<
Serge77 - Моя ракетная мастерская >РАЗРАБОТКА ТОПЛИВА
ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ТОРЦЕВОГО ГОРЕНИЯ
НА ОСНОВЕ ПЕРХЛОРАТА АММОНИЯ
Первые пробы
Топливо разрабатывается для Проекта АРМ1, нужно добиться скорости горения около 20 мм/с при давлении около 20-30 атм.
Испытано 5 образцов в тестовом двигателе. Во всех составах по 20% полиуретана Krasol LBHP2000 + NN23, разные катализаторы, остальное - ПХА.
Номер состава - катализаторы:
239 5% CuO
240 5% S, 1% FeOOH
241 5% Al (пудра), 1% FeOOH
242 5% S, 5% Al (пудра), 1% FeOOH
243 2% S, 2% FeOOH, по оси шашки пропущена медная проволочка диаметром 0.2 мм.
244 5% бронзовой пудры.
Шашки в бронировке из трубы ПВХ, наружный диаметр трубы 40 мм, внутренний 36.5 мм. Один торец трубы заклеен картоном.
Шашки отверждались зажатыми в пресс-форме в течение 4 суток:
Готовые шашки:
Состав 239 с окисью меди через несколько минут после снятия пресса начал выпирать, поверхность стала выпуклой, за несколько часов выпуклость стала на 2 мм выше края топлива. Вроде немного, но странно, что это только в одном составе, остальные практически идеально плоские. Отвердились вроде все одинаково, т.е. нельзя сказать, что с медью топливо заметно мягче.
Медная проволочка в образце 243 покрылась чёрным налётом, видимо сульфидом меди. Это совсем нехорошо, медь и серу больше смешивать не буду.
Из каждого состава были также изготовлены образцы для измерения скорости горения на воздухе.
Горение на воздухе.
239
240
241
242
243
244
№ |
239 |
240 |
241 |
242 |
243 |
244 |
Состав, % |
75 NH4ClO4 5 CuO 20 полиуретан |
74 NH4ClO4 5 S 1 FeOOH 20 полиуретан |
74 NH4ClO4 5 Al 1 FeOOH 20 полиуретан |
69 NH4ClO4 5 Al 5 S 1 FeOOH 20 полиуретан |
76 NH4ClO4 2 S 2 FeOOH 20 полиуретан |
75 NH4ClO4 5 бронзовая пудра 20 полиуретан |
Скорость горения мм/с |
1.5 |
1.4 |
1.7 |
1.9 |
1.4 |
1.5 |
Видео, WMV9, 200-600 KB: 239, 240, 241, 242, 243, 244.
Испытания в тестовом двигателе.
Использовалось сопло 3.6 мм, Kn 103.
239
240
241
242
243 К сожалению, на самом интересном тесте произошёл сбой камеры и видео не записалось. Визуально время горения было намного меньше всех остальных тестов, причём было явно видно, что интенсивность горения и звук сначала плавно нарастали, потом спадали. Очевидно, нарастание связано с образованием конусообразной поверхности горения, а спад начинается в момент, когда вершина конуса доходит до конца шашки.
244
Видео, WMV9, 300-800 KB: 239, 240, 241, 242, 244(во всех случаях видео не до конца горения).
Во всех тестах эрозия сопла отсутствует.
В тех случаях, когда топливо содержало алюминий, на внутренней поверхности крышки двигателя образовывалось немного прочных пористых шариков окиси алюминия. Критическое сечение оставалось чистым, однако на записи отчётливо слышны прострелы, очевидно связанные с вылетом кусочков окиси алюминия.
Бронировка больше всего пострадала в образце 240 с серой, который горел дольше всех, - сквозные прогары, трухлявый остаток. Затем по убывающей: 239, 242, 241, 243, причём сохранность бронировки в последнем намного лучше, чем у всех остальных, что видимо объясняется намного меньшим временем горения.
№ |
239 |
240 |
241 |
242 |
243 |
244 |
Состав |
75 NH4ClO4 5 CuO 20 полиуретан |
74 NH4ClO4 5 S 1 FeOOH 20 полиуретан |
74 NH4ClO4 5 Al 1 FeOOH 20 полиуретан |
69 NH4ClO4 5 Al 5 S 1 FeOOH 20 полиуретан |
76 NH4ClO4 2 S 2 FeOOH 20 полиуретан |
75 NH4ClO4 5 бронзовая пудра 20 полиуретан |
Вес топлива, г |
93.35 |
93.90 |
94.75 |
100.60 |
97.96 |
95.61 |
Внешний диам. мм |
36.5 |
36.5 |
36.5 |
36.5 |
36.5 |
36.5 |
Длина мм |
55.5 |
55.9 |
56.5 |
59.7 |
58.4 |
56.6 |
Плотность г/мл |
1.61 |
1.61 |
1.60 |
1.61 |
1.60 |
1.62 |
Теор. Плотн. г/мл |
1.64 |
1.60 |
1.62 |
1.62 |
1.61 |
1.65 |
Диам. сопла мм |
3.6 |
3.6 |
3.6 |
3.6 |
3.6 |
3.6 |
Kn |
103 |
103 |
103 |
103 |
103 |
103 |
Время горения с |
11.64 |
15.68 |
8.8 |
13.12 |
- |
16.12 |
Скорость горения в двигателе, мм/с |
4.8 |
3.6 |
6.4 |
4.6 |
- |
3.5 |
Примерное давление в двигателе, атм |
14 |
10 |
20 |
14 |
- |
10 |
Скорость горения на воздухе, мм/с |
1.5 |
1.4 |
1.7 |
1.9 |
1.4 |
1.5 |
Теор. удельный импульс при 69 атм |
221 |
218 |
237 |
228 |
221 |
219 |
Теор. темп. горения при 69 атм, °C |
1940 |
1910 |
2240 |
2110 |
1960 |
1910 |
Файл PROPEP |
Давление в двигателе расчитано по формуле:
P = Kn * Isp * d * u
P - давление в кг/м2 (для пересчёта в атмосферы нужно поделить на 10000).
Isp - теоретический удельный импульс для двигателя без дивергентной части сопла, с (в файле PROPEP обозначено как Isp* )
d - плотность, кг/м3
u - скорость горения, м/с
Выводы.
18.06.2006 Serge77