< 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

239

240

241

242

243

244

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.

  1. С помощью простых катализаторов добиться нужной скорости горения не удаётся.
  2. Проволочка в топливе кажется даёт эффект, следующие тесты будут с армированными шашками.
  3. Для дальнейших тестов выбрано топливо с 5% окиси меди.

 

18.06.2006 Serge77

Рейтинг@Mail.ru