Polskie Towarzystwo Rakietowe - Amatorskie Konstrukcje Rakiet

Witam,

przeglądałem forum i trafiłem na tematy związane z korpusami wykonanymi z laminatów. Jednak nie wydaje mi się żeby ten temat był omawiany dokładniej (przynajmniej na tym forum).



Interesuje mnie wasze zdanie na temat korpusów silników robionych z włókna węglowego (o ile w ogóle się da w sensie parametrów), ich wytrzymałość na ciśnienie, temperaturę itp. Trochę tych informacji udało mi się już znaleźć jednak nie jestem ich pewien. Czy podejmowaliście już kiedyś próby wykonania takich korpusów?

Dodam, że na chwilę obecną WW nie jest już takie drogie (ok. 50zł za 50cm/100cm 3K).



Teoretycznie przy odpowiednim nawijaniu pod odpowiednim kątem kilku warstw można uzyskać ciekawy efekt.



W Google Book 's znalazłem ciekawą książkę dot. napędu rakiet. Jest tam dostępny rozdział poświęcony wytrzymałości materiałów wykorzystywanych do tworzenia korpusów silników. Oraz kilka innych ciekawych tematów.



Link do książki zamieszczę jak tylko będę mógł (czyli napiszę więcej niż 3 posty ;] )



To co ważne to podana wytrzymałość WW na rozciąganie, znacznie większa niż pozostałe materiały. Jedyna dla mnie na razie niewiadoma to odporność na temperaturę panującą w komorze silnika.



Pozdrawiam!

Witam.



<a href="http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cac ... zXu9HIc4Uw" target="_blank" class="postlink">Tu jest co nieco</a> na temat wytrzymałośći WW. Obawiam się jednak że w największej mierze wytrzymałość skorupy z WW zależy od rodzaju osnowy w jakiej się znajduje, czyli rodzaju żywicy jaką są ze sobą "sklejone" włókna. Zazwyczaj taka żywica wytrzymuje ok 200 'C. Może jakieś specjalne wytrzymują więcej ale to już wyzsza technologia





Pozdr.Luk

Wytrzymałość na temperaturę to cecha przydatna ale zawsze można co nieco zaizolować.

@Luk: No właśnie, wskazane jest aby ta żywica to była epoksydowa, co trochę mnie stopuje, ponieważ właśnie jako paliw chciałbym aby było paliwo żywiczne więc to trochę średnio wygląda. Jeśli chodzi o wytrzymałość samego WW na rozciąganie (a chyba to jest tu ważne) to jest na prawdę duża.





@Paweł: Właśnie szukam materiałów które można nawinąć/posmarować we wnętrzu korpusu które zwiększyły by odporność termiczną.



Szukając w internecie informacji dot. takich konstrukcji, natknąłem się na korpus z w/w materiału + kevlar. Niestety nie było tam za dużo informacji. Ale przynajmniej wiadomo, że takie rzeczy się robi

Zwykły papier całkiem nieźle się sprawdza, oprócz tego dobra jest guma, tzn dętka motocyklowa/rowerowa.

W sumie racja. Tylko ciekawe jak z "wielorazowością" takiego silnika gdzie izolatorem jest papier



Zastanawiałem się nad jedną rzeczą, mianowicie czy dodanie do Żywicy Epoksydowej którą przesącza się WW w pierwszej wewnętrznej warstwie, proszku Azotku Boru który również ma bardzo ciekawe właściwości (bardzo twardy i odporny na wysokie temperatury) w ilości która pozwoli stworzyć powłokę tylko sklejoną ŻE poprawiło by wytrzymałość konstrukcji.



Tymi rozważaniami chcę zachęcić do rozmowy na temat korpusów z kompozytów, moim zdaniem powinno to zaciekawić osoby które chcą swoje rakiety wysłać wysoko i w miarę szybko



Jeśli gadam od rzeczy to proszę poprawcie mnie



Pozdrawiam

Wiesz co trochę inaczej to wygląda.

Temat laminowania w tym laminowania silników był poruszany.



Tanie włókna węglowe to raczej chińskie ozdoby do pokrywania tunerskich masek samochodów z włókna szklanego. Nie sądzę, żeby miały taką wytrzymałość jak reklamowana w twoich źródłach.



Dobre źródło informacji:

A. BOCZKOWSKA, J. KAPUŚCIŃSKI, Z. LINDEMANN, D. WITEMBERG-PERZYK, S. WOJCIECHOWSKI: Kompozyty. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2003.



Źródło które podał Luk jest paskudnym podsumowaniem literatury, które wydaje się powstało bez zrozumienia pewnych zagadnień. Rysunek 2. przeczy tabeli 3 itp.



200°C to raczej nierealne dla większości żywic epoksydowych. Zaczną płynąć już przy 140°C. Inne pytanie to czy potrzebna jest wytrzymałość na temperaturę? Sytuacja gdy mamy tanie źródło rur do silników jednorazowych byłaby bardzo komfortowa.

Silniki wielorazowe to skomplikowane zagadnienie i nie zawsze warte zachodu.



Zdajesz sobie sprawę jak trudno jest dostać azotek boru i ile kosztuje? Pomijam już to że jest to bardzo kiepski pomysł. Równie dobrze mógłbyś projektować silnik z kompozytów na osnowie metalicznej. Pewnie taniej by wyszło.



Tak z ciekawości<span style="font-weight: bold"> michajas </span>ty coś budujesz/projektujesz, czy tylko gadasz? Bo jeżeli coś robisz to chciałbym żebyś przetestował żywicę/klej z proszkiem do pieczenia jako izolację termiczną. Przy czym żywicy trzeba dać jak najmniej żeby w kompozycie (proszkowym) były pory. To powinna być całkiem niezła osłona ablacyjna. Sam tego nie testowałem i póki co nie będę robił nic przy okazji czego mógłbym to przetestować.



Jeśli poczytasz posty o laminatach to dowiesz się, że główny problem to ich kłopotliwe wytwarzanie. Osobiście uważam, że jeżeli chcesz coś takiego robić to powienieś zlecić to firmie z doświadczeniem i urządzeniami jak np. bella (www.bella.waw.pl/). Ścianka silnika z tak wytrzymałego materiału mogłaby być bardzo cienka. Wtedy wszelkie niedoskonałości kompozytu powodują koncentracje naprężeń i pękanie. W przydomowym warsztacie ekstremalnie trudno będzie osiągnąć wymagane parametry.

Co do jakości tych włókien to niestety nie mogę się wypowiedzieć, gdyż to nie moja dziedzina. Jednak, wydaje się, że nie są to "chińskie podróby".

Jeśli chodzi o wytwarzanie w domowych warunkach, to z wielką przyjemnością chciałbym to zlecić firmie która się w tym specjalizuje. Kiedyś miałem kontakt z firmą która wytwarzała rurki z WW, jednak ich strona już nie działa, wiec zakładam, że już nie istnieją, a szkoda bo ceny były bardzo przystępne! Może znacie jeszcze jakieś firmy zajmujące się detaliczną produkcją laminatów?



Na razie jak to ująłeś tylko "gadam" i projektuję. Z czystej ciekawości. Jednak, jeśli pojawią się jakieś ciekawe konkluzje to na pewno coś zbuduję.



Generalnie jeśli chodzi o wytrzymałość termiczną, to nie spodziewam się żeby było to całkowicie odsłonięte na ogień, na pewno będzie jakaś izolacja. Jednak taka odporność zapewniła by zwiększoną żywotność tego materiału.



Jeśli chodzi o azotek boru to sytuacja jest podobna jak z WW, tzn. znalazłem ofertę 5zł za 5mL gdzie jest napisane, że to azotek boru, jednak co do jego "orginalności" to nie mam pojęcia. (edit: już mam pojęcie, to nie jest borazon, niestety, więc ten pomysł odpada)

Generalnie, oczywiście można użyć cienkiej blachy aluminiowej wzmacnianej WW, ale pomysł z azotkiem miał na celu stworzenie w pełni kompozytowego silnika. Teoretycznie.

Czemu kiepski pomysł? Rozwiń jeśli możesz.



edit:

Ok, udało mi się w miarę potwierdzić, iż maty z WW są odpowiedniej jakości jako że produkuje je firma HEXCEL. Za 59zł można dostać tkaninę jednokierunkową 6K o wymiarach 130 cm x 79 cm. Czyli moim zdaniem całkiem przyzwoicie (jeśli patrzeć w kategoriach wielorazowości silnika).





Co do Azotku Boru to uzyskałem też informację od firmy Guenther Polska na temat takiego produktu jak EKamold EP AEROZOL, jest to właśnie AB w sprayu który można nakładać na różne powierzchnie. Cena 100zł za puszkę 500mL. Wydaje mi się, że też przyzwoicie.

Specyfikacja:

http://www.esk.com/fileadmin/esk/medien ... ol_pol.pdf



Pozdrawiam!

Jeśli chodzi o rury to włókno w nich musi być nawinięte pod kątem 37° to nie jest standardowa rura którą można kupić. Standardowo włókno jest ułożone wzdłuż osi, a rury otrzymywane są masowo metodą pultruzji. Takie się nie nadają.



Jeśli ceny włókien rzeczywiście spadły to nie mam nic przeciwko.



Co do azotku boru to wykorzystuje się go dwa rodzaje (ma oprócz tego inne odmiany alotropowe)

1. c-BN - budowę ma analogiczną do diamentu. Bardzo twardy, bardzo duża przewodność cieplna, Zmienia się w h-BN w temp. 200°C, bardzo duża odporność chemiczna.

2. h-BN - o budowie analogicznej do grafitu. Jest środkiem smarującym. Topi się w temperaturze ponad 3000°C.



Czemu kiepski? Ponieważ chciałbyś użyć napełniacza o bardzo wysokiej przewodności cieplnej (większej niż większości metali!) w osnowie nieodpornej na temperaturę. Cząstki będą przejmować energię cieplną i przewodzić ją bardzo szybko do polimeru który się ulotni. Po czym cząstki po prostu wypadną odsłaniając kolejne nieuszkodzone warstwy materiału. Wytrzymałość takich kompozytów determinuje najsłabszy składnik.

Trochę inaczej jest przy żywicach fenolowych, które ulegają zwęgleniu i powstaje węglowy szkielet, który ma jednak jakąś wytrzymałość mechaniczną.

Jeśli chcesz stosować izolację termiczną to powinna ona mieć po pierwsze niską przewodność cieplną (właściwie to nie przewodność, a dyfuzyjność cieplną). Odporność na temperaturę do 3000°C nie pomoże jeśli przetopi się ścianka silnika.



Pamiętam, że ktoś (PINOT?) kiedyś proponował http://www.tekstolit.pl/ i podawał opis wkładania tego do silnika. Ja się z tym zgadzam, ale niestety nie podam linku do tematu.

Ok dzięki za wyjaśnienie problemu z azotkiem boru, później dopiero doczytałem dalej, że jest on bardzo dobrym przewodnikiem ciepła (!), to faktycznie go wyklucza (jest jeszcze opcja z dwuborkiem cyrkonu, ale to już trochę ciężej dostępne i odpowiednio droższe). Co do żywic fenolowych to nie jestem pewien czy dobrze one przesączają włókna, kwestia sprawdzenia



Izolacja termiczna to jest jeszcze temat do dogrania, mam jeszcze kilka pomysłów, ale najpierw chcę sprawdzić dokładnie co i jak.



Jeśli chodzi o nawijanie pod kątem 37* to nie jestem pewien czy ma to znaczenie w przypadku WW, chodzi mi o to, że tkaniny są produkowane w różnych "wzorach" w PLAIN (zwykła klasyczna kratka), TWIL (kratka pod kątem) i maty kierunkowe czyli włókno układane jest w jednym kierunku. Sądzę więc, że stosując opcje kratki pod kątem (dokładnie 45*) myślę, że można uzyskać odpowiednią wytrzymałość.



Jeśli chodzi o inhibitację paliwa to moim zdaniem wystarczający byłby silikon ognioodporny, czy mam rację? W związku z tym też nie chcę aby silnik był całkowicie odporny na temperaturę, ale tylko w pewnym stopniu tak żeby nie zużywał się zbyt szybko.