Test silnika AL-1

Czyli serca naszych niebolotów !
Awatar użytkownika
Puhacz
Podniebny Filmowiec
Podniebny Filmowiec
Posty: 76
Rejestracja: wtorek, 24 maja 2011, 20:42
Lokalizacja: Kraków

Test silnika AL-1

Post autor: Puhacz » środa, 3 maja 2017, 12:53

Witam!

W końcu przeprowadziłem pierwszy test silnika AL-1, którego konstrukcja została opracowana w szczegółach w wątku viewtopic.php?f=5&t=2329

Stanowisko pomiarowe wyglądało tak:
Capture.JPG
Capture.JPG (98.42 KiB) Przejrzano 1807 razy
Podczas próby zostało mierzone:
Ciąg - na wadze o zakresie 10kg przez belkę 1:10 zwiększającą zakres do 100 kg (1000 N)
Ciśnienie - manometr zainstalowany w zatyczce silnika o zakresie 16 MPa
Temperatura zewnętrzna silnika przez 2 termopary i jedną diodę krzemową o znanym (i zweryfikowanym)
współczynniku U/T:
1. temperatura dyszy na Dkr
2. temperatura korpusu w pobliżu mocowania dyszy (na styku izolacji termicznej i dyszy)
3. temperatura korpusu mniej więcej w połowie długości (pomiędzy ostatnim i przed ostatnim
ziarnem paliwa)
Czas pracy - wg. odczytu wagi (od zera do zera)

Paliwo to trzy ziarna bates, karmelek standard 64/36 o wymiarach: fi40 x 62 mm, kanał fi 15 mm,
o łącznej masie 345 g. Zapalnik elektryczny obsypany 0,5 g PCZ.
Średnica krytyczna Dkr = 10 mm. Kn0 = 195, Knmax = 215.

Film z testu:
"https://www.youtube.com/embed/JU19Fe4KAnI"

Wyniki:
całkowity czas pracy: 1,8 s
czas pracy z ciągiem pow. 100 N: 0,5 - 1,5 s (1,0 s)
ciąg max: 980 N ( :D )
ciąg średni (z całego czasu pracy): 289 N
ciąg średni (z okresu 0,5 - 1,5 s): 492 N
impuls całkowity: 520 Ns (a więc klasa silnika I :))
osiągnięty impuls właściwy paliwa: 151 s
ciśnienie max = 7 MPa
temp. dyszy max = 162 oC
temp. korpusu (w połowie) = 60 oC
temp. korpusu (na styku dyszy i izoloacji) = nie zmierzona przez błędne podłączenie miernika :(
(po ok. minucie po teście podłączyłem miernik i wskazywał temperaturę ok. 100 oC i była o ok. 20 oC
mniejsza od aktualnej temp. dyszy - ekstrapolując pomiar można powiedzieć że Tmax w tym miejscu
to ok. 140 oC).

Jak widać zapłon fatalny, poniżej krytyki... :oops:
Poza tym mechanicznie konstrukcja zdała test na 100%.
Izolacja termiczna w postaci 2x klingeryt (GAMBIT AF-OIL, 0,5 mm) skutecznie zadziałała.
Ciśnienie bliskie ciśnieniu bezpiecznemu (max. 10 MPa), tak więc Kn max. 215 jest w zasadzie
właściwy dla tej rurki (no może 220 dla równego rachunku) dając niemal dwukrotny zapas
ciśnienia do momentu początku odkształcania się plastycznego rurki i połączeń śrubowych.

Jak rozbiorę silnik to jeszcze dopiszę co tam w środku itp.

Po poprawie zapłonu myślę że silnik można wsadzić do rakiety.

Pozdrawiam Wszystkich!

Awatar użytkownika
Puhacz
Podniebny Filmowiec
Podniebny Filmowiec
Posty: 76
Rejestracja: wtorek, 24 maja 2011, 20:42
Lokalizacja: Kraków

Re: Test silnika AL-1

Post autor: Puhacz » sobota, 6 maja 2017, 10:52

Sekcja silnika:

Dysza:
dysza.JPG
dysza.JPG (51.26 KiB) Przejrzano 1750 razy
Kielich wylotowy pokryty nagarem który okazał się gęstą mazią która schodziła po przetarciu palcem.
Stożek wlotowy pokryty twardym i kruchym nagarem. Po kąpieli w ciepłej wodzie oba nagary
zeszły bez problemu:
dysza umyta.JPG
dysza umyta.JPG (30.3 KiB) Przejrzano 1750 razy
Jak widać o ile kielich wylotowy domył się ładnie, to stożek wlotowy pozostawił ciemne przebarwienia.
Poza kolorem, zmiany nie wyczuwalne (ani pod względem chropowatości ani wymiaru/wżerów itp).

Uszczelnienie na O-ringach zadziałało niezawodnie - żadnych przedmuchów itp. Dodatkowo rowki i same
O-ringi były "muśnięte" olejem silnikowym celem ułatwienia montażu i poprawy szczelności. Same O-ringi,
mimo założenia ich jednokrotnego użycia nie wykazały żadnych oznak przepalenia (zastosowany materiał
to Viton). Jedynie na dwóch są mechaniczne uszkodzenia od otworów śrubowych w korpusie, więc pozostałe
dwa można użyć powtórnie:
oringi.JPG
oringi.JPG (25.3 KiB) Przejrzano 1750 razy
Otwory w korpusie zdają się być dalej okrągłe, nie rozciągnięte. Ślady od gwintu śrubek są zaznaczone,
lecz spodziewałem się że będą większe (zrobienie tego zdjęcia aby to pokazać to był koszmar!):
gwint.JPG
gwint.JPG (18.95 KiB) Przejrzano 1750 razy
Korpus zmierzony był przed i po teście z dokładnością do 0,01 mm i jego wymiary pozostały nie zmienione.
Izolacja termiczna z klingerytu praktycznie nie naruszona. Na zdjęciu wnętrze silnika od strony dyszy:
izolacja.JPG
izolacja.JPG (34.66 KiB) Przejrzano 1750 razy
Wewnętrzna zgorzelina to pewnie przepalona inhibitacja ziaren. Po jej wytrzepaniu pojawił się zielony
materiał izolatora (łącznie były dwie warstwy).
Sam korpus silnika po wypłukaniu wygląda jak nowy, brak przebarwień, wżerów (poza jedną kropką w okolicy łączenia dyszy z izolacją, w miejscu rozcięcia izolacji, widoczne na godz. 5):
korpus wewn.JPG
korpus wewn.JPG (29 KiB) Przejrzano 1750 razy
Od strony korka sytuacja wygląda znacznie lepiej - nie ma co się rozpisywać.

Moim zdaniem silnik jest udany i po szybkim przemyciu, ew. wymianie O-ringów (może po przeszlifowaniu otworów na śruby i bez wymiany się obejdzie) i założeniu nowej izolacji (chociaż izolację od strony zewn. spokojnie można by użyć jeszcze raz) silnik można użyć powtórnie.
:D

Dziękuję Wszystkim co dotrwali do końca w lekturze,
Pozdrawiam!

Awatar użytkownika
Kacper
Supersonic PROFI
Posty: 734
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Kraków

Re: Test silnika AL-1

Post autor: Kacper » niedziela, 7 maja 2017, 14:14

Gratulacje! Najlepiej opisana budowa silnika na forum, wykonanie, test i analiza pełna profeska od poczatku do końca. Tylko zapłon dopracować i latać :) Przebarwieniami nie ma się co przejmować, aluminium jest na to bardzo podatne bo spaliny z karmelki są mocno alkaliczne. Ważne żeby tylko umyć silnik w miarę szybko po każdym odpaleniu to wrzery nie zdążą się zrobić.

Impuls właściwy wyszedł podejrzanie wysoki ale to już się może mieścić w granicy błędu pomiarowego tej hamowni.

Awatar użytkownika
Puhacz
Podniebny Filmowiec
Podniebny Filmowiec
Posty: 76
Rejestracja: wtorek, 24 maja 2011, 20:42
Lokalizacja: Kraków

Re: Test silnika AL-1

Post autor: Puhacz » poniedziałek, 8 maja 2017, 10:44

Dzięki Kacper!

Moja "hamownia" (przez małe "h") zdecydowanie profesjonalna nie jest, i być może faktycznie
coś zawyżyło wynik (metoda to odczyt z każdej klatki filmu 30/s i zaokrąglenie do 0,1 s).
Mi też ten impuls wydał się nieco spory, ale nie mogę nigdzie znaleźć błędu systematycznego...
Wszystkie pozostałe próby silników PCV dawały impulsy 80 - 105 s (ale tam było Kn ok. 150 - 170) -
czyli wyniki chyba wiarygodne...
Przebarwieniami na dyszy się nie martwię toć to stal KO. A o rurze aluminiowej to fakt - nieco ją
przetrzymałem (2 dni) zanim wybrałem bebechy ze środka - ale chciałem to zrobić dokładnie i bez
pośpiechu!

Jeszcze jedna rzecz na którą zwróciłem uwagę: śrubki były dokręcone kluczem z lekkim oporem (na "oko"
ok. 0,5 N/m). Po teście praktycznie wszystkie odkręciły się jak by były dokręcone ledwo "na styk" palcami...
Wygląda jak by korpus "pocieniał" w tym miejscu :shock:

Pozdrawiam!

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 1 gość