Avtonova37.ru

Авто мастер
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бескорпусной ракетный двигатель на сорбите своими руками

Карамельное ракетное топливо

Караме́льное то́пливо — твёрдое ракетное топливо, относящееся к смесевым топливам с органической связкой. Названо так из-за внешнего вида и использования в его составе сахара или сорбита. Англоязычный термин «rocket candy» точно так же характеризует отношение к нему. Пионером использования карамельного топлива считается Билл Колбёрн, использовавший его впервые в 1948, а широкую известность в США это топливо приобрело с выходом книги Бертрана Бринли в 1960 году. Широко применяется в импровизированных реактивных снарядах из-за доступности компонентов.

Конструкция ракеты

Конструкции большинства ракет в основном схожи между собой. Они удовлетворяют в большинстве случаев, так скажем, идеальной «эмпирической ракете»:

длина ракеты полная: L= 15

длина головного обтекателя: Ln = 2.5

размах стабилизатора: S = 1

общая площадь стабилизаторов: F= 0,7

0,8*A,где A=L*D — площадь продольного сечения корпуса,

запас устойчивости: k = 1,5

«Эмпирическая ракета» Rocki

В зависимости от поставленных целей и используемых компонентов параметры ракеты могут варьироваться, конечно же, но почти всегда укладываются в вышеобозначенные границы.

В моём случае размер ракеты будет определяться исходя из размеров двигателя, парашюта и электроники. Чтобы уместить всё в корпусе ракеты я использую трубу диаметром в 50мм. Трубу можно сделать, в идеале, из стеклопластика, а можно взять ПП канализационную трубу — она сравнительно прочная и лёгкая. Головной обтекатель также делается из этой же трубы — вырезается «корона» (длиной в 2-3 диаметра ракеты) и склеивается вместе, образуя параболическую форму. Хотя, конечно есть и другие варианты — выточить обтекатель из деревянной заготовки на токарном станке или распечатать его на 3D-принтере. Обтекатель должен быть максимально правильной формы, гладким — это необходимо для снижения аэродинамического сопротивления ракеты и снижения вредных срывных течений в носовой части ракеты.

Стабилизаторы стоит изготавливать из достаточно лёгкого, но прочного материала. Например пластика, фанеры или бальзы. Форма и размер стабилизаторов зависят от размеров ракеты, а если быть точным, то от расположения центра тяжести ракеты и центра давления.

Модель устойчивости ракеты Rocki об устойчивости ракеты

Ракета никогда не летит прямо, а все время поворачивается от направления полета то в одну, то в другую сторону, т.е. рыскает. На ракету набегает встречный поток воздуха, направление которого строго противоположно направлению полета. Получается, что ракета все время поворачивается боком к набегающему потоку на некоторый угол. В аэродинамике такой угол называется углом атаки. Мы уже установили, что ракета, как любое твердое тело, поворачивается относительно ЦТ, но результирующая сила давления воздуха приложена совсем к другой точке, т.е. к ЦД. Если ракета имеет симметричную форму относительно оси, то ЦД потока воздуха расположен на оси ракеты. Если ЦД расположен ближе к хвосту ракеты, то давление воздуха стремится вернуть ракету навстречу набегающему потоку, т.е. на траекторию. Ракета будет устойчива. Тут вполне допустима аналогия с флюгером. Если ракету насадить на стержень, проходящий поперек оси ракеты через ЦТ и вынести её на улицу, где сильный ветер, то устойчивая ракета повернется навстречу ветру. Из этих же соображений делается простейшая проверка ракеты на устойчивость с помощью веревки: привязываем веревку к ракете в месте расположения центра тяжести и начинаем вращать ракету вокруг себя. Если ракета при вращении ориентируется строго по направлению движения, то она аэродинамически устойчива, если ракету крутит в разные стороны или она летит хвостом вперед, то ракета неустойчива.

Центр тяжести ракеты определяется простым методом «взвешивания». Положив ракету на руку, нужно найти точку, в которой достигается равновесие.

Центр давления рассчитывается используя метод определения центра давления по Борроумену. К слову сказать, есть и другой, хотя и куда менее точный способ определения центра давления — метод аэродинамической проекции. В любом случае, какой бы мы метод не использовали, чтобы ракета была устойчивой, расстояние между центром тяжести и центром давления должно составлять хотя бы 1,5 диаметра самой ракеты. Эта, так называемая «устойчивость в диаметрах» может быть и выше, хотя устойчивость больше 2-2,5 диаметров не рекомендуется, так как в этом случае стабилизаторы будут больше, а значит тяжелее. Кроме того, большая площадь стабилизаторов приведёт к тому, что ракета будет испытывать большие боковые нагрузки, что приведёт к тому, что она будет, как флюгер разворачиваться по ветру и лететь не вверх, а вбок; в худшем случае — флаттер приведёт к разрушению ракеты в полёте. Подробно об устойчивости можно почитать здесь.

Интерфейс Rocki-design и модель будущей ракеты

Есть готовые программные решения для расчёта параметров ракеты. Я использую Rocki-design, но чаще, тем более в англоязычном мире используют OpenRocket. Подобрав нужный размер стабилизаторов, вырезаем их из заготовки и прикручиваем винтами к корпусу, используя металлические уголки. Крепление должно быть жёстким. Для лёгких ракет сгодится и просто приклеивание, но для тяжелой ракеты лучше перестраховаться.

Бескорпусной ракетный двигатель на сорбите своими руками

Ночь, зима. В маленьком ангаре в Подмосковье раздается громкое шипение — через открытую дверь со снопами искр вырывается длинная струя белого огня. Через пять секунд пламя гаснет, из небольшого металлического устройства начинает валить черный дым. Огневые испытания жидкостного ракетного двигателя, созданного инженерами компании «НСТР Ракетные технологии», окончены. К радости создателей — успешно.

Двигатель — сердце будущей сверхлегкой ракеты. По планам разработчиков, через несколько лет она сможет выводить на низкую околоземную орбиту до 10 кг полезного груза или от одного до десяти наноспутников за раз. Но пока космическая ракета — это далекий проект. У основателей компании «НСТР Ракетные технологии» есть маленький ракетный двигатель тягой 100 кг, создаются более мощный двигатель и метеоракета, способная взлетать на высоту 100 км. НСТР образовано от английских слов New Space Technologies Research (NSTR), переводить которые на русский не стали, а просто «русифицировали» аббревиатуру и добавили в название компании.

«Для меня все началось с туманности Андромеды: я увидел ее в детской энциклопедии, почему-то меня она потрясла. Подумал: хорошо бы полететь туда, — вспоминает один из основателей «НСТР Ракетные технологии» Николай Дзись-Войнаровский. В 1993‑м выпускник украинской школы поступил на факультет аэрофизики и космических исследований в московский Физтех, но после его окончания работать по специальности не пошел: «Тогда вся индустрия представала в очень мрачном свете». Молодой человек стал журналистом, но мысли о космических полетах не отпускали.

В середине 2000-х Дзись-Войнаровский познакомился с такими же энтузиастами: в Москве собралась группа, строившая маленький жидкостный ракетный двигатель. «Мы знакомились на форумах, посвященных космосу. До нас стали долетать новости про американцев-любителей, собиравших большие ракеты в гаражах, мы захотели сделать так же», — вспоминает он. Для работ снимали гараж в московском кооперативе и собирались там по вечерам: «Как бы «с мужиками в гараже», только собирали не машины, а маленькие ракетные двигатели».

Над двигателем в разное время трудились до десяти человек, вспоминает он. В качестве топлива использовалась концентрированная перекись водорода, которую выпаривали сами: достать 85-процентный концентрат, который можно использовать для заправки двигателя, было непросто, приходилось закупать 60-процентный, используемый в полиграфии для высветления бумаги. Детали проектировали сами и заказывали у токарей: «Эффективность всего этого, конечно, оставляла желать лучшего, но это была проба пера — мы тогда совсем ничего не знали, для нас это было хобби».

Построить ракету и отправить ее в космос группе любителей не удалось, но гаражный кружок оказал большое влияние на до сих пор немногочисленное сообщество российской частной космонавтики. Из гаража вышли люди, решившие попробовать свои силы в реальных космических проектах. Первым из них стал «Селеноход».

Первые попытки

В 2007 году компания Google и фонд поддержки революционных инноваций X Prize запустили конкурс для инженеров на создание первого частного лунохода. Победителю Google Lunar X Prize пообещали $20 млн. В гонку вступила и команда из России: 20 специалистов под руководством Дзись-Войнаровского более четырех лет работали над своим вариантом аппарата. «Сейчас я понимаю, какая это была авантюра, но в 2007 году о частном луноходе думали и говорили все, кто интересовался космосом, Google об этом позаботился, — улыбается Дзись-Войнаровский. — Мы были достаточно молоды, чтобы рискнуть временем и деньгами, и неопытны, чтобы не понимать, с чем именно нам предстоит столкнуться». Тогда казалось, что дело вполне подъемное. Первое — договориться с НПО им. С.А.Лавочкина, главным российским разработчиком лунных станций, и отдать им разработку модулей, которые отделятся от ракеты, отправят луноход к Луне, а затем опустят его на ее поверхность. Второе — найти инвесторов и убедить их в перспективности проекта. «Это, конечно, была наивная схема, которая быстро разбилась о реальность: НПО им. С.А.Лавочкина выкатило нам прайс-лист в $100 млн, что даже близко не стояло с размером приза за первое место».

Читать еще:  Двигатель 2112 не держит холостой ход на ходу ваз

Все можно было сделать за гораздо меньшие деньги, но госпредприятие не было заинтересовано в поисках новых схем ради маленького авантюрного проекта и хотело продать отработанные решения, считает Дзись-Войнаровский. Любители сами придумали, как снизить вес аппарата до 5 кг и удешевить проект: подвесить луноход к лунной станции, которую разрабатывает НПО им. С.А.Лавочкина, и отделиться от нее после того, как станция прилунится. По словам Николая, это снижало затраты на разработку и тестирование примерно до $1,5 млн. Но организаторов конкурса не устроило, что лететь на Луну аппарат будет с российской государственной станцией, найти инвесторов или собрать деньги на полет с помощью краудфандинга не удалось, и в 2013‑м команда вышла из гонки за $20 млн.

Проект «Селеноход» прожил еще несколько лет: часть его команды на грант «Сколково» продолжала разработку систем стыковки для малых аппаратов. Другие участники создали стартап RoboCV и работают над системой компьютерного зрения, которая проектировалась для лунохода. Сам Дзись-Войнаровский из проекта ушел, продав свою долю одному из сооснователей «Селенохода», продолжившему работу по сколковскому гранту — вырученных денег хватило на первый взнос за ипотеку. И пошел на работу в стартап товарища по «Селеноходу» Александра Ильина «Лин Индастриал». Два года он помогал развивать проект сверхлегкой ракеты-носителя «Таймыр», а затем вместе с Виктором Черниковым создал свою космическую компанию.

Сверхлегкий бум

«НСТР Ракетные технологии» разрабатывают сверхлегкую ракету-носитель. К этому классу ракет обычно относятся те, которые могут вывести до 100–150 кг полезного груза на низкую околоземную орбиту высотой в 200 км. В этом сегменте довольно много конкурентов: в России это упомянутая выше «Лин Индастриал», в мире подобных проектов уже несколько десятков.

Конкуренция высока, но готового рыночного решения пока нет, утверждает Дзись-Войнаровский. Например, Институт космических исследований и астронавтики Японии спроектировал SS-520-5, которая вывела спутник массой 3 кг на эллиптическую орбиту 187 на 2012 км, но ракета оказалась «чудовищно дорогой», говорит инженер. Сам факт, что так много команд взялись за разработку примерно одинаковых по грузоподъемности ракет, говорит о том, что многие разработчики надеются: спрос на сверхлегкие ракеты есть и будет расти, продолжает он.

Маленькие спутники выводятся на орбиты сейчас как попутные нагрузки к большим. Это получается довольно дешево — дешевле, чем запускать их на сверхлегких ракетах, признает Дзись-Войнаровский. Но одна из их проблем в том, что никто не позволит поставить на маленький спутник все, что хочет разработчик. Главное — большой аппарат, который обычно стоит дороже, чем сам запуск: при стоимости запуска $60–80 млн цена дорогого спутника может доходить до $200 млн. «И если ты захочешь, например, развернуть какую-то надувную конструкцию с баллончиком высокого давления, то тебе скажут: Нет, товарищ. Вдруг он разгерметизируется, а у нас дорогущий спутник, на котором мы и делаем основные деньги, так что ваших экспериментов нам не надо», — говорит Николай.

Кроме того, мелкие заказчики вынуждены ждать, когда к запуску будет готов основной спутник: «Ракета — как маршрутка, вам придется ждать, пока она не заполнится, иногда этот процесс затягивается до года-двух. А в сверхлегких ракетах цена за килограмм будет выше, но зато запустить ее можно тогда, когда вам это будет нужно».

Цена на запуск 1 кг полезного груза в более тяжелых ракетах обычно колеблется от $30 до 80 тыс. «НСТР Ракетные технологии» планируют уложиться в $100 тыс. за 1 кг. Цена, конечно, примерная, говорит Дзись-Войнаровский: «Сначала нужно построить более мощный двигатель, затем — метеоракету, предназначенную для запусков в верхние слои атмосферы, и только потом ракету для запуска на орбиту». К тому времени, когда все этапы будут пройдены, в одной только России найдется минимум три-четыре заказчика в год, «а значит, можно будет выйти в точку безубыточности за несколько лет», уверен он.

Перспективы сверхлегких ракет напрямую связаны с развитием рынка наноспутников — аппаратов весом от 1 до 10 кг. «Если их будет достаточно много, то даже при условии, что большую часть будут запускать большими ракетами попутно, помощь сверхлегких ракет все равно понадобится: например, чтобы своевременно восполнять группировки. Если во всем мире в год запускается десять малых спутников, перспектив у нас, наверное, мало. Но если их будет 200, то даже если мы получим процент от этого рынка — это уже отличный результат», — рассуждает Дзись-Войнаровский. В 2017 году в мире было запущено 295 наноспутников, а в 2023-м, по прогнозу Nanosats.eu, запустят 703 таких аппарата. Кроме того, всем, включая военных, требуются ракеты, которые можно запускать буквально круглосуточно, чего тяжелые и дорогие ракеты обеспечить пока не могут.

Рынок микроспутников действительно перспективный, соглашается член-корреспондент Российской академии космонавтики им. К. Э. Циолковского Андрей Ионин. «Но я считаю, что делать ракеты для их вывода должны не стартапы, а спин-оффы предприятий «Роскосмоса». Такие компании могут добиться успеха, только если они будут понятны «Роскосмосу». Это упростит им доступ к необходимым технологиям, специалистам и испытательной базе», — считает он.

С тем, что у рынка запуска малых спутников есть будущее, согласны и другие участники отрасли. Например, популяризатор темы космонавтики и сотрудник производителя спутников Dauria Aerospace Виталий Егоров считает, что число малых спутников будет расти. «Но спрос именно на малые ракеты на самом деле очень узкий. Большая часть микро- и наноспутников «сыплется» с МКС за копейки. А все остальное летит российскими и индийскими попутными ракетами, и никакая микроракета им для этого не нужна».

Есть только два узких сегмента, в которых спрос на сверхлегкие ракеты будет, считает Егоров. «Два случая, когда владельцы микроспутников могут купить микроракету даже задорого, вместо того, чтобы воспользоваться попутной ракетой. Первый — это технологические испытания. Если мы решим запустить спутник с «Роскосмосом» сегодня, то ракета полетит не раньше чем через 18 месяцев. Для частника это долго. Потому он будет готов здесь и сейчас заплатить $5 млн, чтобы запустить и протестировать новое устройство. Второй — это пополнение группировки, если срочно нужно поменять один-два вышедших из строя спутника и, опять же, не ждать большую ракету. Но, на мой взгляд, этот рынок все равно довольно мал».

Космос в регионах

Через год в восьми километрах от Воронежа появится небольшое производство, на котором будут делать частную российскую ракету, уверен Дзись-Войнаровский. Бизнес-ангел Борис Жилин и его холдинг «Авенир» вложили в проект несколько десятков миллионов рублей (точную сумму стороны не раскрывают) в обмен на 50% доли в «НСТР Космические системы», которая, в свою очередь, владеет 90% в «НСТР Ракетные технологии». Обе фирмы входят в группу компаний НСТР.

Продолжать разработку двигателя на арендованных площадках в Подмосковье сложно: арендодатели не в восторге, когда на их площадях испытывают ракетные двигатели, а купить участок дорого. В Воронеже удалось найти кадры — рядом предприятия по выпуску двигателей, — и поддержку администрации области, говорит Дзись-Войнаровский.

Всего на создание ракеты может понадобиться около 500 млн руб., говорит директор НСТР Виктор Черников, в том числе 140 млн руб. на первый этап, включающий строительство завода и создание метеоракеты. «Не все деньги будут от одного инвестора, планируем искать других, в том числе среди государственных институтов развития, — объясняет Черников. — Это общемировая практика: космические стартапы запускаются на частные деньги, но без поддержки государства им развиваться трудно».

Компания планирует начать зарабатывать самостоятельно в ближайшее время: через три месяца запустится второй проект НСТР — сеть онлайн-телескопов по подписке для астрономов-любителей. Компания построила вышку с телескопом, к которому сможет подключиться любой желающий. «Из тысячи пользователей, заходящих на сайт, десять оставляют предзаказ на сессию», — утверждает Черников.

«Ракетные технологии» — не единственная российская компания, решившая строить свое «космическое» производство. К той же идее пришла компания «Космокурс», проектирующая суборбитальную ракету для космического туризма. «Таких ракет в России не было, даже в США одна компания занимается этим всерьез — Blue Origin Джеффа Безоса. Приходится делать все с нуля, у нас нет методик, по которым можно построить нужную нам ракету», — рассказывает основатель компании Павел Пушкин.

По первоначальному плану компания должна была заниматься только общим проектированием и технической проработкой ракеты, а производством — заводы и предприятия «кооперации», входящие в «Роскосмос». Но все оказалось сложнее: государственные заводы работают по нормативам и госзаказу и выходить за эти рамки не готовы. Лучшие специалисты и оборудование задействованы для Федеральной космической программы, и работать по заказу от стартапа они не могут — на откуп «Космокурсу» отдают простаивающие площади без нужного оборудования и незадействованных людей, а от этого страдает качество, объясняет Пушкин.

Читать еще:  Что происходит с двигателем если прогорает прокладка

«В итоге вместо 80% нужных деталей и систем на заводах «кооперации» мы сможем сделать только 10%, остальное придется делать на собственном производстве, — говорит он.

Завод «Космокурса» расположится в Подмосковье на базе предприятия инвестора, говорит Пушкин. Он не называет имени, но говорит, что это частный инвестор из российского списка Forbes, который уже вложил в проект несколько десятков миллионов рублей и готов потратить до $150 млн. По версии издания Meduza, писавшего в 2016 году о компании Пушкина, инвестор проекта — Искандер Махмудов (№ 19 в рейтинге Forbes 2017 года). 70% в «Космокурсе» принадлежит Александру Тукацинскому, который входил в совет директоров компаний, совладельцем которых является Махмудов, в том числе «УГМК-Холдинга», «Трансмашхолдинга» и «Мосметростроя».

На деньги инвестора «Космокурс» построит не только завод, но и собственный космодром, говорит Пушкин: переговоры об этом предприниматель ведет с администрацией одного из регионов Центральной России. По планам основателя «Космокурса», через несколько лет там появится не только стартовая площадка для космического корабля, но и «развлекательный комплекс», куда любой желающий сможет купить билет и посмотреть на испытания двигателя или старт ракеты.

Кроме того, в областном центре появится медицинский центр, где космических туристов будут готовить к полету, а наземные туристы смогут попробовать пройти проверку на «профпригодность». И если за 15-минутный полет на одном из шести мест в космическом корабле придется заплатить внушительные $250 тыс., то другие «космические развлечения» сможет позволить себе каждый гость города с турпотоком в несколько миллионов человек в год, считает Пушкин.

Ракетные топлива

  • Авторизуйтесь для ответа в теме

#81 Кметь

  • Группа: Опытный Пиротехник
  • сообщений 341
    • Любимый состав: Огни
    • Пол: Мужской
    • Возраст: 32
  • Регистрация: 02-November 13 0 баллов предупреждения
  • конечно пробовали- все норм летает

    • Наверх

    #82 Старик Дымовик

  • Группа: Профессиональный Пиротехник
  • сообщений 322
    • Любимый состав: Огни
    • Пол: Мужской
    • Возраст: 34
  • Регистрация: 07-November 13 0 баллов предупреждения
  • А где можно посмотреть записи полётов и состав топлива? Обломилось на халяву совсем чуть-чуть ПХА. На эксперименты и доводку состава не хватит. Нужно, чтоб железобетонно сработало.

    • Наверх

    #83 Кметь

  • Группа: Опытный Пиротехник
  • сообщений 341
    • Любимый состав: Огни
    • Пол: Мужской
    • Возраст: 32
  • Регистрация: 02-November 13 0 баллов предупреждения
  • какая связка предпологается?

    • Наверх

    #84 Старик Дымовик

  • Группа: Профессиональный Пиротехник
  • сообщений 322
    • Любимый состав: Огни
    • Пол: Мужской
    • Возраст: 34
  • Регистрация: 07-November 13 0 баллов предупреждения
  • Знал бы, не спрашивал. Промышленную технологию с бутадиеновыми связками «на коленке» не воспроизведёшь. Пробовал совсем маленькие (грамм 7-10 топлива на корпус) ракетки просто на смеси 75% ПХА, 20% угля, 5% масла в качестве пластификатора.

    Летят, и неплохо. Но слышно, что горение прерывистое. В полёте движок «чихает». Хотя, при сжигании этого же состава (в уплотнённом виде) в тигле горение ровное с очень высоким пламенем.

    • Наверх

    #85 Кметь

  • Группа: Опытный Пиротехник
  • сообщений 341
    • Любимый состав: Огни
    • Пол: Мужской
    • Возраст: 32
  • Регистрация: 02-November 13 0 баллов предупреждения
  • алюминий АСД4/6- 20

    хромит меди(можно и оксид)- 1

    делал бессопловкики в калибре 20мм с бумажными корпусами. удлинение(отношение длины к диаметру)- 6,5-7. Канал 8мм

    В дальнейшем пошел по пути снижения количества связки(растворял силик в «галоше», замешивал состав, испарял бенз и прессовал) увеличения количества алюминия и ПХА и использовал в качестве катализатора ацетилацетонатов железа/марганца.

    По технологии изготовления:

    смешение компонентов. сначало в силик вмешивается алюминий и затем ПХА с перемешенным катализатором, если будешь использовать ацетилацетонаты или ферроцен то они растворяются в бензине и затем перемешиваются с силиконом.

    запрессовка в корпус вместе с каналообразующим стержнем и отверждение под давлением в течении 4 дней, затем удаление оснастки, чистка канала сверлом, залитие заглушки(эпоксидка, высота заглушки 20мм) и окончательное отверждение заглушки и топлива еще в течении хотя бы 2х дней.

    на замес такого бессопловика уходит примерно 70г топлива

    Даления не хватает

    Вся прелесть использования ПХА как раз в возможности его использования с хорошими и в принципе доступными связками в которых он полностью раскрывает свой потенциал.

    Если не хочешь осваивать ПУ связки( МДИ с касторкой пластификаторами или маслом или СКТН с эпоксом и т.д) то я бы порекомендовал СИЛИКОН НЕЙТРАЛЬНЫЙ ПРОЗРАЧНЫЙ. В свое время я остановился на МАКРОФЛЕКСе-широко доступен, не самый дорогой, горит стабильно и с хорошей скоростью.

    алюминий АСД4/6- 20

    хромит меди(можно и оксид)- 1

    делал бессопловкики в калибре 20мм с бумажными корпусами. удлинение(отношение длины к диаметру)- 6,5-7. Канал 8мм

    В дальнейшем пошел по пути снижения количества связки(растворял силик в «галоше», замешивал состав, испарял бенз и прессовал) увеличения количества алюминия и ПХА и использовал в качестве катализатора ацетилацетонатов железа/марганца.

    По технологии изготовления:

    смешение компонентов. сначало в силик вмешивается алюминий и затем ПХА с перемешенным катализатором, если будешь использовать ацетилацетонаты или ферроцен то они растворяются в бензине и затем перемешиваются с силиконом.

    запрессовка в корпус вместе с каналообразующим стержнем и отверждение под давлением в течении 4 дней, затем удаление оснастки, чистка канала сверлом, залитие заглушки(эпоксидка, высота заглушки 20мм) и окончательное отверждение заглушки и топлива еще в течении хотя бы 2х дней.

    на замес такого бессопловика уходит примерно 70г топлива

    Сообщение отредактировал Кметь: 27 March 2015 — 23:44

    • Наверх

    #86 Старик Дымовик

  • Группа: Профессиональный Пиротехник
  • сообщений 322
    • Любимый состав: Огни
    • Пол: Мужской
    • Возраст: 34
  • Регистрация: 07-November 13 0 баллов предупреждения
    • Наверх

    #87 Nil admirari

  • 16 inch shell
  • Группа: Профессиональный Пиротехник
  • сообщений 2305
    • Любимый состав: Огни
    • Пол: Мужской
    • Возраст: 31
  • Регистрация: 01-November 13 0 баллов предупреждения
  • Если на силиконе бессопловик, то топливо надо вклеивать в корпус. Или делать разгораемое сопло из эпоксида. Если этого не сделать топливо при горении вылетает из корпуса.

    Я предпочитаю делать разгораемое сопло из эпоксида:

    силикон — 22% (если меньше, то топливо уже не перемешать)

    Сначала действительно надо АСД4 в силикон, чтобы повысить его текучесть. Затем ПХА+CuO

    Двигатель

    Твердотопливный двигатель состоит из трех базовых частей: корпуса, топлива и реактивного сопла.

    Корпус больших РДТТ часто изготовляют намоткой прочных нитей с пропиткой твердеющими полимерами, получая крепкий и легкий композитный материал. Сопла РДТТ тоже часто делают из композитных материалов, используя различные вставки в напряженных частях сопла.

    Важны форма и площадь поверхности горения в топливе. Обычно в центре топлива идет канал, который может расширяться и усложняться — например, принимая форму звезды. Чем больше площадь горения, тем больше расход топлива и тяга двигателя. Геометрия канала и ее изменение в процессе горения программируют величину и изменение тяги двигателя во время работы.

    Схема устройства твердотопливного ракетного двигателя на примере ускорителя SLS

    Ядерный двигатель: готовность № 1

    Ядерный двигатель будет испытан на околоземной орбите уже в 2025 году. По результатам испытаний, технология ядерного ракетного двигателя (ЯРД) будет применена как в «мирном космосе», так и в военных разработках. Агентство США по перспективным оборонным исследовательским проектам (DARPA) выбрало три крупные космические компании для первой фазы крупного проекта по испытанию ядерного двигателя на низкой околоземной орбите к 2025 году.

    Разработка и первые испытания ядерного ракетного двигателя

    Данная технология не нова. Первые варианты были названы ядерными тепловыми ракетными двигателями (ЯТР). Они были разработаны в середине 1950-х годов еще до образования НАСА. Фактически, концепция ядерного двигателя для космических путешествий создавалась почти одновременно с Манхэттенским проектом по созданию атомной бомбы.

    Британские ученые также работали над теорией атомных ракетных двигателей. В 1948 году, Британией был опубликован ряд работ, с выводом о том, что ядерные ракеты будут единственным способом проводить исследования в глубоком космосе.

    Американский ядерный ракетный двигатель NERVA был разработан и сертифицирован к применению, однако в 1973 году его бесшумно поставили на полку. Американская программа NTR была закрыта (по крайней мере, официально) в 1973 году. К этому моменту был разработан полностью готовый и сертифицированный двигатель, названный NERVA (ядерный двигатель для применения в ракетных установках).

    Советский Союз, со своей стороны, продолжил работу над ядерными двигателями. В 2010-2011 гг. в технических журналах сообщалось, что Россия фактически близка к завершению разработки рабочей конструкции ядерного двигателя и инвестируют значительные средства в проект ракеты на Марс, которая должна была быть готова в 2018 г. Однако этим планам также не суждено было свершиться.

    Ядерный ракетный двигатель: принцип работы

    На первый взгляд, эти двигатели выглядят слишком сложными. Однако, как и в случае с таким большим количеством технологий, основной принцип довольно прост. Ракеты всех типов работают за счет ускорения газообразного или жидкого вещества в одном направлении, заставляя двигатель двигаться в другом направлении. Это достигается с помощью сопла — для ускорения газового потока, генерируемого двигателем. Как правило, чем выше температура отработавших газов, тем больше скорость, при которой они выходят из сопла; чем больше скорость, тем больше тяга двигателя.

    На схеме ниже, жидкий водород прокачивается вокруг очень горячей активной зоны реактора, которая нагревает его до экстремальных температур, а затем выбрасывается из сопла со скоростью до 10 км в секунду, приводя в движение двигатель и прикрепленный к нему корпус ракеты.

    Ракетно-ядерные двигатели работают, имея в своей активной зоне небольшой ядерный реактор, который при активации генерирует чрезвычайно высокую температуру. Затем жидкости или газы различных типов проходят через активную зону и нагреваются почти до той же температуры — 20 000 градусов С, выходя из сопла со скоростью до 10 000 м/с.

    Реальный показатель производительности называется «Specific Impulse»: обычный ракетный химический двигатель имеет импульс около 500 сек, а ядерная версия — 6 000 сек. Проще говоря, это означает, что ядерный ракетный двигатель может толкать космический корабль со скоростью, в шесть раз превышающей скорость существующих двигателей, сокращая, например, путь на Марс до приемлемых 80 дней или менее.

    Опасность технологии ядерного ракетного двигателя

    Если эти двигатели настолько эффективны, почему они не используются сегодня? Ну, проблемы — это смесь технологических сложностей, стоимости и опасностей, присущих выходу из строя двигателя.

    Конструкции этих систем настолько сложны, что для их правильной работы требуется огромный объем технического анализа. Современные вычислительные системы все еще испытывают сильные нагрузки и нагревания, а высокие температуры все еще являются технической проблемой с точки зрения производительности материалов. Все это приводит к высоким затратам на разработку — намного большим, чем доказанные и «серийно производимые» обычные ракетные двигатели, доступные сегодня.

    Опасность поломки двигателя всегда была очень велика. Взрыв атомного ракетного двигателя, это все равно что Чернобыльский воздушный взрыв, за исключением того, что в некоторых случаях площадь, пораженная радиоактивным материалом, может быть значительно больше. Даже без взрыва поломка двигателя может привести к образованию смертоносного облака или падению радиоактивных частиц на землю с ужасными последствиями для людей и экосистем, где бы они ни приземлялись.

    Казалось бы сборка ракеты с подобной установкой прямо в космосе решает большинство рисков. На фото ниже изображен ядерный ракетный двигатель, собираемый в космосе перед дальним космическим полетом.

    Читать еще:  Что будет если двигатель не нагревается до рабочей температуры

    Это поможет снизить риск огромного выброса радиоактивных материалов на уровне земли в случае отказа системы. Однако последствия выброса такого облака высоко над Землей по-прежнему вызывают большую озабоченность, поскольку мы не до конца понимаем, как и когда оно может вернуться на поверхность планеты.

    Даже без учёта загрязнения окружающей среды, двигатель будет представлять собой высокорадиоактивный кусок металла, с минимальным экранированием для членов экипажа. Кроме того, рассмотрим вопрос о стыковке с космической станцией или что-то в этом роде: как защитить близлежащие сооружения и персонал от радиации? Как избавиться от отработанного ядра двигателя, кроме как «загоняя» отходы в космос?

    Существует опасность того, что постепенно накопится массивное облако радиоактивных материалов, вращающееся вокруг Земли. В конечном счете оно упадет обратно на поверхность. Хотя некоторые из элементов имели бы короткий период полураспада, большая часть материала действительно была бы очень долгоживущей. Это может создать классический сценарий Судного дня. Планету, в какой-то момент станет непригодной для обитания.

    Российская разработка ядерного двигателя и авария на полигоне «Нионокса» под Северодвинском

    Согласно источникам, Россия пытается реализовать ряд проектов с использованием очень маленьких ядерных двигателей для ракет и даже торпед. Полученные в результате высокие скорости и увеличенная дальность действия ракет делают их очень подвижным и опасным оружием, способным обойти все существующие системы противоракетной обороны.

    Торпеда или беспилотная подводная лодка также обладали бы скоростью и выносливостью, которые представляли бы весьма серьезную угрозу для всех действующих военно-морских оборонительных систем.

    Однако некоторые факты указывают на весьма негативный опыт испытаний подобных систем. В марте 2018 года Путин объявил, что ракета 9М730 «Буревестник» (название НАТО «Скайфолл») является одним из шести новых стратегических оружий, разрабатываемых Россией.

    9 августа, «российское агентство по атомной энергии «Росатом» подтвердило, что выброс радиации на полигон для испытаний ракеты «Нионокса» под Северодвинском был связан с аварией при испытании «изотопного источника питания жидкостного ракетного двигателя», в результате которой погибли восемь человек, в том числе пятеро ученых». (Источник: Википедия).

    Рассказы об уровнях радиации разнятся, в некоторых официальных сообщениях говорится, что они оставались довольно высокими в течение нескольких часов. Уровни, опасности, связанные с ветром, еще не раскрыты в полной мере, поскольку крупный пожар и взрыв почти наверняка привели бы к тому, что большое облако такого материала было бы рассеяно в атмосфере.

    Есть некоторые сообщения о том, что местных жителей попросили покинуть свои дома до проведения испытаний, но официальное агентство печати опровергло их. Тем не менее, очевидно, что взрыв заставил военных либо приостановить, либо отменить дальнейшие испытания, хотя это вполне может быть заявлением, направленным на успокоение как местных, так и международных опасений.

    Россия утверждает, что ее работа над ядерными ракетными двигателями является самой передовой в мире. Однако запланированные Америкой на 2025 год испытания могут оспорить это утверждение.

    США уверены в готовности ядерного ракетного двигателя к испытаниям 2025 года

    Агентство по перспективным оборонным исследовательским проектам (DARPA) выбрало три крупные космические компании для первой фазы более крупного проекта по испытанию ядерного двигателя над низкой околоземной орбитой к 2025 году.

    США заявили, что уверены в готовности ядерного ракетного двигателя к испытаниям до 2025 года. Три компании — General Atomics, Blue Origin и Lockheed Martin получили контракты на первую фазу программы DRACO (Демонстрационная ракета для маневренных операций). В то время как DARPA не раскрыла стоимость контракта в своем объявлении, СМИ Space News сообщили, что General Atomics получила $22 миллиона, Lockheed Martin — $2,9 миллиона и Blue Origin — $2,5 миллиона.

    «Команды были отобраны в связи с их способностью разрабатывать и развертывать современные системы для реакторов, двигателей и космических аппаратов», говорится в заявлении DARPA. Агентство, в частности, подчеркнуло необходимость «быстрого маневра» для военных систем.

    Первый этап программы включает в себя два направления, длительностью в 18 месяцев, каждое из которых проходит разными путями. Направление «А» включает в себя предварительный проект ядерного теплового энергетического реактора, а также двигательной подсистемы. На этапе «В» будет создана «концепция эксплуатационной системы космического аппарата» для решения будущих задач, включая демонстрационную систему.

    Прежняя администрация НАСА также проявила интерес к потенциалу ядерных двигателей, особенно к сокращению времени, затрачиваемого при полёте на Марс, примерно до трех — четырех месяцев по сравнению с двигателями на химическом топливе. Агентство заявило, что надеется доставить астронавтов на Красную планету в 2030-х годах.

    «Это абсолютно переломный момент для того, чего пытается достичь НАСА», — заявил бывший администратор НАСА Джим Брайденстин во время заседания Национального космического совета. «Это дает нам возможность по-настоящему защитить жизнь, когда мы говорим о дозе радиации, когда мы путешествуем между Землей и Марсом», — добавил он.

    Стартер и ручки подачи топлива связаны механически. Стартер имеет выключатель, который подключает двигатель к источнику питания. Этот переключатель также может быть активирован рычагом управления подачей топлива, когда он находится в рабочем положении.

    Пружина стартера должна быть нагружена таким образом, чтобы она хотела вернуться в нормальное положение, и блокировала стартовое положение только в том случае, если рычаг управления подачей топлива находится в отключенном положении.

    Идея состоит в том, чтобы стартер оставался в исходном положении, пока вы не переместите рычаг подачи топлива в рабочее положение, и теперь рычаг управления подачей топлива будет держать переключатель включенным. Также топливный рычаг является частью основания реостата. Реостат должен быть установлен таким образом, чтобы можно было вращать не только часть ручки, которая должна вращаться, но и всю основу реостата. Эта база — то, что контроль топлива двигает для увеличения скорости, когда он находится в рабочем положении. Это сложно объяснить и поэтому, чтобы лучше понять концепцию, вы должны посмотреть третью часть видео.

    Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector