< Serge77 - Моя ракетная мастерская >

КАРАМЕЛЬНЫЕ ТОПЛИВА

С ДОБАВКОЙ АЛЮМИНИЯ

Огневые стендовые испытания стандартной сорбитовой карамели с добавкой алюминия.

 

Translate in English with Babel Fish

 

ВНИМАНИЕ! Не забывайте об опасности самопроизвольной реакции алюминия с нитратами!

 

Предварительные результаты были описаны здесь.

Испытано 6 топлив, все имеют базовый состав KNO3-сорбит 65-35, к которому добавлялся сферический дисперсный алюминий АСД-4, средний размер частиц 15 микрон.

Номер состава

KNO3

Сорбит

Al

K138

65

35

0

K139

65

35

2.5

K140

65

35

5

K141

65

35

10

K142

65

35

15

K143

65

35

20

 

Подготовка образцов.

 

Из каждого состава была изготовлена шашка для тестового двигателя, двигатель в гильзе и образец для измерения скорости горения на воздухе.

Готовые шашки:

Верхний торец топлива в гильзах выравнивался перьевым сверлом, затем заклеивался картонными пыжами на эпоксидном клее.

 

Горение на воздухе.

 

K138

K139

K140

K141

K142

K143

 № 

K138

K139

K140

K141

K142

K143

Состав

65% KNO3
35% сорбит

65% KNO3
35% сорбит
+2.5% Al

65% KNO3
35% сорбит
+5% Al

65% KNO3
35% сорбит
+10% Al

65% KNO3
35% сорбит
+15% Al

65% KNO3
35% сорбит
+20% Al

Скорость горения мм/с

2.73

2.75

2.82

2.86

2.61

2.19

 

Видео, WMV9, 200-300 KB: K138, K139, K140, K141, K142, K143.

 

Огневые стендовые испытания.

Использовалась аппаратура, описанная здесь.

Тестовый двигатель на стенде:

 

Результаты.

Координаты на профиле тяги: секунды - килограммы, одна точка соответствует 0.02 с.

K138

K139

K140

K141

K142

K143

 

Видео, WMV9, 300-500 KB: K138, K139, K140, K141, K142, K143.

Во всех тестах эрозия сопла отсутствует. В двигателе оставалось совсем немного пористого шлака, алюминия в шлаке нет.

 

 

 

 

Удельный импульс и среднее давление в двигателе:

% Al

Isp

P, атм

прирост

Isp, %

прирост

P, %

K138

0

85

22

0

0

K139

2,5

94

25

11

11

K140

5

98

27

15

20

K141

10

101

30

19

35

K142

15

99

36

16

61

K143

20

107

38

26

70

 

 

 

 № 

K138

K139

K140

K141

K142

K143

Состав

65% KNO3
35% сорбит

65% KNO3
35% сорбит
+2.5% Al

65% KNO3
35% сорбит
+5% Al

65% KNO3
35% сорбит
+10% Al

65% KNO3
35% сорбит
+15% Al

65% KNO3
35% сорбит
+20% Al

Вес топлива, г

115.06

112.96

113.73

116.05

121.19

120.93

Внешний диам. мм

37.5

37.5

37.5

37.5

37.5

37.5

Внутр. Диам. мм

13.4

13.4

13.4

13.4

13.4

13.4

Длина мм

65

63

63

63

65

64

Плотность г/мл

1.84

1.86

1.87

1.91

1.94

1.96

Теор. Плотн. г/мл

1.85

1.86

1.88

1.90

1.93

1.95

Диам. сопла мм

5.5

5.5

5.5

5.5

5.5

5.5

Kn нач.

196

193

193

193

196

195

Kn макс.

228

222

222

222

228

226

Время горения с

2.14

2.10

2.02

1.76

1.58

1.52

Скорость горения мм/с

5.61

5.71

5.94

6.82

7.59

7.89

Удельный импульс измеренный

85

94

98

101

99

107

Среднее рабочее давление

22

25

27

30

36

38

Теор. удельный импульс при рабочем давлении

(ISP*) ^^^

114

119

123

129

135

144

Теор. удельный импульс при 69 атм

153

160

166

174

181

189

Теор. темп. горения при 69 атм °C

1330

1484

1590

1713

1777

2054

Файл PROPEP

K138

K139

K140

K141

K142

K143

^^^ ISP* - это удельный импульс в двигателе с соплом без дивергентной части, что соответствует моему тестовому двигателю.

 

 

Огневые стендовые испытания гильзовых двигателей.

Использовалась аппаратура, описанная здесь. Конструкция двигателя идентична испытанному ранее ТД45 (TD45).

Двигатель на стенде:

 

Видео, WMV9, 170-270 KB: K138, K139, K140, K141, K142, K143.

 

Удельный импульс и максимальное давление в двигателе:

% Al

Isp

максимальное давление, атм

K138

0

75

9.7

K139

2,5

67

8.4

K140

5

64

7.9

K141

10

55

6.3

K142

15

49

4.9

K143

20

39

3.3

 

Выводы.

  1. На воздухе алюминий в топливе совсем не горит. При содержании не больше 10% алюминий немного ускоряет горение за счёт теплопередачи, а при содержании больше 10% - уменьшает скорость горения, отнимая тепло у топлива.
  2. При давлениях в двигателе ниже 10 атм. алюминий не сгорает и ведёт себя как инертная добавка, ухудшающая параметры двигателя.
  3. При давлениях в двигателе выше 20 атм. алюминий сгорает полностью, давая прибавку удельного импульса. Прибавка от 20% алюминия составляет 26%, однако частично прирост удельного импульса обусловлен повышением давления в двигателе.
  4. При содержании алюминия в топливе 10-20% происходит отложение окиси алюминия в критическом сечении сопла, что приводит к повышению давления в ходе работы двигателя.

 

03.07.2005 Serge77

Рейтинг@Mail.ru