Nesterakettimoottori (projekti??)

Yleistä keskustelua ja kysymyksiä pienoismalliraketeista
Vanhakettu
Posts: 5
Joined: 02 January 2014 21:50:15

Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by Vanhakettu » 02 January 2014 22:10:59

Heipä hei. Rakettiteknologia on aina kiinnostanut ja olen tässä muutaman vuoden pallotellut ajatuksella josko kokeilisi nesterakettimoottorin rakentamista. Tarkoituksena ei siis olisi saada mitään ilmaan ja korkealle ainakaan tällä hetkellä. Tavoitteena olisi vain kokeilla pystyykö voittamaan haasteet joita on tarpeeksi.
Työntovoiman puolesta ei ole juurikaan odotuksia, mutta olisihan se hienoa, että moottorilla olisi ainakin teoriassa kapasiteettia nostaa itsensä, polttoaineet ja apulaitteet ilmaan.

No sitten itse mahdolliseen toteutukseen. Pääasiassa materiaalina olisi tarkoitus käyttää korkeisiin lämpötilohin tarkoitettua erikoisterästä. Raskaina työstövälineinä metallisorvi, jyrsin ja porakone.

Tällähetkellä suurin kysymysmerkki on hapetin. Järkeviä vaihtoehtoja on minusta kaksi: nestehappi ja typpihappo. Molempien käytössä on omat ongelmansa. Mitä mieltä arvon harrastajat ovat? Ilmeisesti tähän mennessä ainut suomessa laukaistu harrasteena rakennettu nesteraketti käytti typpihappoa hapettimena?
Typpihapon etuna on sen käytön teoreettinen helppous. Toisaalta ongelma on sen myrkyllisyys ja taipumus syövyttää metalleja. Nestehappi taas olisi "turvallisempaa" joskin muuten toiminta sen kanssa on haastavaa.

Olisin iloinen jos löytyisi mielipiteitä tähän projektiin. Vaikka kaikilla ongelmilla peloittelua :)

MikaJ
Posts: 74
Joined: 20 May 2013 10:02:52

Re: Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by MikaJ » 03 January 2014 12:02:29

Mitenkähän onnistuisi nestehybridi, eli jokin nestepolttoaine ilokaasun kanssa? Ilokaasu on hapettimena sieltä harmittomimmasta päästä.

Mika

Vanhakettu
Posts: 5
Joined: 02 January 2014 21:50:15

Re: Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by Vanhakettu » 03 January 2014 12:42:43

Näyttää siltä, että ainakin alkoholin kanssa toimisi aivan hyvin. Räväkästi näyttää tässäkin lähtevän: https://www.youtube.com/watch?v=AqDt_RI1c90
Ja tuossa ilmeisesti juuri videon raketin rakentaneiden sivusto http://www.rattworks.net/research_tribrid.html

Tätä ehdotusta pitää ihan vakavasti harkita. Se, että ilokaasu on oltava kaasua ei tässä vaiheessa haittaa mitään. Kun ei sinne ilmaan ole tarkoitus mitään saada (paitsi paljon ääntä ja savua ;) )
Ja luonnollisesti viehättää ajatus, ettei hapetin yritä lisäksi syövyttää tai tukehduttaa sen perinteisen palovaaran lisäksi :D

tt
Site Admin
Posts: 635
Joined: 20 January 2003 16:09:08
Nimi: Timo Toivanen
Location: Espoo

Re: Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by tt » 03 January 2014 14:51:34

Hybridimoottorissa ilokaasu on nimestään huolimatta nestemäisessä muodossa. Se ei anna yhtä hyvää potkua kuin hankalammat aineet, mutta on todella kilttiä ainetta niihin verrattuna. Se pysyy nesteenä pelkästään paineistamalla, mutta paineistaa kuitenkin itse itsensä, eli pumppujen tai erillisen paineistusjärjestelmän kanssa ei tarvitse turata.

Miten olisi vetyperoksidi? Se olisi hieman vähemmän hankalaa loxiin ja happoihin verrattuna.

Tässä olisi yksi ohje, jossa tosin käytetään kaasuhappea: http://www.cientificosaficionados.com/l ... ohetes.pdf
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

Vanhakettu
Posts: 5
Joined: 02 January 2014 21:50:15

Re: Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by Vanhakettu » 03 January 2014 15:32:45

Ei näköjään kannata uskoa siihen ensimmäiseen löytämäänsä lähteeseen. Sain siitä sen kuvan, että raketeissä ilokaasun olisi tullut olla kaasuna :oops:
Pitää tuota vetyperoksidiakin harkita. Sehän on jo hieman miedompaa ainetta. Kumipuku päällä ja nasse päässä ei enää pelottaisi ;)

edit. Kyllä muuten nämä kaikki valopäät aiheuttaa tällaisillekin harrastuksille ongelmaa. Ilokaasun hankkiminen saattaa olla ongelma sen päihdekäytön takia ja pommimiesten takia vetyperoksidikaan ei myydä ilmeisesti ihan tuosta vain.
kuikahan vahvaa tulisi peroksidin olla jotta siitä olisi hapettimeksi?

tt
Site Admin
Posts: 635
Joined: 20 January 2003 16:09:08
Nimi: Timo Toivanen
Location: Espoo

Re: Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by tt » 03 January 2014 17:38:32

Ilokaasua saa kyllä, mutta sen eteen pitää nähdä vähän vaivaa. Tälläkin foorumilla pyörivä Markku Luisto on hommannut sitä meidän hybridiraketteja varten ja voi varmaan kertoa lisää prosessista.

Rakettikäyttöön vetyperoksidin pitää olla 100% ja sen saaminen voi olla aika hankalaa mikäli tarvitset säiliövaunullista pienempää määrää. Vetyperoksidi toimii ihan hyvin monopropellanttinakin, jos haluaa kokeilla jotain yksinkertaisempaa ensin.
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

Vanhakettu
Posts: 5
Joined: 02 January 2014 21:50:15

Re: Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by Vanhakettu » 03 January 2014 21:42:10

Kyllä se vaan taitaisi valinta olla näin alkuun tuo N2O. Ei tarvitse turata syövyttävien aineiden kanssa. Ja todellakin uskon, että hankintakin tuottaisi peroksidin kanssa ongelmia. Kun tuolla HTP:llä ei juurikaan rakettiteknologian lisäksi ole käyttötarkoituksia niin valmistus on aika rajallista. Ja hintaa varmasti onkin sitten. Samoin riskinä on se, että poliisi tulee kyselemään perään. Näitäkin röppöjä kun voi käyttää väärin :P

Miksi se ideaalinen rakettipolttoaine ei voi olla perunajauho :mrgreen:

tt
Site Admin
Posts: 635
Joined: 20 January 2003 16:09:08
Nimi: Timo Toivanen
Location: Espoo

Re: Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by tt » 04 January 2014 20:06:13

Vanhakettu wrote:Miksi se ideaalinen rakettipolttoaine ei voi olla perunajauho :mrgreen:
Hybridimoottori taitaisi polttaa sitäkin ilokaasun avulla :)
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

Make_L
Posts: 261
Joined: 19 October 2006 20:28:45
Location: Espoo

Re: Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by Make_L » 05 January 2014 20:07:53

Ainoa (Suomessa) ilokaasua teollisuuspulloissa myyvä firma on Woikoski (AGA lopetti pari vuotta sitten).
Ostamaan mennessäni olin varannut kirjallista materiaalia ja se oli totisesti tarpeen: Vaikka ilokaasua käytetäänkin sairaaloissa ja teollisuudessa, sen muut käyttötarkoitukset ovat olleet ns. vaihtelevia. Myyjällä on tietty vastuu, vaikka ilokaasu ei olekaan räjähde. On kyettävä luotettavasti selvittämään käyttötarkoitus. Minulla on osakeyhtiö, jonka nimiin sopimus tehtiin (ainakin minulle ilmoitettiin, että yksityishenkilönä ei onnistuisi) ja käyttötarkoitus oli rakettimoottorien tutkiminen, kuten SATS:n puitteissa sitten tapahtuikin.
Tarvitset siis oy:n ja riittävän selvityksen rakettialan käytöstä. Ilokaasu toimitetaan tavanomaisissa teollisuuspulloissa, mutta nousuputkella varustetuissa.
Paineistettuna se pysyy nesteenä. Huoneenlämmössä höyrynpaine on noin 50 bar. Paine putoaa pakkasessa nopeasti.
Jos ilokaasuun päädyt ja saat solmittua suhteet Woikoskeen niin esittelen mielelläni laukaisujärjestelmän käytännön toteutusta.

Mitä Kermaa.fi:n 8 g pulloihin tulee, on niidenkin (tai vastaavien) ympärille rakennettu mikromoottoreita jotka kai ovat jossakin D-moottorin seudussa. Emme ole vielä ehtineet testata sellaista. Netistä lisätietoa hybridimikromoottoreista.

Vetyperoksidi on monopropellanttina yksinkertaisempi kuin nestehappi yhdistelmineen; H2O2 kun ei tarvitse kryotekniikkaa. Tietääkseni lähin toimittaja on Göteborgissa (siis rakettikäyttöön sopivan väkevänä). Sen kuljetus on mielenkiintoinen juttu; en ole tarkemmin selvitellyt, mutta aito hazmat-kuljetus on kyseessä. Paljon vaarattomampienkin aineiden tuonti Ruotsista vaatii paperisotaa (ja kruunuja lupamaksuihin).

Vielä tuohon Pölösen lentäneeseen nesterakettiin palatakseni: Käyttämänsä hypergolinen seos taisi olla väkevöityä typpihappoa ja furfuryylialkoholia. Vaikka hypergolisia seoksia onkin paljon, ne eivät kaikki käyttäydy moottorissa samalla tavalla. Pölönen on takavuosina kirjoittanut Avaruusluotaimeen selostuksen raketistaan ja mm. ilmeni alkuvaiheen ongelmia. Sutton: Rocket Propulsion Elements on laaja ja paikoin raskaskin luettava. Kiinteällä polttoaineella toimivat moottorit ovat syrjäyttäneet harrastajapiireissä monta mielenkiintoista vaihtoehtoa.

Kaikissa nestemoottoreissa on tärkeää, että hapetinta ja polttoainetta tulee oikeassa suhteessa. Tämä vaatii laitteistolta paljon ja ensimmäiset moottorit joutuu ajamaan testipenkissä. Suuttimen jäähdytys on oleellinen. O2/keroseenimoottorin liekki sulattaa terästäkin, jos se saa vaikuttaa kyllin kauan. Vain lyhyen aikaa toimiva moottori ei ehdi tätä tehdä. Jos aiot jatkaa niin V2:n kehittelyhistoria on varmasti hyödyllinen. Tuhansien modifikaatioiden jälkeen saatiin toimiva laite ja (aseen ohella) ensimmäinen avaruusraketti (= nousukorkeus yli 100 km -mittapuulla).

Opetuslaitoksissa on demottu "penkkimallisilla" rakettimoottoreilla, joissa poltetaan happea ja nestekaasua. Näistä minulla ei ole tarkempaa tietoa saati kokemusta. Joitain rakenneosia kai voisi sellaisellakin järjestelyllä testata???

Kaupallinen hybridimoottori, jollaisia SATS:n porukoissakin on käytetty, on varmin ja yksinkertaisin ratkaisu.
Mutta menestystä ja kärsivällisyyttä!

User avatar
sampo
Site Admin
Posts: 441
Joined: 20 January 2003 12:31:32
Nimi: Sampo Niskanen
Location: Espoo
Contact:

Re: Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by sampo » 06 January 2014 12:26:48

Moi,

Markku muisti Louhi-D -moottorin seoksen oikein, 97% furfuryylialkoholia, 100% typpihappoa ja ferrikloridia nopeuttamaan käynnistymistä. Olen juuri jutellut Panu Bieneckin kanssa (aiemmin Pölönen) esitelmästä hänen nesterakettiprojektistaan. Tämä luultavasti pidetään maaliskuun lopussa SATS:n kevätkokouksen yhteydessä.

Liitteenä on hänen vuonna '93 kirjoittamansa artikkeli Avaruusluotaimeen, jossa paljon mielenkiintoisia yksityiskohtia moottorin kehittelystä. Hän on pari aiempaakin artikkelia lehteen kirjoittanut, näihin viitteet artikkelin lopussa.

SATS:n kirjastossa on myös paljon alan kirjallisuutta, josta voi olla hyötyä kehittelyssä.
Attachments
Avaruusluotain 4-1993.pdf
Onnistunut nesterakettilaukaisu (Avaruusluotain 4/1993)
(1.78 MiB) Downloaded 195 times
I doubt, therefore I may be.

Vanhakettu
Posts: 5
Joined: 02 January 2014 21:50:15

Re: Nesterakettimoottori (projekti??)

Post by Vanhakettu » 07 January 2014 20:00:16

Kiitos näistä vinkeistä. Kiinnostava oli myös tuo artikkeli kareliasta. Pitää näitä miettiä.

Post Reply