Зарегистрирован: 14.04.2005 Сообщения: 1278 Откуда: Россия
Добавлено: 19 Янв 2006 [09:36] Заголовок сообщения: Как я кустарными методами изготовил и испытал РД
Непризнанный Гений:
Цитата:
Выкладывайте сюда ссылки на программы для расчёта ракетных двигателей.
Подождите. Для отработки технологии пойдут и примитивные движки типа изготовленного мной. Здесь можно обойтись формулами. Да и вообще можно обойтись формулами.
Расчет толщины стенки как для РД так и для бака.
P=dF/dS, dF=P*c*dL*cos(a) c- произвольная постоянная, но удобно принять ее равной 1мм, так как P металла на разрыв измеряют обычно в кгс/мм^2
dL=2*R*da, F=P*c*2*R*integral ot 1 do 0(cos(a)*da)
F=P*c*2*R P1- простой стали на разрыв 600Н/мм^2
Для своего движка я взял b=3мм сталь, потому что более толстую долбить березовой болванкой оказалось слишком долго.
Радиус моей рабочей камеры был 10см, опять по причинам кустарной технологии. Потом поясню.
Так как F=P1*c*b= 1800H, получилось, что мой движок может выдержать P=1800H/(2*0,1*0,001)=9*10^6 Па~90атм.
Я ограничился 30атм - манометр, который я нашел на свалке был размечен только на 50атм. Дальнейшие успешные испытания подтвердили правильность моего выбора. Дальше пойдут картинки и описание процесса изготовления.
Совет serjу по ходу дела. Первым делом вам потребуется человек по технике безопасности. Не ищите среди дубов инженеров по тб. Возьмите просто опытного газосварщика. Он в тб разбирается лучше всякого инженера. Тем более сварщик вам все-равно потребуется.
у меня пока идет дело с проектированием, до постройки не так быстро, и потом движки будут огромные и тяжелые , не одну тонну весом...
Дом с крыши строить не начинают. Берите пример с Королева. Сначала сделайте просто работоспособный двигатель. Потом разработайте двигатель для суборбитального корабля, и вам станут ясны многие тонкости. А если вы хотите своими силами без отличного специалиста по ракетостроению сразу строить свой фобос, то тут я вам не советчик.
ruata matsu, если вы считаете, что я заливаю, то хватит с вас и того что я рассказал. Добавлю только, что бензина я заливал на 5сек работы, так как рубашку охлаждения я сделать не потрудился и делал все только для проверки формул. Никаких планов что-то запустить у меня не было. Так что все у меня было предельно примитивно.
ruata matsu, если вы считаете, что я заливаю, то хватит с вас и того что я рассказал.
Несколько странная позиция, не так ли?
Вместо того, что бы рассеять все сомнения - несколькими фотками и кратким описание девайса - вы становитесь в позу?
Мои сомнения - основаны на собственном опыте разработки жрд в домашних условиях... Кое что заставило меня усомниться в ваших словах... и прошу не считать мой пост наездом или невежеством.
К сожалению катастрофически нет времени для промежуточных шагов, приходится сразу с конца браться,
Королев сам двигатели не делал и напрасно, иначе бы не проиграл Луну, повторять чужие шаги нет смысла, надо сразу идти туда, куда дошли предшественники и идти дальше, а иначе и жизни не хватит
Хотел рассказывать все по порядку, но раз мне не верят, начну с этой схемы.
Замыслил я свой движок, и так бы и не собрался его сделать, если бы через год не наткнулся на замечательную свалку. Там я нашел кучу трубок гидравлики, зиловский компрессор с одним поршнем, кучу подшипников, редукторы, клапана, болты, инжекторы, переходники, короче все, что моя душа желает. Перетягал к себе быстренько и занялся делом. Нарисованная система подачи горючей смеси -один из заключительных этапов работы. Не один день я бился, пока она стала давать пока без движка при 30атм отличную горючую смесь.
Давление в цилиндрах жигулей как раз примерно 50 атмосфер. Поставить туда нитрос в автосервисе и выхлоп утилизировать через сопло - вот и будет ракетный двигатель...
Давление в цилиндрах жигулей как раз примерно 50 атмосфер. Поставить туда нитрос в автосервисе и выхлоп утилизировать через сопло - вот и будет ракетный двигатель...
Вижу, вы истомились, а поэтому досрочно привожу формулу для давления.
Во первых избавляемся от времени a=dv/dt, v=dl/dt, -> vdv=adl
Давление на некий малюсенький объем газа в сопле будет складываться из давлений разных участков газа dP=dm*a/s из P=F/s
dm=ro*s*dl -> a=dP*s/(dl*s*ro)
Подставляем это значение а -> vdv=dP/ro Плотность газа ro=(1/c)*P, c=k*T/mu так как при одной и той же температуре чем больше давление тем меньше объем, и чем больше температура, тем больше давление. Учтя, что один моль газа занимает 22,4л, вы без труда найдете -к.
Проинтегрируем vdv=c*dP/P -> //// v^2=c*ln(P/P0) \\\\- P0 - нормальное атмосферное давление. Из этой формулы следует, что мы можем в 2 раза увеличить скорость истечения газа, увеличив начальное давление до 200атм. Но не в этом соль, потому что при 30атм скорость увеличивается в 1,8 раза. Соль в том, что эта формула показывает важность давления для РД. И надо понимать, что увеличив давление в пять раз мы увеличиваем тягу РД в пять раз практически при тех же его габаритах.
Кстати из этой формулы v^2=(k*T/mu )*ln(P/P0) следуют весьма интересные рассуждения, которые приводят к выводу, что скорость истечения струи можно увеличить еще более чем в два раза и соответственно увеличить грузоподъемность ракеты в 5 раз!!! Но это пока большой собачий секрет.
А если не секрет у вас высшее образование или нет, и какая специальность?
На счет расчетов двигателя, то лучше в хорошей библиотеке подыскать литературу по ЖРД и там найти формулы и неплохо бы их проштудировать, а то явные сомнения лезут, например с давлением, это явно не линейная зависимость...
А если не секрет у вас высшее образование или нет, и какая специальность?
Не волнуйтесь, физику и математику при поступлении в институт я сдал на пятерки. Учился в институте, правда, на четверки. Но это от широты интересов. Слишком разбрасываюсь. Правда, были у нас преподаватели, у которых тройку получить - хорошо, из тех, которые говорят "на пятерку знает только бог, я знаю на четверку, а студент может знать в лучшем случае на тройку."
А если не секрет, какая специальность?
Что касается расчетов на прочность, то они разные для цилиндрической и сферической камер сгорания, а у вас непонятно для какой камеры расчет, и потом нагретая камера имеет меньшую прочность чем холодная...
Что касается скорости истечения, то вы что то упустили, точные расчеты несколько сложней будут... Видимо интеграл и по температуре должен быть
А вот вам и литература по двигателям, сможете скачать?
А если не секрет, какая специальность?
Что касается расчетов на прочность, то они разные для цилиндрической и сферической камер сгорания, а у вас непонятно для какой камеры расчет, и потом нагретая камера имеет меньшую прочность чем холодная...
Что касается скорости истечения, то вы что то упустили, точные расчеты несколько сложней будут... Видимо интеграл и по температуре должен быть
а) Считайте меня фантомом. Мне так удобней.
б) Эта хорошо, что вы заметили. Ну раз заметили, сами и считайте, а мне это неинтересно. У меня лично в любом случае запас ого-го был.
с) Сляпайте програмку и убедитесь, что разница невелика будет из-за разницы температур. Я когда-то ляпал, теперь опять же неинтересно.
Про холодную и горячую камеру я уже говорил. Стальная потечет независимо от рубашки. И от температуры прочность стали сильно зависит. А снижать температуру ой как невыгодно. А у титана прочность от температуры мало зависит.
Только вот, счас вспомнил, ваш двойной интеграл по температуре, мертвому - припарка, потому что скорости молекул распределяются по кривой Гаусса и температура газа во всем сопле будет примерно одинаковая.
На счет расчетов двигателя, то лучше в хорошей библиотеке подыскать литературу по ЖРД и там найти формулы и неплохо бы их проштудировать, а то явные сомнения лезут, например с давлением, это явно не линейная зависимость...
На тему литературы могу порекомендовать магазин "Старая техническая книга" - в Питере - ул. Жуковского д.2 (на углу Литейного и Жуковского). Там много литературы на эту тему. Современная литература напрочь отсутствует, очевидно предполагается, что молодежь должна учиться либо на финансистов либо на менагеров, в крайнем случае на нефтяников или газовщиков. А если серьезно, то может не стоит лично повторять путь Королева и Цандера? Им для вывода первой ракеты на орбиту понадобилось около 30 лет и Цандер не дожил. Надо же смотреть в будущее! Проектируйте и разрабатывайте электрореактивные, рельсовые и теде двигатели, а ЖРД уже достигли своего предела и ну их к Роскосмосу. Нужны принципиально новые идеи, а ракетострительные кружки... пусть дети занимаются.
Ну что ж, я очень рад, что serj разобрался в выведенных формулах. И уж коли я занялся расчетами, то приведу вывод формулы на разрыв для шаровой камеры. Позвольте мне пользоваться \ для обозначения интеграла. Для сферической камеры b будет величиной переменной->
db=fi*R*d(xi)->dF=P*fi*R*d(xi)*R*d(fi)*cos(fi)*cos(xi)->
dF=P*(R^2)*cos(fi)*cos(xi)*d(fi)*d(xi)->
F=P*(R^2)*\((pi/2)-0)(\(fi-0)cos(fi)*cos(xi)d(xi))d(fi)->
F=P*(R^2)*\(pi/2)-0)cos(fi)*sin(fi)*d(fi)
F=P*(R^2)/2
В подробности вдаваться не буду. Но из формулы видно, что до 1метра разрывные силы будут меньше, чем для цилиндрической. А так как я дорожу собой любимым, то и взял первую формулу, да еще умножил на всякий случай на два.
Теперь настало время объяснить, почему сопло ракеты делают расширяющимся, а не цилиндрическим. Но, чтобы понять, вы долны вникнуть в это. Похоже как и для давления, но труднее для понимания.
Определенное сечение газа в цилиндрическом сопле движется с ускорением
a=P*S/(m-m0) - где mo - вся масса газа в сопле m - масса газа от камеры до данного сечения. Нам уже известно, что dm=(P/c)*S*dl, a=v*dv/dl->
v*dv/dl=P*S/(m-m0)=dm*c*S/(S*dl*(m-m0))->
vdv=dm*c/(m-m0) интегрируем и получаем v^2=2*c*ln(m)
Теперь, зная скорость истечения газа из сопла, будем искать, какой длины оно должно быть.
Из последней формулы dm=e^((v^2)/2)*v*dv/c, из формулы для давления P=P0*e^((v^2)/2c) подставим эти значения в формулу dm=(P/c)*S*dl -> v*dv/c=P0*S*dl/c -> v*dv=P0*S*dl
Интегрируем и получаем l=(v^2)/(2*P0*S)
Примем сечение 1м^2, скорость истечения -2000м/сек подставим и получим длину сопла l=20 метров. Ни хрена себе!!!
Ну, теперь нам ясно, что сопло надо делать расширяющимся. Теперь у нас есть возможность произвести все расчеты для сопла переменного сечения.
Вы не можете начинать темы Вы не можете отвечать на сообщения Вы не можете редактировать свои сообщения Вы не можете удалять свои сообщения Вы не можете голосовать в опросах