Mój pierwszy silnik z metalu.

[Konrad]

Witam, oto mój pierwszy projekt silnika rakietowego ,który zostanie wykonany w całości z metalu. Dlatego mile widziane byłyby wszelkie uwagi i propozycje zmian w moim projekcie . Miałem już okazje projektować silniki na karmelku ale tylko z rurek pcv i tekturowych tulejek.
Do rzeczy:
-Silnik będzie działał na karmelku.
-Korpus silnika będzie wykonany z rury aluminiowej (PA38) o grubości 2mm, średnicy zewnętrznej 40mm i długości 20cm.
-Dysza zostanie wykonana ze stali nierdzewnej kwasoodpornej, a zatyczka z aluminium (PA6).
-Zatyczka i dysza zamontowana będzie w korpusie za pomocą pierścieni segera i uszczelniona oring-ami odpornymi na działanie wysokiej temperatury.
Bardzo proszę o wyrażenie swojego zdania na temat mojego projektu
Poniżej zamieszczam projekt dyszy silnika oraz jej wymiary (zamieszczam tylko projekt dyszy gdyż korpus i zatyczka to tylko
rura i kawałek metalu)

[placydo]

Hej,

Dokonałeś obliczeń czy robisz na czuja? Bo na szybko liczylem i masz tam zacisku ponad 400!

[Tofifi]

Hej,

Dokonałeś obliczeń czy robisz na czuja? Bo na szybko liczylem i masz tam zacisku ponad 400!

A jak policzyłeś zacisk bez informacji o gemotetrii paliwa?

[Vigoniusz]

Jakie oringi chcesz zastosowac, bo widze ,ze nacięcia masz nieregularne.

[Konrad]

Hej
Dzięki za szybką odpowiedź . Zacisk liczyłem na początku ale niewykluczone ,że w trakcie przeróbek zacisk uległ sporej zmianie. Korpus w założeniu ma pomieścić 3 ziarna o długości 45mm każde i średnicy 30mm (plus grubość materiału którym je zainchibuje). Jeśli chodzi o kanał w ziarnie paliwa to nie wiem czy powinien być on wydrążony tylko w pierwszym segmencie ,czy może w całym ziarnie paliwa. Nie wiem też jaką dobrać średnice kanału.
Nacięcia mam regularne. Ten pierwszy rowek z brzegu jest mocowaniem na osłonę termiczną silnika rakietowego. Co proponujecie jako materiał do inhibacji segmentów paliwa (słyszałem, że robi się to za pomocą perszpanu. Czy to dobry pomysł?).

[placydo]

Jednak wygląda to nieco lepiej

Hej,

Dokonałeś obliczeń czy robisz na czuja? Bo na szybko liczylem i masz tam zacisku ponad 400!

A jak policzyłeś zacisk bez informacji o gemotetrii paliwa?

Na szybko pozakładałem pewne parametry.
I tak popełniłem błąd bo zamiast 200mm silnik wprowadzilem 400mm i wypelnielm go paliwem

[verex]

Sam projekt wygląda w miarę ok, ale żeby być w stanie powiedzieć coś więcej musisz powiedzieć o specyfice silnika. Kanał powinieneś zrobić w każdym ziarnie przez całą jego długość, a między ziarnami zachować 1-3 mm odstępów żeby umożliwić spalanie czołowe ziaren. Ja na ten przykład stosowałem jako przekładki wolnopalny lont visco 3mm rozłożony po obwodzie ziaren.

Średnica krytyczna 8mm wg szybkiej symulacji w SRM da ci niskie ciśnienie spalania w komorze na poziomie 2 - 2,5 MPa. To bardzo niskie ciśnienie, z karmelku możesz bezpiecznie wyciągnąć 3,5 MPa. Zakładając kanał 12mm, kno3 sorbitol o dobrym stopniu rozdrobnienia, powinieneś na obecnej dyszy uzyskać silnik klasy H, 147 N ciągu w czasie spalania 1,18 s (około). Z taką dyszą możesz spokojnie wydłużyć silnik o jedno, dwa ziarna, oczywiście poprzedzając to symulacją w SRM.

Co wzbudza moje wątpliwości to rowki na oringi - wyglądają na nieregularne i nieprzystosowane do ogólnie dostępnych rozmiarów. Musisz poprawić, bo będzie nieszczelność.

[Konrad]

Dzięki verex za wręcz fachową opinią na temat mojego silnika . W dalszym ciągu projektowania natknąłem się na następujący problem. Pierścień segera żeby mógł się trzymać musi opierać się o 1mm rowek wydrążony w korpusie. Czy przy grubości korpusu 2mm wydrążenie w nim rowka na głębokość 1mm nie nadwyręży jego konstrukcji (czy w tym miejscu nie będzie za cienki?). Drugi problem wynika z tego ,że nie wiem na jaką odległość od krawędzi korpusu mam wydrążyć ten rowek (czy są jakieś sposoby na wyliczenie tej odległości?). A już ostatni problem jaki w tej chwili przychodzi mi do głowy to czy gdy ziarna paliwa są zainhibitowane to silnik potrzebuje też osłony termicznej (i z czego ją wykonać?)

[Konrad]

Uwzględniając wszystkie poprawki w moim projekcie, przedstawiam docelowy projekt silnika rakietowego.
ziarno paliwa:
- 3 batesy o wymiarach fi 32mm i długości 48mm. Kanał 12mm. Paliwo to karmelek 65/35 (sorbitol i KNO3). Zaihibitowane 0,5mm warstwą perszpanu. Osłona termiczna wykonana z tekturowej rurki.
mocowanie dyszy i zatyczki:
- pierścienie segera W36. Rowki wydrążone 3mm od krawędzi korpusu i głębokości 1mm. Uszczelnione oringami o średnicy 28mm i grubości 3,5mm.
Dzięki za wszystkie uwagi. Mam nadzieje, że obecny projekt spełnia wymagania silnika rakietowego. Niestety nadal nie wiem co jest nie tak z rowkami na oringi . Wykonałem symulacje w arkuszu SRM (załączam jej wyniki oraz projekt silnika pod spodem).

[Konrad]

No i wytoczone .
Po miesiącu od ostatniego postu, silnik został wytoczony.
Dysza - jej ostateczny wygląd nie różni się zbytnio od wstępnego projektu. Średnica wlotowa - 30mm, średnica krytyczna - 7mm, średnica wylotowa ok. 25mm. Kąt wlotowy to ok. 75st, a kąt wylotowy to ok. 25st. Została wykonana ze stali nierdzewnej, waży 140g (z o-ringami).
Zatyczka - w ogóle nie przypomina tej na rysunku, ale nią samą zobaczycie na zdjęciu. Została wykonana z aluminium i waży 37g (z o-ringami). Otwór widoczny na zdjęciu służy do wyciągania jej z korpusu.
Korpus - Wykonany z aluminium, waży 130g.

20201212_095742.jpg (1.44 MiB) Przejrzano 8948 razy

20201212_095801.jpg (1.51 MiB) Przejrzano 8948 razy

20201212_095815.jpg (1.18 MiB) Przejrzano 8948 razy

W następnym poście zamieszczę test naziemny tego silnika.
Do następnego postu i pozdrawiam.