Karmelek klasy G lub H do TVC

Czyli serca naszych niebolotów !
Hornet
*
Posty: 28
Rejestracja: środa, 27 maja 2020, 15:27
Lokalizacja: Warszawa

Karmelek klasy G lub H do TVC

Post autor: Hornet » poniedziałek, 11 sty 2021, 16:12

Dzień dobry konstruktorzy!

Wraz z moim bratem "bawimy się" w kontrolę wektora ciągu rakiet modelarskich.
Do tego projektu dodatkowo tworzę silnik na bazie karmelka (z sorbitolem). Smażę w proporcjach 65%;35% z wcześniej zmielonych składników (nie wiem czy to ma znaczenie, ale te składniki leżą kilka dni w zamykanych szczelnie pudełkach, żeby za każdym razem nie mielić drobnych ilości). Smażę wszystko na raz do momentu kiedy mieszanka jest jasno biała i pół płynna. Pod koniec dodaję trochę gliceryny żeby łatwiej się nakładało paliwo.

Pierwszy silnik: Ic: 16Ns czas pracy 8s czyli wyszła świeca dymna :p

Drugi silnik:
Zaprojektowałem dyszę na podstawie SRM'a. Parametry dotychczasowych silników: (aluminiowa rura, fi zewnętrzne 30mm, wewnętrzne 26mm)
SRM1.png
SRM1.png (66.99 KiB) Przejrzano 508 razy
SRM2.png
SRM2.png (37.27 KiB) Przejrzano 508 razy
SRM3.png
SRM3.png (47.35 KiB) Przejrzano 508 razy
Dyszę dla testów wydrukowałem z ABS-u, aby do momentu kiedy jeszcze działa określić, czy z mieszanką jest w porządku, czy wytwarza się ciąg. (wiadomo, dysza nie wytrzymała długo :) )

Zdjęcie przed próbą z dyszą o śr. krytycznej 5,4mm (po lewej stronie zdjęcia)
Zdjęcie przed próbą z dyszą o śr. krytycznej 8mm (po prawej stronie zdjęcia) obydwie dysze miały połówkowy kąt wlotu gazów 30° i wylotu 12°
Dysze 2 i 3.jpg
Dysze 2 i 3.jpg (683.22 KiB) Przejrzano 508 razy
Silnik 2 i 3.jpg
Silnik 2 i 3.jpg (731.21 KiB) Przejrzano 508 razy
Dysze były wklejane na żywicę epoksydową, tak samo dno silnika zaklejane.
Paliwo najpierw wkładałem w preszpanowe, zalakierowane tulejki, na wydrukowanym uchwycie drążyłem prosto kanał i jak trochę wystygło, ładowałem w aluminium. Nie jestem w stanie ocenić ile było w rzeczywistości odstępu pomiędzy dwoma segmentami (planuję jako przekładki w następnych silnikach użyć lontu wolnopalnego). Silniki były pozostawione w pudełku z płatkami ryżowymi na 48h nad kaloryferem, żeby wciągnąć wilgoć (tu również czekam na chlorek wapnia, lepiej podobno wyciąga wilgoć).

TESTY na hamowni
hamownia.jpg
hamownia.jpg (788.77 KiB) Przejrzano 508 razy

Silnik z dyszą o śr. kryt. 5,4mm pracował około 10s. Wyszła klasa F, Ic ~45Ns.
wykres.png
wykres.png (46.61 KiB) Przejrzano 508 razy

[youtube]https://youtu.be/hFsSkltdfz4[/youtube]
[youtube]https://youtu.be/X0sSX60q9U4[/youtube]

Generalnie po 7,5s dysza się przepaliła, będzie to ładnie widać w filmie.
Dysza 5,4.jpg
Dysza 5,4.jpg (420.94 KiB) Przejrzano 508 razy
Dysza 5,4mm.jpg
Dysza 5,4mm.jpg (451.58 KiB) Przejrzano 508 razy
Można łatwo zauważyć, że charakterystyka tego silnika nie jest taka, jaki zakładał SRM. Wiecie co może być tego przyczyną?


Silnik z dyszą o śr. kryt. 8mm to była porażka. Ciąg = 0, coś się ledwo paliło, wyrzucało paliwo przez dyszę, wszystko wokół jakby ośnieżone, dysza w gardle napuchła. Wiecie co może być tego powodem?
Po lewej stronie ta dysza: (po prawej z gardłem 5,4mm)
Od lewej dysza 8mm.jpg
Od lewej dysza 8mm.jpg (752.88 KiB) Przejrzano 508 razy


Plan na nowy 4 silnik jest taki:
a) zwiększamy średnicę silnika z 30mm do 40mm
b) wytaczamy stalową dyszę, przykręcaną do tulejki z paliwem (Co sądzicie o dyszy zagwintowanej? Zda to egzamin? Parametry i rysunek dyszy podam w następnym wpisie)
c) do mieszanki azotan potasu / sorbitol dodajemy azotan amonu
+ kilka innych zmian: lont jako przekładka segmentów, może odkręcane dno silnika?


Bardzo bym prosił innych konstruktorów i modelarzy o opinię dot. już wykonanych silników i testu oraz o ocenę planów. Każda uwaga jest dla mnie na wagę złota, bo to są pierwsze silniki własnej produkcji które chcę użyć w rakiecie.

Pozdrawiam
Darek

Hornet
*
Posty: 28
Rejestracja: środa, 27 maja 2020, 15:27
Lokalizacja: Warszawa

Re: Karmelek klasy G lub H do TVC

Post autor: Hornet » poniedziałek, 11 sty 2021, 16:14

Dodatkowe zdjęcia z SRM'a odnośnie planów nowego silnika:
SRM4.png
SRM4.png (91.14 KiB) Przejrzano 502 razy
SRM5.png
SRM5.png (43.31 KiB) Przejrzano 502 razy
SRM6.png
SRM6.png (55.2 KiB) Przejrzano 502 razy

Awatar użytkownika
placydo
PROFI
Posty: 689
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Kielce

Re: Karmelek klasy G lub H do TVC

Post autor: placydo » poniedziałek, 11 sty 2021, 16:21

Hej,
Taka sugestia ode mnie: skocz do sklepu do budowlanego po cx-5 i zamiast drukować dyszę, drukuj formę do niej. Dodatkowo możesz dorzucić podkładkę metalową żeby ograniczyć erozję.

Hornet
*
Posty: 28
Rejestracja: środa, 27 maja 2020, 15:27
Lokalizacja: Warszawa

Re: Karmelek klasy G lub H do TVC

Post autor: Hornet » poniedziałek, 11 sty 2021, 16:44

Dzięki, zanim cokolwiek zacznę toczyć, spróbuję zrobić dyszę z cementu

Konrad
**
Posty: 34
Rejestracja: poniedziałek, 2 lis 2020, 19:53
Lokalizacja: Wrocław

Re: Karmelek klasy G lub H do TVC

Post autor: Konrad » poniedziałek, 11 sty 2021, 18:21

Hej
Co do twojego silnika. Osobiście zrezygnowałbym z azotanu amonu i zrobiłbym zwykłą karmelkę na sorbitolu. Nie wiem czy wkręcana dysza to dobry pomysł. Ja wolę dyszę mocować na segera.

Awatar użytkownika
lagozaur
**
Posty: 35
Rejestracja: piątek, 23 sie 2019, 19:56
Lokalizacja: Poznań
Kontakt:

Re: Karmelek klasy G lub H do TVC

Post autor: lagozaur » poniedziałek, 11 sty 2021, 19:35

Cześć
Pomysł takiego silnika mi się bardzo podoba. Tu masz link do mojej próby takiej konstrukcjihttp://www.forum.rakiety.org.pl/viewtop ... 992#p31098. Niewiem czy nie za krótki ten czas pracy, wydaje mi się że do TVC możesz potrzebować trochę dłużej. Może spalanie czołowe szybszej mieszanki jest lepszą opcją (?).

Awatar użytkownika
pyromaniac
*
Posty: 23
Rejestracja: piątek, 21 paź 2011, 07:39
Lokalizacja: Gdynia / Wawa

Re: Karmelek klasy G lub H do TVC

Post autor: pyromaniac » poniedziałek, 11 sty 2021, 20:00

Hornet pisze:
poniedziałek, 11 sty 2021, 16:12
Do tego projektu dodatkowo tworzę silnik na bazie karmelka (z sorbitolem). Smażę w proporcjach 65%;35% z wcześniej zmielonych składników (nie wiem czy to ma znaczenie, ale te składniki leżą kilka dni w zamykanych szczelnie pudełkach, żeby za każdym razem nie mielić drobnych ilości). Smażę wszystko na raz do momentu kiedy mieszanka jest jasno biała i pół płynna. Pod koniec dodaję trochę gliceryny żeby łatwiej się nakładało paliwo.

Silniki były pozostawione w pudełku z płatkami ryżowymi na 48h nad kaloryferem, żeby wciągnąć wilgoć (tu również czekam na chlorek wapnia, lepiej podobno wyciąga wilgoć).

Ciąg = 0, coś się ledwo paliło, wyrzucało paliwo przez dyszę, wszystko wokół jakby ośnieżone, dysza w gardle napuchła. Wiecie co może być tego powodem?

c) do mieszanki azotan potasu / sorbitol dodajemy azotan amonu
Cześć Darek!
0. Zrezygnuj z dodawania azotanu amonu - jest bardzo higroskopijny - ciężko go będzie dobrze i wysuszyć, i zmielić.
Poza tym dodatek azotanu amonu zmniejszy prędkość spalania karmelki.
1. Zmiel KNO3 bardzo dokładnie w młynku - dodając małymi porcjami, po 1-2 łyżki.
2. Użyj piekarnika elektrycznego, ustaw temperaturę na 60-70*C i wstaw tam na trochę azotan potasu rozsypany na jakiejś blasze.
3. Po ostudzeniu powtórz punkt 1 i 2.
4. Po dokładnym oczyszczeniu i osuszeniu młynka powtórz czynności 1,2 i 3 dla sorbitolu.
5. Teraz możesz przystąpić do wykonywania karmelki.
6. Jeśli zdobędziesz gdzieś tlenek żelaza (III), Fe2O3, czerwony kolor - możesz dodać do mieszaniny ok. 1% wagowego (czyli 1 gram na 100 gram paliwa). Ale uważaj, taki dodatek zwiększy prędkość spalania oraz ciśnienie w komorze silnika - musisz to uwzględnić przy projektowaniu średnicy krytycznej dyszy.
7. Gliceryny dodaj naprawdę niewiele! Upewnij się najpierw, że masz glicerynę bezwodną.
Generalnie, im lepiej zmielisz azotan potasu, tym łatwiej będziesz nakładać paliwo do komory silnika.
---
Jeśli chodzi o bezwodny chlorek wapnia to pamiętaj, że:
- działa szkodliwie po połknięciu,
- działa drażniąco na oczy,
- działa żrąco/drażniąco na skórę!

PS: W sklepach są takie plastikowe "osuszacze" powietrza do łazienek z wkładem - tam masz właśnie chlorek wapnia - możesz użyć takiego wkładu, tylko załóż rękawiczki na ręce!

Obrazek

Hornet
*
Posty: 28
Rejestracja: środa, 27 maja 2020, 15:27
Lokalizacja: Warszawa

Re: Karmelek klasy G lub H do TVC

Post autor: Hornet » poniedziałek, 11 sty 2021, 20:10

lagozaur pisze:
poniedziałek, 11 sty 2021, 19:35
Może spalanie czołowe szybszej mieszanki jest lepszą opcją (?).
Spróbuję zrobić mieszankę z tlenkiem żelaza jako spalanie czołowe. Będzie trzeba przetestować, bo nie wiem czy takie spalanie da wystarczający ciąg (Rakieta do TVC będzie overall ważyła około 2kg! Dlatego taka większa, żeby było pole dla większych silników na przyszłość niedaleką)
Dzięki za podrzucenie pomysłu! :)

Hornet
*
Posty: 28
Rejestracja: środa, 27 maja 2020, 15:27
Lokalizacja: Warszawa

Re: Karmelek klasy G lub H do TVC

Post autor: Hornet » poniedziałek, 11 sty 2021, 20:15

pyromaniac pisze:
poniedziałek, 11 sty 2021, 20:00

Cześć Darek!
0. Zrezygnuj z dodawania azotanu amonu - jest bardzo higroskopijny - ciężko go będzie dobrze i wysuszyć, i zmielić.
Poza tym dodatek azotanu amonu zmniejszy prędkość spalania karmelki.
1. Zmiel KNO3 bardzo dokładnie w młynku - dodając małymi porcjami, po 1-2 łyżki.
2. Użyj piekarnika elektrycznego, ustaw temperaturę na 60-70*C i wstaw tam na trochę azotan potasu rozsypany na jakiejś blasze.
3. Po ostudzeniu powtórz punkt 1 i 2.
4. Po dokładnym oczyszczeniu i osuszeniu młynka powtórz czynności 1,2 i 3 dla sorbitolu.
5. Teraz możesz przystąpić do wykonywania karmelki.
6. Jeśli zdobędziesz gdzieś tlenek żelaza (III), Fe2O3, czerwony kolor - możesz dodać do mieszaniny ok. 1% wagowego (czyli 1 gram na 100 gram paliwa). Ale uważaj, taki dodatek zwiększy prędkość spalania oraz ciśnienie w komorze silnika - musisz to uwzględnić przy projektowaniu średnicy krytycznej dyszy.
7. Gliceryny dodaj naprawdę niewiele! Upewnij się najpierw, że masz glicerynę bezwodną.
Generalnie, im lepiej zmielisz azotan potasu, tym łatwiej będziesz nakładać paliwo do komory silnika.
Dzięki za bardzo merytoryczne uwagi!
Do TVC zależy mi tak naprawdę na tym, aby ciąg był możliwie jak największy, ale też aby czas spalania był długi (8s totalne minimum) dlatego będę eksperymentował z różnymi mieszankami.
Super pomysł z tym pochłaniaczem wilgoci :)

Przy okazji, da się legalnie w Polsce kupić nadchloran amonu?

Awatar użytkownika
lagozaur
**
Posty: 35
Rejestracja: piątek, 23 sie 2019, 19:56
Lokalizacja: Poznań
Kontakt:

Re: Karmelek klasy G lub H do TVC

Post autor: lagozaur » poniedziałek, 11 sty 2021, 21:15

Nie kupisz nadchloranu amonu. Z tego co wiem, jest unijny zakaz. HTPB też chyba nie dostaniesz. Fajnie jakby ktoś zorientowany mógł to jeszcze potwierdzić.

ODPOWIEDZ