PTR1 - Pierwsza rakieta Polskiego Towarzystwa Rakietowego

Polskie Towarzystwo Rakietowe - wstąp i legalnie odpalaj Rakiety Dużej Mocy
Awatar użytkownika
Kacper
Supersonic PROFI
Posty: 737
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Kraków

PTR1 - Pierwsza rakieta Polskiego Towarzystwa Rakietowego

Post autor: Kacper » sobota, 11 lut 2017, 16:50

Projekt K1-X został zakończony z sukcesem, chciałbym się teraz poświęcić następnemu ale po co się rozdrabniać? :wink: Po długich dyskusjach, przemyśleniach i symulacjach chciałbym przedstawić założenia nowego projektu jakim jest budowa rakiety eksperymentalnej kaliber 120mm. Jak nazwa wskazuje będzie to ogólny projekt PTR w którym może uczestniczyć każdy zainteresowany. W sumie dotychczas PTR nie ma żadnej rakiety, wszystko co lata i czym się chwalimy jest własnością poszczególnych członków lub regionalnych grup. Tym razem chcielibyśmy żeby wspólnymi siłami zbudować coś dużego przy wsparciu finansowym z PTR. Również będziemy gorąco zapraszać do współpracy bądź wsparcia uczelnie, instytuty i firmy. Pokażmy, że jesteśmy w stanie w Polsce zbudować coś razem.

Założenia ogólne wyglądają następująco:

Średnica 120mm
Długość około 4,5m
Silnik hybrydowy N2O/polimery
Czas pracy 15s
Masa paliwa 20kg
Masa pustej konstrukcji 8-15kg (kompozyt węglowy lub aluminium)
Ładunek użyteczny 1kg

Boostery 2x: Średnica 80mm
Długość około 1,1m
Paliwo stałe HP 5-6kg (na bazie AP/HTPB/Al)
Czas pracy 4-6s
Korpus aluminiowy 3kg
Masa startowa z boosterami 41- 54kg

Schemat lotu:
-Start na samych boosterach
-Lot bezwładny kilkanaście sekund
-Odpalenie hybrydy

Rakieta będzie mieć system stabilizacji lotu.

Według symulacji odchudzona wersja rakiety z włókna węglowego jest w stanie przekroczyć ze sporym zapasem 100km. To będzie nasz cel projektu.

Plan jest taki żeby rakietę stopniowo budować, testować i ulepszać. Do opracowania jest sporo rzeczy więc od razu nie jesteśmy w stanie zbudować i pościć rakiety w pełnej konfiguracji na maksymalnych parametrach. Do tego będzie trzeba dochodzić etapami podobnie jak wyszło przy rakiecie K1-X

Najpierw proponuję wykonać rakietę bez boosterów na silniku hybrydowym gdzie korpus, komora spalania i zbiornik będzie stanowiła ta sama rura aluminiowa 120x3mm. Opcja cięższa ale dużo łatwiejsza i tańsza do wykonania niż konstrukcja kompozytowa.
Już w tej wersji rakieta może zalecieć na 21km więc do pierwszych lotów w Drawsku konieczne będzie niepełne tankowanie zbiornika lub specjalne dociążenie balastem. W pierwszych lotach po za sprawdzeniem samej konstrukcji rakiety i odzysku będzie trzeba dopracować działanie systemu stabilizacji przy prędkościach już ponaddźwiękowych. Następnie można wykonać lot na prawie samych boosterach w celu przetestowania systemu ich oddzielania oraz uruchamiania silnika głównego. Na boosterach rakieta osiąga ponad 7km pułapu, przekracza już prędkość dźwięku. W przypadku lotu dwustopniowego silnik powinien zostać odpalony po około 20s na pułapie ponad 5km. Dlatego będzie trzeba też sprawdzić system który wykona to autonomicznie. Najważniejsze będzie dopracowanie funkcji abort żeby w razie jakichkolwiek nieprawidłowości a szczególnie zbyt dużego pochylenia rakiety nie odpalać silnika a jeśli już został odpalony to zgaszenie.

Przy locie z boosterami i pełną hybrydą mimo konstrukcji jeszcze w wersji aluminiowej (ciężkiej) rakieta może osiągnąć pułap około 70km. Następnie udoskonalając konstrukcję pod względem masy jest możliwe przekroczenie 100km

Ostatni test silnika SF5 pokazał, że da się uzyskać bardzo dobre wyniki, lepsze niż zakładałem do tych wstępnych założeń. Przeskalowując do 120mm komorę spalania silnik będzie w stanie pomieścić jeszcze więcej paliwa niż przyjąłem. Ciężko też w tym momencie oszacować jaki będzie zysk z pracy silnika głównego w obniżonym ciśnieniu i jaki impuls wygeneruje. Biorąc pod uwagę, że już na starcie hybrydy mamy o połowę niższe ciśnienie powietrza a pod koniec pracuje niemal w próżni efekty mogą być jeszcze lepsze.
Przy tego typu locie każdy % zaoszczędzonej masy lub zwiększonego impulsu przekłada się na kilka % wysokości lotu dlatego w wersji bardzo optymistycznej gdyby rakieta była super odchudzona a impulsy w obu stopniach dochodziły do 220s to tych gabarytów rakieta może polecieć nawet powyżej 250km :mrgreen:

Awatar użytkownika
jaskiniowiec
Administrator
Posty: 2274
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Kraków
Kontakt:

Re: PTR1 - Pierwsza rakieta Polskiego Towarzystwa Rakietowego

Post autor: jaskiniowiec » niedziela, 12 lut 2017, 17:06

Wielkie rzeczy dziać się będą. Super.
P.S. Kacper, a może byście wypróbowali paliwo z metalami? Teoretycznie jest szansa znacząco zejść z proporcją paliwo/utleniacz.

Awatar użytkownika
wrx
****
Posty: 223
Rejestracja: sobota, 22 lut 2014, 20:15
Lokalizacja: Siedlce

Re: PTR1 - Pierwsza rakieta Polskiego Towarzystwa Rakietowego

Post autor: wrx » niedziela, 12 lut 2017, 18:21

Mam pomysł na część procedury abort:
Jeżeli rakieta przechyli się jeszcze podczas lotu na boosterach ( i teraz część kontrowersyjna), proponuje " zniszczyć" boostery... najprawdopodobniej, najobtymalniej było by zmusić silnik do wyplucia dyszy, zmniejszy się zacisk, silnik albo zgaśnie, albo będzie dawał malutki ciąg, w tym momencie oddzielenie się boosterów i odpalenie głównego silnika, na czas powiedzmy 1s - generalnie pik aby odsunąć rakietę od szczątków silników pomocniczy.

Co sądzicie na ten temat?
„Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić. I wtedy pojawia się ten jeden, który nie wie, że się nie da, i on właśnie to coś robi” A. Einstein.

Awatar użytkownika
Sulkyrider
Podniebny Filmowiec
Podniebny Filmowiec
Posty: 18
Rejestracja: wtorek, 26 kwie 2016, 19:11
Lokalizacja: Poznań

Re: PTR1 - Pierwsza rakieta Polskiego Towarzystwa Rakietowego

Post autor: Sulkyrider » poniedziałek, 13 lut 2017, 10:49

wrx pisze:
niedziela, 12 lut 2017, 18:21
Mam pomysł na część procedury abort:
(...). najprawdopodobniej, najobtymalniej było by zmusić silnik do wyplucia dyszy, zmniejszy się zacisk, silnik albo zgaśnie, albo będzie dawał malutki ciąg, w tym momencie oddzielenie się boosterów


Co sądzicie na ten temat?
A nie lepiej usunąć zatyczkę? Wtedy booster powinien sam się oddalić od rakiety.

Awatar użytkownika
Kacper
Supersonic PROFI
Posty: 737
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30
Lokalizacja: Kraków

Re: PTR1 - Pierwsza rakieta Polskiego Towarzystwa Rakietowego

Post autor: Kacper » poniedziałek, 13 lut 2017, 21:59

jaskiniowiec pisze:
niedziela, 12 lut 2017, 17:06
P.S. Kacper, a może byście wypróbowali paliwo z metalami? Teoretycznie jest szansa znacząco zejść z proporcją paliwo/utleniacz.
Warte sprawdzenia, jednak najpierw w małej skali. W przypadku hybryd na bazie PP udało się całkowicie opanować wzbudzenia. Wydaje mi się, że przy paliwie z metalem wszystko zacznie się od nowa.


Co do odstrzeliwania dyszy lub zatyczki nie mam pomysłu jak to zrealizować bez totalnej destrukcji silników niszczącej całą rakietę. W każdym razie wersja Sulkyridera jest rozsądniejsza, w razie awarii broń boże nie włączałbym sinika głównego bo może się już nie wyłączyć.

Awatar użytkownika
PINOT
PROFI
Posty: 352
Rejestracja: niedziela, 30 sty 2011, 18:30

Re: PTR1 - Pierwsza rakieta Polskiego Towarzystwa Rakietowego

Post autor: PINOT » poniedziałek, 13 lut 2017, 23:14

cześć,

Mechanika przy tych siłach może być skomplikowana, więc mam pewien pomysł na pirotechnikę:
Można by spróbować zamiast zatyczki w boosterze zastosować rodzaj specjalnie ukształtowanej dyszy zaczopowanej korkiem pirotechnicznym z szybkopalnej wytrzymałej masy, która od strony silnika byłaby izolowana poprzez grafitowy tłok stanowiący szczelne zamknięcie. Po elektrycznym zapaleniu masy z zewnątrz zamknięcie by się spalało a ciśnienie w silniku wyrzucałoby tłok i otwierało silnik z góry. Parę szczegółów technicznych:
1. Dyszę należało by wykonać pod kątem - tj. od powierzchni rakiety, aby nie spaliło korpusu w razie jesli silnik się nie wyczepi, no i aby tłok w nią nie uderzył
2. Sam kanał dyszy miałby dwa przekroje: od strony silnika średnica tłoka mniejsza niż średnica części czopowanej, tak aby nagar nie zatrzymał wyrzucenia tłoka.
3. Część wylotu od zewnątrz - dodatkowo powinna być stożkowa (zbieżna do wylotu) lub rowkowana dla lepszego trzymania korka z masy pirotechnicznej.
4. Drut zapalający można przeprowadzić w całej osi korka a nawet ułozyć go w całej objętości masy korka, więc otwarcie byłoby niemal natychmiastowe.
Masy szybko spalające się a wytrzymałe, na bazie epoksydu nie stanowią problemu

Prostsza wersja bez tłoka to wolna masa pirotechniczna, na bazie epoksydu w dłuższej rurce zintegrowanej z zatyczką, która w fazie pracy spalałaby się czołowo. W razie potrzeby wyłączenia silnika można by użyć wtopionych w tą masę drutów zapłonowych, które zapalą zamknięcie w całej objętości i otworza zatyczkę w krótkiej chwili.


Oczywiście mozna tez mysleć o użyciu podobnej masy pirotechnicznej do mocowaniu boostera do rakiety, ale nie mam sensownego pomysłu.

Awatar użytkownika
wrx
****
Posty: 223
Rejestracja: sobota, 22 lut 2014, 20:15
Lokalizacja: Siedlce

Re: PTR1 - Pierwsza rakieta Polskiego Towarzystwa Rakietowego

Post autor: wrx » wtorek, 14 lut 2017, 22:52

Można by też inaczej.
Zamiast korka, klejonego masą pirotechniczną, proponuje wykonać zatyczkę z następującą modyfikacją:
Mniej więcej w połowie zatyczki, wytoczyć kanał, wypełniony termitem ( tj. któraś mieszanką z tej rodziny ), nieco nad nim dać śruby mocujące.
Zakładając silnik wykonany z aluminium, nawet niewielka ilość termitu doprowadziła by do kontrolowanego wyrwana zatyczki/górnej części silnika.

Całość, była by demontowalna, tj, zatyczka była by montowana na śruby, a masa z termitu uformowana tak, aby miała tę samą średnice co zatyczka w miejscu jej wystąpienia, więc, jak mniemam, można by skręcać cały silnik ( razem z blokadą ) tuż przed startem i nie ryzykować uszkodzenia w transporcie/przechowywaniu.
„Wszyscy wiedzą, że czegoś nie da się zrobić. I wtedy pojawia się ten jeden, który nie wie, że się nie da, i on właśnie to coś robi” A. Einstein.

ODPOWIEDZ

Kto jest online

Użytkownicy przeglądający to forum: Obecnie na forum nie ma żadnego zarejestrowanego użytkownika i 5 gości