku.

[tadeusz]

W moim przypadku wtrysk miał fi2,5 a dysza fi10/stosunek 16/,kanał fi12x150mm a ziarnem była parafina z żywicą 60/40.
Pogoda była słoneczna i mogło być ponad 20st.C

[Shagr]

Nikt się nie chwali: https://www.space24.pl/rakiety-ptr-dla- ... bne-wywiad

[Kacper]

Przeprowadziliśmy drug test statyczny silnika w docelowej skali.
Test dość nietypowy bo z założenia prowadzony aż coś puści.
Początkowo spieszyliśmy się z testem żeby zdążyć przezbroić silnik do lotu w Drawsku na 50% zatankowania. Jednak czasu brakło a prognozy na LRE i tak nie dawały szans na wysokie loty więc postanowiliśmy palić silnik na maxa. Użyliśmy butli zastępczej o większej pojemności niż pozwala zbiornik w rakiecie.
Okazało się, że silnik pracuje idealnie stabilnie, wszystkie wcześniejsze problemy udało się rozwiązać i jako pierwsza przepaliła się dysza, która i tak już miała za sobą 5s pracy po pierwszym teście. Po oględzinach wypalenia ziarna i izolacji termicznych widać, że reszta mogłaby chodzić jeszcze znacznie dłużej.

kadr.JPG (59.17 KiB) Przejrzano 3075 razy

hyb PTR-1 test2 wykres.JPG (98.96 KiB) Przejrzano 3075 razy

[qwertyalfa]

Ciekawy test.
Mam kilka pytań:
Po pierwsze: czy impuls całkowity tego silnika wyniósł ponad 48000 Ns? Jeśli tak, to szanuję.
Po drugie: Jakiego paliwa użyliście w tym silniku?
Po trzecie: Z czego była wykonana dysza, i szacunkowo na jaką temperaturę była narażona podczas pracy?
Z góry serdecznie dziękuję za odpowiedzi

[Kacper]

Tak, chociaż docelowo powinno się udać wycisnąć z tego silnika 60kNs. To już jest klasa P więc po za skalą modelarstwa RDM
Paliwo to nylon.
Dysza jest zrobiony z kompozytu włókno węglowe + żywica fenolowa. Jest to rodzaj dyszy ablacyjny czyli w trakcie pracy cały czas eroduje ale powoli i jednostajnie. Temperatura gazów to około 3000K więc przy tak długim czasie pracy dysze akumulacyjne (wykonane z grafitu lub metalu) nie wytrzymują.

[Kacper]

22 grudnia 2019 przeprowadziliśmy test w locie z użyciem docelowego silnika. Poniżej film z testu:



Niestety zakończony katastrofą. Pod filmem jest opis przebiegu startu.

Wnioski wyciągnięte, możemy wprowadzić poprawki do projektu i odbudować rakietę. Wiele części ocalało,szczególnie te najbardziej pracochłonne jak dennice zbiornika, zawory automatyczne, spadochrony i kilka wręg. Myślę, że jest szansa na następny lot podczas wiosennego LRE.

[stansz]

rozbicie rakiety , jakiego etapu dotyczyło?

Czy zła była separacja głowicy, czy nie zadziałał spadochron czyli się nie rozwinął? Widać, że potrzebne jest dużo prób i lotów.

[przemo]

Kacper miałbym kilka pytań jeśli można:
- czy dobrze widzę że to Ty spawałeś te stateczniki?
- Spoiny widzę dłuższe niż punktowe - nie przetopiłeś ścian korpusu? (chyba że odstęp do komory duża i parchy nie przeszkadzały)
- możesz podać gatunek materiału i grubość stateczników oraz rury korpusu?
- czy ja dobrze myślę na filmie 0:38 czy na końcu stelaża głowicy jest ćwierćfalowa antena 433 do telemetrii?
- 1:37 na łączeniu komory ze zbiornikiem oba rzędy otworów ocalały. Czy to znaczy że pościnało wszystkie śruby?
- 1:57 "pięknie" odcięło korpus na jednym z rzędów otworów na śruby. Domyślam się że to połączenie zbiornika z przedziałem ładunkowym.
Rozumiem, że współudział oprócz oporów powietrza podczas katastrofy miało ciśnienie wewnętrzne?
- generalnie ze wszystkich ujęć wygląda na to że korpus wgnieceń, przegięć, skrzywień nie ma? Rozpadła się "tylko" na łączeniach i spawach?
pozdr

[Kacper]

rozbicie rakiety , jakiego etapu dotyczyło?

Stateczniki najprawdopodobniej były przyczyną katastrofy, za mało sztywne wpadły przy prędkości 2,5 macha we flatter i je urwało.

Przemo, dobrze widzisz, to ja schrzaniłem spawanie tych stateczników
Rura to PA38 ze ścianką 2,2mm, statecznik to PA6 grubości 3mm. Trochę musiałem potrenować spawanie żeby nie przetopić. Wewnątrz jedynie powstały delikatne deformacje. Kolega zaczął się przegryzać przez teorie flatteru i ze wstępnych obliczeń wynika, że zastosowanie blachy 4mm na stateczniki już by rozwiązało problem. Ale mam lepszy pomysł na wykonanie stateczników, jednak będą wymagały frezowania 3D
Antena jest na 868MHz
Śrub nie ścięło, rozerwało rurę na otworach od strony zbiornika przy łączeniu z komorą spalania. Sama rura jest też lekko zgięta w środkowej części rakiety. Na pewno ciśnienie wewnętrzne temu pomagało bo w momencie katastrofy powodowało około połowę naprężeń do granicy plastyczności. W otworach dalej są śruby tylko czarne więc nie widać.
W 1:57 widać nie odcięty korpus a jego górną krawędź, która ma wgniecenia od śrub które trzymały powyżej laminatową głowicę do wpustu głowicy (głowicę oderwało a wpust ze śrubami przy zleżeniu wbiło wgłąb rury).
Jeszcze dodam, że korpus nie ma żadnych łączeń ani spawów na długości, to jest lity kawał rury.