Omatekoinen rakettimoottori

Yleistä keskustelua ja kysymyksiä pienoismalliraketeista
Make_L
Posts: 262
Joined: 19 October 2006 20:28:45
Location: Espoo

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by Make_L » 29 June 2018 23:17:43

Pahoittelen, että luin huolimattomasti vain alussa olleen polttoaineen nimen; kyllähän jäljempänä puhutaan jo bensiinistä. Käsitin siis väärin; ei ollutkaan kyse itsenäisestä jäähdytysjärjestelmästä, vaan ilmeisesti regeneratiivisesta jäähdytyksestä. Totta on, että sellaista käytetään paljon ja monenlaisilla polttoaineilla, kuten myös RP-1. Regeneratiivinen jäähdytys vie minut liian syville vesille, enkä pysty sitä kommentoimaan. Annan työrauhan ja toivon jäähdytyssysteemin toimivan!

totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 13 July 2018 19:10:16

Uusi moottori on työn alla. Tästä pääsee seuraamaan miten teen sitä. Alkaa olla viimeistelyä vailla. Mitäs sanotte?

https://imgur.com/a/yPTBoKt

totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 14 July 2018 13:43:10

Moottori tuli valmiiksi. Laitoin uusia kuvia imguriin. Taas täytyy odottaa että metsäpalovaroitus menee ohi. Tällä kertaa jos moottori hajoaa, niin jäähdytyssysteemin takia jälki onkin sitten pahempaa.

totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 23 July 2018 13:56:06

Koekäytin moottorin. Suurten sytytysongelmien jälkeen moottori käynnistyi ja tulos oli täydellinen menestys. Moottori toimi tasaisesti, sammutus meni hienosti. Jäähdytys toimi niin hyvin että sytytysjohtimen asentamiseen käytetyt teipinpalaset moottorin ulkopinnalla eivät palaneet.
Katsokaapa videot itse ja kommentoikaa.
Kahden vuoden suunnittelun ja rakentelun jälkeen sain moottorin toimimaan ja olo on tällä hetkellä aika riemullinen. Heh.

https://youtu.be/ZJ5mhGHw9IA

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by tt » 23 July 2018 14:37:10

Onnittelut!
Olikos sulla mitään työtövoimamittausta tuossa? Tuolla pöhinällä pitäisi jo tulla newtoneitakin.

Ihan mielenkiinnosta, millaisia määriä polttoainetta ja hapetinta tuossa ehti kulumaan?
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 23 July 2018 21:21:19

Kiitos!

Ei ollut työntövoimamittausta. Ehkä myöhemmin kehittelen sellaisen.

Näytti toimivan n. 6 sekuntia. Olen laskenut että happea olisi kulunut 12 g/s ja bensiiniä 5 g/s. Eli aika pienillä määrillä mentiin. Bensiini mahtuu pieneen tilaan mutta kaasuhappi on melkoinen ongelma, paineistettu pullo painaa vaikka kuinka paljon. Ei ihme että oikeasti käytetään nestehappea.

Oletteko samaa mieltä että seos on polttoainerikasta (videosta päätellen)? Suunnittelin moottorin siten että siellä olisi yksi 0,7 mm reikä bensiinille. Tekovaiheessa päätin että teen 0,8 mm reiän koska ei sattunut olemaan pienempää poranterää. Pieni ero mutta aukkojen pinta-aloissa se meinaa 20% eroa. Eli tuli enemmän polttoainetta kuin suunnittelin. Ja lämpötila polttokammiossa varmaan aleni.

Vai olisiko polttokammio liian lyhyt? Ehtikö bensiini palaa kunnolla? Tein moottorista niin lyhyen kuin uskalsin.

Voisin tietenkin kokeilla vähentämällä polttoaineensyöttöpainetta mutta taidanpa museoida tämä moottorin. Onhan se kuitenkin ensimmäinen joka toimi kunnolla. Tämä oli seitsemäs moottori minkä tein, viisi ensimmäistä olivat harjoittelua ja kuudennen koekäytin (moottori hajosi).

Seuraavaksi voisin kokeilla paremman injektorin tekoa. Yksi polttoainesuihku johon kolme happisuihkua osuisi viistossa kulmassa - ja kaikki tämä pitää saada mahtumaan halkaisijaltaan 16 mm ympyrään.

Mutta ongelmat on tehty ratkaistaviksi. On mukavaa miettiä miten asioita tekee.

totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 24 July 2018 11:00:19

Nyt kun olen katsellut videoita niin tuli pieni epäilys: syttyikö seos vasta moottorista poistumisen jälkeen? Tapahtuiko palamista ollenkaan kammiossa? Teinkö vahingossa vain liekinheittimen?

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by tt » 24 July 2018 14:13:09

Kyllähän tuo kieltämättä näyttää siltä että polttoaine palaa vasta moottorin ulkopuolella. Siksi kyselin työntövoimamittauksen perään koska silloin moottoria voisi "ajaa" sytyttämättä ja verrata palavan moottorin työntövoimaa pelkkään aineiden virtauksen työntöön. Tottakai siinä saa sitten hetken aikaa odotella bensan haihtumista...

Sekin lienee mahdollista että moottori puhaltaa polttoaineen ulos niin nopeasti ettei palorintama pysy moottorin sisällä, varsinkin jos hapetin sekottuu huonosti.
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 24 July 2018 20:27:19

Joo seuraavaksi teen työntövoimamittaussysteemin. Se selvittää asioita. Voin tehdä tuon ehdottamasi testin vedellä.
Eli tämä moottori saa sittenkin toisen mahdollisuuden. Täytyy vaan sytytys suunnitella vieläkin huolellisemmin ja huonosti toimiva happiventtiiliä säätävä servo vaihtaa parempaan.
Kiitos kommenteista, järjellä kun ajattelee niin päätyy tekemään seuraavaksi paremmin.

totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 02 September 2018 20:08:22

Piti testata tänään edellistä "liekinheitinmoottoria" mutta se on tukossa, polttoaine ei virtaa moottorin sisällä. Siispä testasin uutta moottoria.
Injektorissa on kaksi 20 asteen kulmaan porattua 2 mm happireikää ja keskellä yksi 0,7 mm polttoainereikä. Triplet siis.
Kiinnitin suunnittelussa erityistä huomiota siihen miten saisin jäähdytysvirtauksen mahdollisimman suureksi. Vaipan väli on 1 mm joten laitoin sen täyteen 1 mm messinkitankoja (59 kpl 100 mm pituisia). Jäähdytyskanavat ovat erikoisin muotoisia. Katsokaa kuvat niin ymmärrätte.
Loppukokoonpanossa toinen injektorin happireiästä meni umpeen juotosaineesta ja jouduin poraamaan sen auki. Olin vähän epävarma osuinko poralla polttoainekanavaan mutta en sittenkään tainnut.

Kuvia täällä: https://imgur.com/a/3LZNOEf

Ja sitten testasin uuden moottorin. Ei räjähtänyt eli jäähdytys toimi hyvin. Mutta on tässä analysoitavaa, oli aika mielenkiintoinen koe.
Katsokaa ja sanokaa mität tapahtui.

Video tässä: https://youtu.be/37B_i3tMScc

totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 05 September 2018 15:58:12

Lisää testejä tänään. Ensimmäiseen laitoin 15 bar polttoainesyöttöön. Oli välillä liekinheitin ja välillä toimi.
Toisessa testissä 12 bar polttoainesyöttöön (happisyöttö oli molemmissa 10 bar). Ei liekinheitintä vaan sekunnin pituinen kunnon poltto joka tärisytti maassa olevia kännykkäkameroita. Ja suihkun alle laitettu (grillattu) omena lensi iloisesti muualle. Eli työntövoimaa tuntui olevan. Tein työntövoimamittaussysteemin mutta se ei näytä toimivan.
Nyt tarvisisin kunnon analyyseja mitä oikein tapahtui. Moottorin jäähdytys toimii hyvin, ulkopinta oli juuri ja juuri polttava jos sitä heti testin jälkeen koski. Kolme testiä samalla moottorilla eikä mitään havaittavia vaurioita.

Ensimmäinen testi:
https://www.youtube.com/watch?v=Cx8kIvcXGXM

Toinen testi:
https://www.youtube.com/watch?v=KBYb3LG-H_I

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by tt » 05 September 2018 18:22:59

Jooh, kyllähän tuo näytti aika-ajoin ihan oikealta rakettimoottorilta 8)
Millaisia venttiileitä muuten käytät? Videon perusteella näyttäisi että polttoaineen ja hapettimen syötöt pätkivät tai menevät välillä tukkoon. Voisiko tuossa käydä niin että venttiili ei pidä moottorin sytytyksen aikaansaamasta "takapotkusta" ja menee hetkeksi kiinni?
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 05 September 2018 19:53:43

Käytän palloventtiilejä, kyllä niiden pitäisi toimia vaikka tulisi "takapotkuja".
Lisää ehdotuksia mitä pitää tehdä toisin.

Make_L
Posts: 262
Joined: 19 October 2006 20:28:45
Location: Espoo

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by Make_L » 06 September 2018 15:31:51

Hienoa ainakin se, että moottori kesti ja että sytytys toimii.
Tuli vaikutelma, että polttoaineen ja hapettimen syötössä on ongelma. joka voisi johtua ns. chuffingista. Kun moottorin käynnistyessä palokammion paine nousee, tämä hidastaa sisään tulevien aineiden virtausta niin paljon, että moottori lähes pysähtyy. Tällöin palokammion paine laskee ja virtaukset sujuvat taas, moottori toimii. Jos palokammion painetta voisi mitata, selviäisi sahaako paine tällä lailla. Matalahkot injektiopaineet eivät jätä kovin suurta pelivaraa.
Pitäisi pystyä pitämään sekä nesteen (bensiini), että kaasun (happi) virtaukset mahdollisimman vakioina aiotuilla tasoilla. Lisänyanssi tulee siitä, että sisään virtaavat aineet ovat eri faaseissa. Regeneratiivinen jäähdytys tietysti vaikuttaa tarvittavan paineen määrään. Miten sitten sisäänvirtaus vakioidaan? Mass flow controller -venttiileitä on saatavilla, mutta ovat hintavia ja kalibroitava käytetylle kaasulle. Toimiiko sellainen myös nesteen kanssa, kaiketi? Ilman sellaisia venttiileitä en keksi muuta ajatusta kuin määrittää massavirtauksia käytettävissä olevin keinoin. Sitten paineen säätö ja/tai suuttimien tuunaus.
Mietityttää myös, miten moottori käynnistyy uudelleen; onko sytytys koko ajan päällä vai onko moottorissa pieni liekki vai onko sisus jo niin kuuma, että se riittää sytyttämään bensiinin?

totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 06 September 2018 17:30:35

Eikö chuffingin taajuus olisi suurempi?
Paineita en pysty mittaamaan.
Todennäköisesti seossuhteet ovat myös pielessä, aion vielä kokeilla eri syöttöpaineilla onko niillä vaikutusta moottorin käyntiin.
Sytytys on vain alussa, videosta näkyy miten sytytysjohto sinkoutuu pois kun moottori käynnistyy.
Jos ei lisätestit johda tuloksiin niin sitten on seuraavan moottorin vuoro, tällä kertaa jäähdyttämätön. Se on jo valmiina, samanlainen tripletinjektori.
Saa nähdä käyttäytyykö se samalla lailla. Ellei se sula sitten heti, toisaalta se on erilainen kuin aikaisemmin sulanut jäähdyttämätön moottori.
Mutta tuo hetki kun omena sinkoutui muualle ja moottori näytti toimivan kunnolla yhden sekunnin - oli aika hienoa!

Post Reply