Silnik w klasie L do dużych modeli PTR

Czyli serca naszych niebolotów !
Awatar użytkownika
robercik
Supersonic PROFI
Posty: 1361
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Gdynia
Kontakt:

Silnik w klasie L do dużych modeli PTR

Post autor: robercik » czwartek, 4 maja 2017, 22:09

Cześć
Silnik w klasie J-K Student-1500 mamy już w zasadzie opracowany, trzeba go jeszcze tylko kilka razy oblatać. Na podstawie doświadczeń zebranych podczas kampanii testowej wykonałem kolejną wersję silnika w klasie L. Student-4000 bazuje na rurce polipropylenowej fi 50 mm oraz pręcie z nylonu opartym na rusztach z tekstolitu. To nie jedyne podobieństwo - zastosowaliśmy jednopunktowy wtrysk fi 5mm ze standardowej złączki od systemów pneumatycznych i nylonową membranę przepalaną niewielka pastylką z masy podgrzewającej. Jeszcze przed wyjazdem na LRE wykonaliśmy test statyczny ze zbiornikiem zatankowanym 1,5 kg N2O. Wcześniej zbiornik z rury aluminiowej fi 75 mm zasilał silnik parafinowy SF3 i rakietę BIGOS 2 na imprezie FM w Czaplinku. Oczywiście można zastosować inny zbiornik, najlepiej fabryczny o pojemności wodnej 2 l:
Obrazek

FILMY:
http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... by.kac.mp4
http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... y.adam.mov

Silnik osiągnął już prawie docelowe 4 kNs, ale w moim zbiorniku nie mieści się więcej niż 1,5 kg podtlenku:
Obrazek

Jak na razie silnik jest jeszcze zbyt długi, dlatego udział paliwa przekroczył 20%. Ziarno i komora spalania zostanie skrócona, ale najpierw muszę jeszcze popracować nad drobiazgami.

pzdr

Awatar użytkownika
robercik
Supersonic PROFI
Posty: 1361
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Gdynia
Kontakt:

Re: Silnik w klasie L do dużych modeli PTR

Post autor: robercik » sobota, 13 maja 2017, 20:59

Cześć
Za nami drugi test Studenta 4000. Silnik został skrócony o 15 mm ze względu na wprowadzone zmiany. Główne zmiany to zastosowanie stalowego rusztu (zamiast tekstolitowego) pomiędzy komorą wtryskową a komorą spalania oraz odchudzenie rusztu przy dyszy. Silnik pracował poprawnie, ruszty wytrzymały, pręt paliwowy nie został wypluty. Natomiast praca nie była tak ładna jak w poprzednim teście.
Obrazek

Zaliczyliśmy twardy start, być może z powodu deflagracji masy zapłonowej. Film tego nie oddaje, natomiast niestabilności pracy widać dobrze.
FILM: http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... by.kac.mp4

Ze względu na wyższą temperaturę podtlenku uzyskaliśmy nieco większy ciąg oraz krótszą pracę:
Obrazek

Ze względu na zmianę rusztów silnik skonsumował nieco mniej paliwa przy tej samej ilości podtlenku (spalił mniej tekstolitu) ale nadrobił impulsem właściwym i impuls całkowity jest praktycznie identyczny.
Obrazek

W kolejnym teście spróbujemy zastosować ruszt stalowy o identycznym kształcie co ruszt z tekstolitu aby sprawdzić, czy to jest przyczyna mniej stabilnej pracy.

pzdr

Awatar użytkownika
robercik
Supersonic PROFI
Posty: 1361
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Gdynia
Kontakt:

Re: Silnik w klasie L do dużych modeli PTR

Post autor: robercik » czwartek, 18 maja 2017, 22:43

Cześć
Test nr 3 silnika Student4000 z zaimplementowanymi zmianami. Upał jak w lato, więc dla zbicia ciśnienia zbiornik transportowaliśmy w kocu z porcją kostek lodu. Silnik zaskoczył elegancko i pracował dość stabilnie:
Obrazek

Zastosowaliśmy lekką modyfikację odpalania masy rozgrzewającej, dzięki czemu membrana strzeliła bardzo dobrze, lepiej niż w poprzednich dwóch testach:
Obrazek

Zatankowało się nieco więcej podtlenku, więc impuls całkowity nieznacznie się poprawił. Zmiana rusztowania pręta paliwowego przyniosła oczekiwane rezultaty. Praca okazała się stabilna a silnik odwrotnie niż przy ruszcie wypalanym stabilizował się coraz bardziej w trakcie pracy. Widać to dobrze na nałożonych wykresach z testu nr1 i testu nr3:
Obrazek

Jeszcze filmy z kilku ujęć:
http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... st3.ad.mov
http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... t3.kac.mov
http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... komora.mov
http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... by.and.mp4
http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... by.kac.mp4

Zabezpieczenie ziarna przy rusztach wymaga dalszych poprawek.
pzdr

Awatar użytkownika
jaskiniowiec
Administrator
Posty: 2192
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Kraków
Kontakt:

Re: Silnik w klasie L do dużych modeli PTR

Post autor: jaskiniowiec » piątek, 19 maja 2017, 16:39

Piękna praca. Ciekawe dwie kwestie: strzał przy zapłonie oraz fakt, ze zaraz za dyszą mamy strefę prawie przezroczystą. Płomień przypomina trochę silniki na balistycie. To chyba skutek dość dobrego przereagowania w komorze, a wygenerowane palne gazy dopalają sie potem na zewnątrz.

Awatar użytkownika
robercik
Supersonic PROFI
Posty: 1361
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Gdynia
Kontakt:

Re: Silnik w klasie L do dużych modeli PTR

Post autor: robercik » sobota, 27 maja 2017, 14:39

Cześć
Myślę że na strzał przy zapłonie nic nie poradzimy przy tak prostej konstrukcji wtrysku. Membrana przerywa się w ułamku sekundy - wielokrotnie szybciej niż otwierany elektrycznie zawór kulowy. Natomiast przeźroczysta strefa płomienia pokazuje duży udział niespalonego w komorze i w dyszy paliwa. Pisałem wcześniej, że komora spalania zostanie skrócona ale wycofuję to. Skoro impuls właściwy przekracza 200 s w każdym teście, to dla modelarskiej konstrukcji jest to wystarczająco dobry wynik. Natomiast udział gazów palnych na poziomie 20% mieszanki znakomicie chroni elementy dyszy i komory dopalania a w szczególności ruszt pręta paliwowego. Zatem kolejne modyfikacje będą dotyczyć jedynie komory wtryskowej.
Za nami test nr 4 silnika Student 4000:
Obrazek

Tym razem zapłon i przepalenie membrany wtryskowej poszło elegancko, jednak szarpnęło nieco stanowiskiem badawczym co jest główną przyczyną piku startowego na wykresie, na ucho nie było slychać twardego startu jak w teście nr 2:
Obrazek

Z powodu upału zbiornik utleniacza trzymany był w lodówce przez półgodziny. Niestety termometr odmówił posłuszeństwa i nie wiemy przy jakiej temperaturze zbiornika przeprowadziliśmy test. Widać jednak, że ciśnienie było niższe niż w teście nr 3:
Obrazek

Jeszcze filmy z kilku ujęć:
http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... by.kac.mp4
http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... y.kac2.mov
http://spaceforest.home.pl/ftppublic/RA ... by.and.MTS

Tym razem korpus komory spalania nie został nigdzie zabrudzony, więc uszczelnienia poszczególnych segmentów ziarna paliwowego można uznać za dopracowane zaznaczając, że grubość wypalonej rurki PP wynosi jedynie 2 mm. Podobnie zespół dyszy odgazował to co palne i po pracy silnik nie wymaga już gaszenia. Obudowa dyszy w kilka minut po pracy osiągnęła temperaturę około 200 stopni C co nie narusza struktury aluminium i jest zbyt niska do wywołania pożaru przez model rakiety RDM po wylądowaniu. Jestem bardzo zadowolony, że takie efekty dajemy radę uzyskać w tak krótkiej serii testów, za każdym razem testując "elementy nowości" :). Silnik jest w zasadzie gotowy do powielenia dla członków PTR z licencją II stopnia. Jak wspomniałem przed nami jeszcze kilka drobnych testów wtrysku - chcemy np. zrezygnować z mosiężnej złączki wtryskowej, której nakrętka za każdym razem wytapia się i jest przyczyną szarpnięć ciągu, którym z kolei towarzyszy przebarwienie płomienia na zielono. Wykonanie złączki z lepiej przewodzącego ciepło materiału powinno pomóc w tej kwestii.
O ile Student 1500 będzie już do kupienia na FM 2017 dla członków PTR z licencją I stopnia, o tyle Student 4000 będzie przy najmniej pokazany w locie. Zamierzam podejść kolejny raz do licencji II stopnia z nowa rakietą fi 100 mm, mam nadzieję ze się w końcu uda :).

pzdr

ODPOWIEDZ

Kto jest online

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