<<главная

Перезаряжаемый двигатель класса H166

В качестве корпуса двигателя использована труба из нержавеющей стали диаметром 28 мм с толщиной стенки 1 мм. Предел прочности при растяжении ~680 МПа . Это значит что такая труба выдержит максимальное давление P = 2*Gmax*r/d = 2*680*1/26 = 52,3 МПа (523 кгс/см^2). Однако не стоит расчитывать трубу на предел прочности на растяжение. Гораздо раньше, чем труба лопнет, начнется не упругая деформация трубы которая приведет к разрушению двигателя. Кроме того следует учитывать и прочность крепления заглушки и сопла, а так же то что труба оказывается ослабленной отверстиями под болты. Для расчета можно воспользоваться шаблоном составленным ракетолюбителем Timochka, который можно найти на его страничке: timochka3.narod.ru.
Страничка долгое время была не доступна, по этому шаблон можно найти тут. Используя предел прочности 250 с коэффициентом запаса прочности 2 получаем максимальное давление для этой трубы 10 МПа. Предельное давление для крепления заглушки и сопла оказывается несколько ниже 8,2 МПа. На самом деле такое давление не требуется поэтому ограничимся давлением 3-4 МПа, хотя при этом несколько потеряем в импульсе, но не слишком много чтобы об этом жалеть, всего 8%.

Сопло и заглушка выточены из углеродистой стали. Сопло и заглушка крепятся 12-ю винтами М4. Сопло и заглушка имеют по две кольцевые проточки под уплотнительные кольца.

Уплотннительные кольца из маслостойкой резины из автозапчастей.

Топливо - сорбитовая карамель (KNO3/Сорбит 65/35) в 6-и сегментах. 5 сегментов имеют сквозной канал диаметром 7мм , 6-й сегмент не имеет канала и служит для создания дымного следа (трассер). Между топливными сегментами установлены дистанционные кольца для уменьшения вероятности эрозионного горения в момент пуска двигателя.

Для расчета характеристик двигателя была использована программа R. Nakka SRM которую можно скачать на его сайте www.nakka-rocketry.net.

Детали двигателя:
  • корпус
  • сопло
  • заглушка

Двигатель в сборе
Изменение Кн (отношение площади горящей поверхности топлива к критическому сечению сопла)
  • Kn max = 276
  • Kn min = 223
  • Kn avg = 258
Изменение давления в двигателе и время работы
  • Pmax = 3,45 MPa
  • t burn = 1,167 с.
  • t thrust = 1,189 с.
Время тяги несколько выше чем время горения , это связано с тем что после окончания горения корпус двигателя заполнен газами которые выходя создают еще некоторое время тягу.

Следует сказать что в расчет не берется шашка торцевого горения которая тоже учавствует в создании тяги.

Зависимость тяги двигателя от времени работы
  • F max = 180 Н.
  • F avg = 166 Н.
  • t thrust = 1,189 с.
Масса топлива , без учета шашки торцевого горения 160 г. Суммарный импульс , без учета шашки торцевого горения 196,8 Н*с Время работы двигателя , без учета шашки торцевого горения 1,189 с Удельный импульс топлива 125,5 с

Первое испытание:


Испытания видео 1347584 байт.


По всей видимости тут разрушилась бронировка


Потемнение в районе винтов крепления сопла


Первое кольцо имеет повреждение


Налет на сужающейся части сопла


Налет на расширяющейся части сопла


Останки бронировки ближней к соплу шашки


То же


Останки бронировок шашек


Заглушка без повреждений


Критика сопла после промывки, никаких повреждений не обнаружено

Выводы:


Новые дистанционные кольца выточены из текстолита. Ближнее к соплу кольцо имеет проточку на наружной поверхности которая перекрывает щель между соплом и стенкой. Эта проточка при сборке двигателя заполняется силиконовым герметиком


Топливные сегменты отлиты в бронировку из пяти витков тонкой крафт бумаги пропитанной эпоксидной смолой. После отливки рабочие поверхности сегментов обезжирены бензином

Второе испытание:

Второе испытание видео 346112 байт.


Бронировка и дистанционные кольца


Налет на расширяющейся части сопла


Резиновые кольца не повреждены,для смазки колец была применена силиконовая смазка.

Выводы:

Двигатель выдержал испытание и готов к полетам

<<главная