Polskie Towarzystwo Rakietowe - Amatorskie Konstrukcje Rakiet

Oszczędne silniki testowe.
Żeby zaoszczędzić podtlenek na testach wykonałem 3 zbiorniki testowe o zmniejszonej pojemności tj. 200g N2O.
do zbiorników można przykręcać różnej wielkości komory spalania z różną wielkością ziaren.Można użyć też małych
silników. Idea polega na wykorzystaniu początkowego etapu pracy silnika do określenia jego parametrów.
Przy wtrysku 2,5mm przewiduję czas pracy ok.1,5s a przy wtrysku 3,2mm ok.1,0s. Zobaczymy.
Niedługo pierwsze testy.
Zdjęcie:

20 lipca br. przeprowadziliśmy 4 testy oszczędnościowe silników hybrydowych/ok.700g N2O/.
Przemo obsługa komputera i zamiana plików tekstowych na wykresy ,Pigła obsługa kamery.Upał.
Test 058.
Zbiornik poj.200g napełniony181g N2O.KS fi36x1x200.Ziarno papierowo- parafinowe 54% fi34/15x200.Kanał fi15x200.
D-10/23Al.W-2,5. D/W - 16.Butla 57bar.Start agresywny.Dostałem piaskiem po twarzy.Ubytek ziarna 53,4g /Przemo
twierdzi ,że ok.10g parafiny wyciekło już po teście/.O/F - 3,39/4,17. F/O+F - 19,19/22,78%.Plik został zapisany
ale z zerowymi wartościami.



Test 059./bezdyszowy/
N2O - 179g.Butla 60bar.KS fi40x1,5x150.Ziarno paraf/żywica 60/40% fi37x150.Kanał stożkowo-walcowy fi10- 20x85 +
+fi20x65.Dodatkowa rozpałka 10,3g.D-fi37/18x30 tekstolit.W-3,2.D/W - 31,6.Start łagodny.Ubytek ziarna 27,6g.
O/F - 6,485. F/O+F - 13,36%.Silnik wygenerował Ic - 188Ns/148Ns Ifc.Fmax -240N.Tpfc - 0,83s.Tp - 1,94s.
Ic/N2O -1,05Ns/gN2O.Słabo.Wykres: Test 060.
N2O -187g.Butla 62bar.KS fi36x1x200.Ziarno papier/paraf.51,36%.Kanał fi20x200.D - 11,7Al.W - 3,2.D/W - 13,36.
Start dynamiczny.Ubytek ziarna - 28,3g. O/F - 6,607. F/O+F - 13,14%.Silnik wygenerował Ic - 340Ns/292Nsfc-85,88%.
Fmax - 505N.Tpfc -0,9s/Tp -1,75s. Ic/N2O - 340Ns/187gN2O=1,818Ns/gN2O.
Wykres: Test 061.
N2O - 60g.KS fi25x1,5x100.Ziarno PCV/Al/Ż358.Kanał fi8x100.Ubytek ziarna - 10g.O/F - 6,0. F/O+F - 14,28%.
Ic -112Ns/83Nsfc.Fmax - 150N. Tpfc -0,75s/Tp - 1,9s. Ic/N2O - 1,866Ns/gN2O.D - 6,3.W - 2. D/W - 9,9.
Wykres:

26.09.2022 - 3 testy silników (T062-T064) różniących się jedynie długością ziarna. No i niestety również ilością podtlenku z różnych powodów.

Test 062 - z uwagi na wyciek po tankowaniu (1g / 30-45s) oszacowany jedynie ubytek N2O do zapłonu stąd wyniki podane w zakresie.

Wykresy z wynikami poniżej - udało się tym razem otrzymać pracę równą. Wyszarzone próbki oryginalne mocno nie odbiegają od czerwonego trendu.
Z wyjątkiem końca pracy fazy ciekłej w teście T064 gdzie pojawił się rezonans.
Uwagę naszą zwrócił jeszcze fakt, że spadek ciągu podczas fazy ciekłej był łagodniejszy niż w poprzednich testach, oraz że we wszystkich 3ech testach po ok 0,5s ciąg wręcz rósł o 20-40N.

Filmy do testów: T062 T063 T064

edit 2022-09-29 : zbiornika nie podgrzewaliśmy. Z uwagi na pogodę ciśnienie w zbiorniku wynosiło niecałe 40bar

W sobotę 05.11.22 przeprowadziliśmy z Przemkiem 3 testy komór spalania ze zbiornikami testowymi.
Temper.zewn.10st.C , ciśnienie w butli 40bar.Bez filmów.
Test 065 /powtórzenie testu 058/ miał dać odpowiedż czy W-2,5 nadaje się do wyniesienia rakiety o masie 2,8kg.
Tak,przyśpieszenie startowe wyniesie ok.10G.
N2O - 201g.D-10,3Al.W-2,5.D/W-16,97.Ziarno papier/parafina-41,16% fi37/14x200.K-14.Zużycie ziarna 54,7g.
F/O+F - 21,80%.O/F - 3,67.Silnik wygenerował Ic-365Ns przy Fmax-324,17N.Ic/N2O-1,815Ns/gN2O.
Ic/F-6,672Ns/gF.Wykres: Test 066 /zachowanie silnika przy D/W=9/.
N2O-207g.D-9,6.W-3,2.D/W-9.Ziarno papier/parafina-50,9%.Fi37/15x200.K-15.Zużycie ziarna 35,4g.
F/O+F/-14,62%.O/F-5,83.Silnik wygenerował Ic-353,5Ns przy Fmax-303N.Ic/N2O-1,707Ns/gN2O.
Ic/F-9,985Ns/gF.O/F-5,837.Niestety silnik przerwał pracę/zadławił się/na moment czego nie widać
na wykresie.Wykres: Test 067/zachowanie silnika przy D/W=9/.
N2O-201g.D-7,5.D/W-9.Ziarno papier/parafina-44,78% Fi37,5/15x150.K-15.Zużycie ziarna 36g.
F/O+F/-14,85%.O/F-5,73.Silnik wygenerował Ic-373,5Ns przy Fmax-223,65N.Ic/N2O-1,858Ns/gN2O.
Ic/F-10,67Ns/gF.Silnik również się zakrztusił i nie widać tego na wykresie.Dysza z taniego grafitu SG cała.
Wykres:

Analiza zimowych lotów na silnikach hybrydowych.LRE2022 10.12.22r.Rakiety Błyskawica i REX-H1150.
Silnik H280Ns z wewnętrzną komorą spalania zatankowany 98gN2O zamiast 166g.Normalnie tankujemy zbiorniki
w pozycji pochyłej dopóki z odpowietrznika nie zacznie lecieć para.Przy temperaturze zewnętrznej ok.+3st.C
para pojawiła się wcześniej i dopiero na wadze okazało się,że podtlenku jest tylko 59% planowanej ilości.Zdecydowałem
sie jednak polecieć.Rakieta Błyskawica poleciała na ok.270m tj.ponad 3-krotnie niżej niż latała w letnich
warunkach ze 166g N2O /908m/.W silniku z wewn.KS część podtlenku,która jest powyżej KS jest podawana jest
w postaci cieczy dającej duży ciąg a dolna część N2O w postaci gazowej przy znacznie mniejszym ciągu.
Przy 20st.C 115,5g N2O podawane do KS jako ciecz a 50,5g jako gaz.Przy temperaturze 0st.C z 98g N2O tylko 40g
było podawane jako ciecz a 58g jako gaz stąd tak duża rozbieżność osiągów Błyskawicy.
Przy silniku H1150Ns już nie daliśmy się zwieść pierwszej parze i przetankowaliśmy zbiornik do 756g N2O
zamiast 673g.W zbiorniku pozostawiliśmy 690g podtlenku.Silnik wyniósł rakietę REX-H1150 na wysokość 2625m
przy planowanych 3500m w temperaturze 20st.C.My to Przemo i ja.
PS:W zbiornikach po tankowaniu mogło być 0st.C i ciśnienie 31,27bar.Patrz wątek LRE2022.
Przy zatankowaniu 166g w temper.0st.C 108g N2O byłoby cieczą a 58g gazem.
.

Cenne informacje.

W zbiornikach po tankowaniu mogło być 0st.C i ciśnienie 31,27bar.

Czy rozważaliście użycie koca z grzałką elektryczną, aby podnieść temperaturę zbiornika? Myślę, że pomogło by to z osiągnięciem normalnych parametrów pracy.

Tak mamy to "na tapecie".
Nawet posiadamy już wkład grzewczy lusterka samochodowego ale z pewnych względów i w warunkach poligonowych jeszcze nie zastosowaliśmy.
A takie doświadczenie z podtlenkiem też uczące.
Śmiem twierdzić, że jak temp otoczenia była ok -2stC, butla nie ogrzana, to świeżo po tankowaniu było jeszcze wyraźnie mniej stopni. (odpowietrznik - rozprężanie cieczy).

Tomkowi udało się zrobić wykres ciągu silnika w locie/REX-H1150/.

Ten wątek to jedna z najcenniejszych prac na tym forum MUSI z tego powstać artykuł/podręcznik, najlepiej po polsku i po angielsku, żebyście zapisali się na zawsze w historii a Wasza praca nie zginęła w odmętach internetu...

Czy i w jaki sposób symulujecie pracę swoich silników i projektujecie je? Macie autorski arkusz, czy korzystacie z dostępnych w sieci?

Pozdrawiam i podziwiam
Mateusz

Jedyny arkusz to ten który powstał od zera i rośnie z każdym kolejnym testem. Zawiera mnóstwo otrzymanych wyników z testów w kolumnach, które pozornie, początkowo wydawałyby się mało przydatne. Z biegiem czasu można zaobserwować sporo ciekawych zależności, mieć przegląd historii i wyciągać wnioski.
A zaczynaliśmy czerpiąc z ogólnych doświadczeń kolegów z forum, czytając literaturę i publikacje w sieci, wykorzystując swoją wyobraźnię ale przyznam, że w dużej mierze, szczególnie na początku - "na czuja".
Pomaga pewnie też to, że razem z Tadeuszem najmłodsi już nie jesteśmy i mamy już pewien bagaż doświadczeń choćby z mechaniki, materiałów, technologii i innych dziedzin, o które w życiu hobbysta może się otrzeć.
Każdemu adeptowi życzymy wytrwałości, a z każdym doświadczenie życie stanie się prostsze.