GALSPACE.SPB.RU
http://galspace.spb.ru/phpBB2/

Практическое ракетостроение
http://galspace.spb.ru/phpBB2/viewtopic.php?f=14&t=838
Страница 1 из 3

Автор:  gasx [ 13 апр 2010, 16:44 ]
Заголовок сообщения:  Практическое ракетостроение

Предлагаю тему посвятить реальным самостоятельным разработкам относящимся к космической, ну или хотя бы к просто технике :wink:

Вот на днях, занялся с малым, ракетостроением. (Надо ж чтобы у молодежи хоть к чемуто интерес был :D )
Вот склеили ракету:
Изображение
Это первое дело.
Потом сделали двигатель. Не было фотика под рукой, чтобы ощутить масштаб строительства. :mrgreen:
Кароче устройство его такое. Пятикопеечная монета. Просверлили в ней по центру отверстие 5 мм. Из нескольких слоев бумаги склеили цилиндр, по размеру монеты и корпуса ракеты. С одной стороны вставили монету, замотали нитками и заклеили. Это типа сопло.

Произвели первое испытание двигателя.
Топливо первого пуска:
Порошковая смесь: 60% КNO3 + 40% сахарной пудры.
Очень долго смешивали, потом затолкали все это в двигатель и заклеили.
Из пропитанной селитрой газеты сделали фитиль.
Когда все высохло, прикрутили двигун к полену.
Дыма было много, рев и шипение тоже было, даже полено качалось. Но самое главное было масса эмоций и целый день малой всем рассказывал, как запускали двигатель. :F64

Вывод первого опыта - порошковое топливо не годится. Очень плюется. Под соплом оказалась белая куча спекшегося порошка, склеенного расплавленным сахаром. Где-то половину топлива просто выплюнуло. Видать плохо смешали. :F41

Сделал топливо версии 2. (пока малой не видал. потому как опасно это, а он еще маленький :F38 )
Классическое название - карамель.
60% КNO3 + 35% сахарной пудры + 5% меда (сиропа дома не оказалось :lol: )
Все это разбавляем небольшим количеством воды, так чтобы жидко было. Потом в Ж-банку и на очень медленный огонь.
Мешал часа полтора. Пока не выкипела вода, и не образовалась равномерная масса и сахар начал плавиться.
Получился такой липкий пластилин. (Очень ко всему прилипает :F60 )
Из него скатал стержень по размеру двигателя. Когда остыло все, обклеил его бумагой на силиконе, чтобы к двигателю не прилипал :lol:
Маленький кусочек топлива поджигал - горит аж подпрыгивает. Более высокое качество, перед топливом №1, очевидно.
Думаю в выходной провести пуск №2. :D

Вложения:
Комментарий к файлу: ракета
DSC00026.JPG
DSC00026.JPG [ 25.89 KiB | Просмотров: 42959 ]

Автор:  Константин! [ 13 апр 2010, 19:08 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Что-бы домашняя неуправляемая)) ракета хоть куда-нибудь слетала, она должна быть устроена как на рисунке. Трубка- обязательна. То-есть газы должны "упираться" в головную часть ракеты, отталкиваясь как-бы от неё, тогда шансы есть. Это моя обширная детская практика 8) .
Описанное топливо тоже не годится- слишком медленно горит. Хорошее топливо- целлулоид, да где его сейчас найдёшь. Можно попробовать набить её силитрованной бумагой, но надо оставить в набивке какие-то "продувала" для того, что-б она одновременно занялась по всей своей массе, тогда давления хватит.
Есть ещё вариант- марганцовка в смеси с углём или с серой, но прежде нужно подобрать нужное эффективное соотношение (или рассчитать :D ).
Дело в том, что главное для топлива- хорошая скорость сгорания. Как у пороха- идеал.
И ещё золотое правило- чем меньше размер частиц смеси, тем быстрее она горит.
Чтоб корпус не прожгло, нужен картон по-плотнее, и обязательно обмазать силикатным клеем.
А вообще- супер, отличное занятие для подрастающего поколения, которое выходя на улицу гулять, думает только о том, чего-бы купить в магазине и съесть)).
Тоже займусь, фотки выложу).

Касательно силитрованной бумаги... если использовать её как топливо, то для хорошего и быстрого розжига всего объёма, нужно, как я уже говорил, оставить в набитой массе пустые "штреки" по высоте, и поджигать её надо снизу, что-бы горячие газы, стремясь выйти через трубку, поднимались вверх через "штреки" и разжигали весь объём. По идее- должна полететь)). Лучше всего перед этим поэкспериментировать с пропиткой на предмет подбора максимальной скорости горения, в то-же время не "переутяжеляя" её избытком селитры.

И ещё)): стабилизаторы ракете нужны только разве для внешнего сходства, а лучше сделать вверху и внизу два проволочных кольца, и при запуске "нанизать" её на вбитый в землю длинный стальной стержень, он будет хорошей направляющей при старте.

Вложения:
сканирование0001.jpg
сканирование0001.jpg [ 48.78 KiB | Просмотров: 42958 ]

Автор:  gasx [ 14 апр 2010, 11:02 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Поделюсь еще опытом, тоже из детства :D
Константин! писал(а):
Что-бы домашняя неуправляемая)) ракета хоть куда-нибудь слетала, она должна быть устроена как на рисунке. Трубка- обязательна. То-есть газы должны "упираться" в головную часть ракеты, отталкиваясь как-бы от неё, тогда шансы есть. Это моя обширная детская практика 8) .

То есть получается, что топливо должно гореть как бы сверху? И газы уходят вниз по каналу? Я правильно понял?
В этом случае не думаю что сложно сделать. Если лепить из "пластилина", то можно обмотать фальгой карандаш, чтобы пламя не поджигало весь объем топлива - иначе её разорвет. И через этот канал пропустить фитиль. Так чтобы поджиг прошел по каналу, и зажег топливо с верхней части.
Только я все же думаю, что это не обязательно. Если топливо горит снизу, то газы в "камере сгорания" толкают еще не сгоревшее топливо, а топливо уже толкает ракету.
Константин! писал(а):
Описанное топливо тоже не годится- слишком медленно горит. Хорошее топливо- целлулоид, да где его сейчас найдёшь. Можно попробовать набить её силитрованной бумагой, но надо оставить в набивке какие-то "продувала" для того, что-б она одновременно занялась по всей своей массе, тогда давления хватит.

Вот тут не соглашусь. Чем дольше горит топливо тем лучше, важно количество газа по массе/объему, которое при этом выделяется. Карамель рекомендуется для ракет такого класса, в интернете масса инфы. Целлулоид действительно не найдешь сейчас, и он действительно очень хорош, потому что температура горения низкая, горит НЕ БЫСТРО, горит без кислорода и сгорает почти полностью. Практически идеальное топливо!
Константин! писал(а):
Есть ещё вариант- марганцовка в смеси с углём или с серой, но прежде нужно подобрать нужное эффективное соотношение (или рассчитать :D ).

Это порох. :D Окислитель вместо селитры - марганцовка. Её кстати сейчас тоже нигде не найдешь, по крайней мере у нас в городе она есть только в одной аптеке и то по рецепту! А вот селитра пока еще доступна. :wink:
Константин! писал(а):
Касательно силитрованной бумаги... если использовать её как топливо, то для хорошего и быстрого розжига всего объёма, нужно, как я уже говорил, оставить в набитой массе пустые "штреки" по высоте, и поджигать её надо снизу, что-бы горячие газы, стремясь выйти через трубку, поднимались вверх через "штреки" и разжигали весь объём. По идее- должна полететь)).

С силитряной бумагой у меня бальшооой опыт :D И я скажу что штрэхи не обязательны. Там наоборот чем плотнее накрутишь бумажную гульку, тем дальше летит. Важно соотношение диаметров ракеты (топлива) и диаметра сопла! А соотношение диаметра ракеты к её длинне, позволяет получать разные варианты скорость - дальность полета. Если топливо сгорает быстро по всему объему, то ракета летит очень быстро, но не далеко. А если постепенно, то она может плавно разгонятся и уходить за пределы зрения. :lol:
Вообще самое наверное доступное и эффективное топливо для нас это конечно бумага. Простота производства, доступность материалов. (Газет кругом пока валом).
Константин! писал(а):
стабилизаторы ракете нужны только разве для внешнего сходства, а лучше сделать вверху и внизу два проволочных кольца, и при запуске "нанизать" её на вбитый в землю длинный стальной стержень, он будет хорошей направляющей при старте.

Да, так и есть. Стабилизаторы у нас только для сходства. Но они еще и эксперимент. Они, если видно на фото, приклеены под небольшим углом, так чтобы при разгоне ракеты, должны её закручивать, чтобы ракета летела ровно. :wink:
У меня печальный опыт работы с направляющими. Сколько не пытался делать, (в детстве). Ракета всегда застревала :?
Может теперь поровнее сделаем направляющий :mrgreen:

Сверлим дырки.
Изображение
Бумажная трубка с соплом из такой монеты:
Изображение

Кстати, вот еще занятие для подрастающего поколения, на случай дождливой погоды:
Сырье: клей ПВА, бумага, алебастр, импровизированная форма. Кусок гипсо-картона или кусок доски для подложки.
Башня:
Изображение
Изображение
Крепость:
Изображение
Изображение
Для постройки крепости уже применялись резиновые формы. Кирпичи очень качественные получаются. :D

Вложения:
Комментарий к файлу: креп
DSC00198.JPG
DSC00198.JPG [ 29.18 KiB | Просмотров: 42947 ]
Комментарий к файлу: крепость
DSC00136.JPG
DSC00136.JPG [ 39.57 KiB | Просмотров: 42947 ]
Комментарий к файлу: вход
DSC00078.JPG
DSC00078.JPG [ 32.64 KiB | Просмотров: 42947 ]
Комментарий к файлу: Башня
DSC00082.JPG
DSC00082.JPG [ 38.42 KiB | Просмотров: 42947 ]
Комментарий к файлу: свежий двигатель
DSC00215.JPG
DSC00215.JPG [ 19.59 KiB | Просмотров: 42947 ]
Комментарий к файлу: монеты
DSC00214.JPG
DSC00214.JPG [ 23.42 KiB | Просмотров: 42947 ]

Автор:  Константин! [ 14 апр 2010, 13:51 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Насчёт "карамели"- практика покажет)).
Можно вообще обойтись без внутренней трубки и сделать ракету "типа шутиха", по принципу китайских ракет-петард. В этом случае к ней нужно привязать груз (ту-же палочку), которая понизит центр тяжести ниже сопла (или, вернее, ниже места приложения сил газов горящего топлива) и обеспечит ей устойчивый прямолинейный полёт. Если сделать классическую ракету без внутренней трубки- она никуда не полетит, и будет просто беспорядочно кувыркаться, вряд-ли оторвавшись от земли.
Алексей, марганцовка с углём- это не порох, порох- смесь калийной селитры, угля и серы. Просто плюс марганцовки в том, что при разложении её молекула выделяет два атома кислорода, вместо одного у селитры, поэтому она эффективнее в роли окислителя.

Автор:  gasx [ 17 апр 2010, 11:22 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Вот как сия конструкция выглядит:

Это двигатели и топливная шашка.
Рецепт топлива такой:
6 частей KNO3, 3 части сахарной пудры, 1 часть сиропа - для вязкости. Получаем сладко-соленый пластилин :D

Изображение
По идее, двигатели многоразовые., после использования будем их чистить от гари и вставлять другую шашку. Вот только не знаю на сколько их хватит :D Хотя бы раза на два :mrgreen:

Двигатель и ракета. они выглядят так:
Изображение

Двигатель закрывается сверху пробочкой и просто вставляется в ракету (плотно).
Вот как получается:
Изображение

Вся конструкция в сборе есть вот:
Изображение

Осталось сделать платформу и может еще направляющий.
Как его лучше сделать? Как рельсу или штырь, а на ракете колечки? :? Будем думать.

Вложения:
Комментарий к файлу: двигатели
IMG_7245-25.JPG
IMG_7245-25.JPG [ 123.75 KiB | Просмотров: 42909 ]
Комментарий к файлу: детали
IMG_7251-40.JPG
IMG_7251-40.JPG [ 96.77 KiB | Просмотров: 42909 ]
Комментарий к файлу: сборка
IMG_7261-30.JPG
IMG_7261-30.JPG [ 84.78 KiB | Просмотров: 42909 ]
Комментарий к файлу: ракета в сборе
IMG_7279-25.JPG
IMG_7279-25.JPG [ 50.5 KiB | Просмотров: 42909 ]

Автор:  Константин! [ 19 апр 2010, 10:54 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Ну как, беспилотник отработал?))
Акцентируя на внутренней трубке, я не учёл альтернативный вариант- формирование внутреннего канала в самом твёрдом топливе (И как я такое забыл!? Это-же классика твёрдотопливного С-125!). В таком случае трубка уже не нужна, но поджигание топлива необходимо осуществлять с носовой части, тогда стремящиеся вниз газы разожгут его по всей высоте. И дури будет много! И "карамель" в этом случае сработает успешно.

Автор:  gasx [ 19 апр 2010, 11:43 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Значит так. Ракета полетала, но не вертикально :mrgreen:

Вот весь комплект в сборе. 2 двигателя, 4 шашки (двигатель и одна шашка уже в ракете)
Изображение

Исправляем некоторые ошибки.... :D
По опыту поджига одной шашки - оказалось что возгораемость слабая, пришлось её немного повысить :mrgreen:
Изображение

Направляющий.
Изображение

Вот все готово к старту.
Изображение
Изображение

Кароче, тяга у топлива очень и очень!
Ракета слетела с направляющего, а потом, видимо топливо разгорелось, и в метре над землей у неё прорвало дно, и она полетела горизонтально. :mrgreen:

Изображение

Второй запуск показал то же самое. Значит моя ошибка, при постройке двигателя. Надо плотнее накручивать. Я боялся что вес ракеты будет слишком большой. Значит будем делать поплотнее. :lol: :lol:

Но качество топлива очевидное. Гораздо эффективнее просилитренной бумаги. Оно плотное, тяжелое, относительно простое в изготовлении, стабильное, воспламеняется от просилитряной бумаги. Надо только его варить до тех пор, пока не начнет желтеть - разлагаться сахар. К этому времени уже вся вода выкипает.

Вот теперь надо опятным путем подобрать, соотношение диаметров шашки и отверстия (сопла). Так чтобы и корпус не разорвало, и тяга была нормальная. Но как это сделать?

Недостаток считаю, очень высокая температура горения, как для бумажного корпуса. Надо в корпус вматывать для повышения прочности, не нитку, а проволоку! ВО!

Вложения:
Комментарий к файлу: поломатое
IMG_7305-50.JPG
IMG_7305-50.JPG [ 281.16 KiB | Просмотров: 42887 ]
Комментарий к файлу: на старте
IMG_7302-40.JPG
IMG_7302-40.JPG [ 341.03 KiB | Просмотров: 42887 ]
Комментарий к файлу: на старте
IMG_7301-35.JPG
IMG_7301-35.JPG [ 237.6 KiB | Просмотров: 42887 ]
Комментарий к файлу: направляющий
IMG_7294-25.JPG
IMG_7294-25.JPG [ 84.16 KiB | Просмотров: 42887 ]
Комментарий к файлу: ошибки
IMG_7289-25.JPG
IMG_7289-25.JPG [ 147.99 KiB | Просмотров: 42887 ]
Комментарий к файлу: комплект
IMG_7288-25.JPG
IMG_7288-25.JPG [ 72.4 KiB | Просмотров: 42887 ]

Автор:  gasx [ 19 апр 2010, 12:33 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Видео
http://www.youtube.com/watch?v=C7jMZeHDWuo

Автор:  Константин! [ 19 апр 2010, 13:22 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

При сходе с направляющей ракета сразу завалилась набок, как раз по причине не "тянущего" усилия, а "толкающего", "сверлите дырку Шура, она золотая"))).

Автор:  gasx [ 20 апр 2010, 18:53 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Вот придумал систему коррекции положения ракеты.

Все черные полоски - жесткие стержни. Красные кружки - гибкие шарниры. Синие кружки - жесткие шарниры - крепления. Черный кружок - грузик.
Когда ракета наклоняется вправо, груз (3) относительно ракеты тоже отклоняется вправо - то есть отходит от корпуса, следовательно его тяга (1) давит на рычаг лопасти (2) и лопасть идет влево, перекрывая часть выхлопа. Выхлоп отклоняется влево, соответственно тяга ракеты смещается влево и ракета выравнивается.

Для одной ракеты таких систем надо минимум 4 - которые взаимно противоположны друг относительно друга.

Изображение

Кто что про это думает?
Может есть другие варианты, как это можно сделать максимально просто.

Вложения:
Комментарий к файлу: система
система коррекции положения.JPG
система коррекции положения.JPG [ 21.79 KiB | Просмотров: 42865 ]

Автор:  Константин! [ 20 апр 2010, 19:24 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Можно ещё разноцветные светодиодики повесить и звезду на макушку, получится симпатичная такая новогодняя ёлочка :D . Взлетающая. Наверное.

Автор:  gasx [ 21 апр 2010, 16:07 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Ну для шуток есть отдельная тема.

Вот вполне серьезный вопрос.

Плотность жидкого топлива около единицы. Плотность твердого топлива - ну пусть раза в два может быть больше.
Что если повысить плотность топлива, и сэкономить на размерах ракеты?

К примеру применить в качестве топлива тяжелые металлы - железо например. Конечно это негативно сказывается на температуре выхлопа, но размер ракеты - резко уменьшается.

А что если для повышения плотности вообще применить негорючие материалы, пусть образуемые газы, выталкивают негорючую тяжелую пыль!
На сколько мы потеряем в тяге движка?

Автор:  Константин! [ 21 апр 2010, 16:57 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Что-ж, переходим от практики к теории: есть два самых эффективных топлива- кислородо-водородная смесь и фтор-аммиачная. И то и то в колхозном исполнении недоступно естественно. Шаттлам на старте помогают боковые разгонные ступени на смеси перхлората аммония и алюминия. Тоже не по зубам, так? Кроме того, более доступна, но не так что-б очень- это керосин с гидрозином (обогащённая двуокисью азота азотная кислота), или с кислородом. У меня этого тоже нет)).
Вдобавок, всё это (кроме Шаттловской смеси пожалуй) требует настоящий ЖРД.
Это всё самое эффективное ракетное топливо.
А менее эффективного тоже навалом, но надо экспериментировать.
Мне кажется, что если все компоненты топлива при реакции переходят в газообразное состояние, то это идеал. И быстро. А чем больше твёрдого остатка, пусть и выбрасываемого с высокой скоростью, тем эффективность ниже. Железо газообразных соединений не образует, поэтому не айс. Надо искать именно газообразующие смеси. Доступные на уровне садоводческого магазина. К примеру есть такой клей- нитроцеллюлозный. Динитроцеллюлозный. Сырьё для целлулоида. Сгорает практически без остатка.
Доступных жидких окислителей вообще нет. Как ни крути, а кроме селитры (аммиачной, калиевой, натриевой) и редкой и дорогой нынче марганцовки больше ничего не остаётся.
А смешивать их можно с чем попало- всё сгорит.

Автор:  gasx [ 21 апр 2010, 18:39 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

Константин! писал(а):
А смешивать их можно с чем попало- всё сгорит.

Не все. Жир с селитрой не горит :lol: :lol:
Даже древесный уголь с селитрой и с жиром не горит. А сам по себе жир горит в свечке :lol:
То же самое керосин. :mrgreen:

Жидкое топливо для домашней лаборатории - неподьемно и недоступно. Остается только твердое.

В формуле реактивного движения важна отбрасываемая масса, и её скорость. Поэтому, думаю, что образовать больше газа - только для того чтобы увеличить скорость истечения. Но массу истечения оно не увеличивает. Предположим, что добавка вылетает тоже из сопла вся, поэтому хоть порох весь в газ переходит, хоть как там, главное чтобы вся масса покинула ракету. Другое дело, которое действительно ставит под сомнение применение добавки - это то, что сами негорючие частицы надо разогнать внутри камеры сгорания, а на это уходит энергия топлива, и соответственно снижается общая скорость истечения. То есть важен запас энергии в ракете. А негорючая добавка его снижает. Вот.

mV2/2 - все таки. поэтому важно чтобы топливо содержало в себе наибольшую возможную энергию.

http://www.v2rocket.com/start/others/v2-color-01.wmv

Автор:  Константин! [ 21 апр 2010, 22:09 ]
Заголовок сообщения:  Re: Практическое ракетостроение

С окислителем горит всё, что окисляется. И каждому процессу требуются свои условия. В частности жиру- сильный нагрев. А почему уголь не горит :shock: ?
Без остатка сгорает только бездымный порох- тринитроцеллюлоза, он-же пироксилин, а обычный селитренный, дымный, оставляет твёрдый нитрит калия.
Чесговоря всю голову сегодня вскипятил вспоминая доступный альтернативный окислитель, но проще селитры так и не надумал.
В выходные, если успею, испытаю вариант с карамелью, а там, как время позволит, доберусь до селитряной бумаги. Её планирую заколотить в макси-вариант. Трубку уже нашёл))).

Страница 1 из 3 Часовой пояс: UTC + 3 часа [ Летнее время ]
Powered by phpBB® Forum Software © phpBB Group
http://www.phpbb.com/