Omatekoinen rakettimoottori

Yleistä keskustelua ja kysymyksiä pienoismalliraketeista
totalitor
Posts: 49
Joined: 16 September 2016 09:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 01 October 2018 12:30:45

Tämän vuoden testit on tehty, tuli liian kylmää (minä viihdyn lämpimässä).
Jonkinnäköistä polttoa on tullut 8 sekuntia tänä vuonna. Kolme moottoria on testattu, kaksi on palanut puhki ja varmaan kolmaskin olisi mutta se toimi vain liekinheittimenä eli polttoaine syttyi ulkona. Näyttää siltä että seossuhteen ei tarvitse olla kovin tarkka jotta moottori kävisi. Nyt käyttämäni O/F on laskuissani 2,5 mutta todellisuudessa heittää varmasti suuntaan tai toiseen. Optimi on eri asia kuin käytäntö.
Sytytys ei ole vieläkään täysin luotettava, välillä lähtee kerralla nappia painamalla, välillä menee monta sekuntia ennen kuin tapahtuu mitään. Mutta joka kerta kuitenkin on syttynyt.
Jäähdytys on vaikein asia. Ensi vuonna kokeilen taas uusia juttuja, eiköhän talven aikana tule uusia ideoita. Ja saa ehdotella tänne mitä voisin tehdä toisin, miten moottori toimisi paremmin. Moottorin katkonainen käynti taitaa olla selvillä ja näyttihän se siltä että ei ollut ilmiötä "combustion instability". Pidän mitat ja tilavuudet suurin piirtein ennallaan.

Ensi vuoteen siis.

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 13 October 2018 16:15:41

Avasin koekäytettyä moottoria suuttimen päästä ja laitoin pari kuvaa imguriin. Yritin tekovaiheessa saada sisä- ja ulkokuoren välin niin pieneksi kuin mahdollista takomalla käsin putket. Oli vähän arpapeliä milloin etäisyys oli hyvä ja tuolla on tulos nähtävissä. Millin väli onnistui ja ainakin yhdessä kohtaa sisä- ja ulkokuori koskettavat toisiaan mutta eipä sillä ole ollut mitään vaikutusta. Jäähdytys suuttimen tienoilla toimi hyvin.

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

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 01 May 2019 14:48:45

Talvi on ohi ja kehitystyö jatkuu. Oli niin hyvä huhtikuun loppu että tein ulkona uuden version rakettimoottorista. Sama tankosysteemi jäähdytyskanavina kuin ennenkin mutta nyt keksin miten saan tangot pysymään paikoillaan. Ja polttoaineena aion käyttää alkoholi-vesiseosta jotta lämmöt pysyy alempina. Ehkäpä vielä jäähdytän polttoaineen ennen käynnistystä, on enemmän pelivaraa jäähdytyksessä. Moottoriin täytyy saada enemmän polttoainetta koska alkoholin energiapitoisuus on pienempi kuin bensiinillä. Niinpä injektorissa on kaksi 0,8 mm aukkoa polttoaineensyötölle.

Tällä hetkellä testipenkkiin on kuitenkin pultattuna viimevuotinen jäähdyttämätön bensiinillä toimiva moottori. Aion koekäyttää sen ensin. Tietenkin se sulaa mutta on mielenkiintoista nähdä kuinka nopeasti.

Joten odotan märkää maata ja tarpeeksi lämpöä jottei tulisi vilu. Raportti ja linkki videoon tulee tänne.

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by tt » 04 May 2019 18:49:31

Odotamme mielenkiinnolla :)
“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 » 19 May 2019 12:34:06

Testi suoritettu. Koska oli kyseessä jäähdyttämätön moottori niin sulaminen oli odotettavissa, kesti alle kaksi sekuntia.
Katsokaapa video. Unohdin pellinpalan (n. 300 g) isomman alustana toimivan pellinpalan päälle. Sepä jopa liikkui eli oli työntövoimaa.

Moottorin laskettu työntövoima on (oli) 4,5 kg, polttoaineena bensiini ja hapettimena kaasuhappi. Injektori on tehty laittamalla seitsemän 1 mm messinkitankoa yhteen putken sisälle. Näin siinä on monta pientä reikää yhden suuremman sijaan, pitäisi olla parempi ratkaisu.


Kommentteja?

kuvat:

https://imgur.com/a/3gKjdzE

video:

https://www.youtube.com/watch?v=y-EDY0cfBu0

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by tt » 22 May 2019 10:44:35

Komean näköistä. Nyt ei ainakaan jäänyt epäselväksi että tuleeko työntövoimaa ja jos niin onko se pelkkää kaasunpainetta vai ihan oikeaa työntövoimaa :)
“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 » 22 May 2019 14:15:21

Mitäs sanotte, toimiko moottori happirikkaalla seoksella? Mun mielestä toimi.

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 15 June 2019 19:55:22

Tein testejä tänään jäähdytetyllä alkoholikäyttöisellä rakettimoottorilla. Neljän testin jälkeen moottori on yhä ehjä.
Käytän polttoaineena Sinolia, laimensin sitä 20 % vedellä. Moottorin laskettu kammiopaine on 6,9 bar ja työntövoima 4,5 kg.
Paineet piti vähän hakea miettimällä ja arvaamalla. Ensimmäisessä testissä tuli liikaa polttoainetta eikä moottori ollut kuumentunut juuri yhtään testin jälkeen. Toinen ja kolmas testi meni samoilla paineilla, vähemmän painetta polttoaineelle ja hyvältä näytti!
Neljänteen testiin laitoin lisää painetta polttoaineeseen ja happeen. Ja mitäpä videolla näkyikään? Mach diamonds!
Minulla on liian pieni polttoainetankki, pidempiä testejä en voi tehdä eli en oikeasti tiedä kestääkö moottori tavoittelemani 10 sekunnin ajon.
Viimeisellä testillä moottori toimi n. 3 s.
Miltä nuo ajot näyttävät teidän mielestänne?

videot on täällä

https://www.youtube.com/channel/UCf2lLs ... 4Sg/videos

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by tt » 24 June 2019 17:26:22

Näyttää palavan hienosti ja puhtaasti. Ja kyllähän siellä niitä timantteja kimmeltää.
Neljännen videon alussa moottori taisi yskäistä palamatonta seosta ja ensimmäinen kävi rikkaalla, mutta muuten tosiaan näyttivät hyviltä.

Työntövoimakäyriä olisi kiva nähdä noista poltoista. Voin tarvittaessa avustaa mittaussysteemin kanssa.
“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 » 27 June 2019 11:43:52

Videoissa näyttää siltä että moottori syttyy hyvin. Ei oikeasti. Oli aika huono syttymään, viimeisellä yrityksellä meinasin jo luovuttaa. Syy taitaa olla se että moottorin sisällä olevan pumpulitukon (jonka kipinä sytyttää) olin kastanut Sinoliin. Ennen olen käyttänyt bensiiniä. Otin videokuvaa miten korkillinen bensaa ja Sinolia syttyy - ero on huomattava. Eli seuraavalla kerralla käytän bensiiniä sytyttämiseen.

Minulla on kyllä työntövoiman mittaussysteemi, tehty kalavaa'asta. Käytin sitä vain RUD-8 moottorin yhteydessä, se ei näyttänyt mitään mutta täytyypä seuraavaan testiin kokeilla uusilla tavoilla. Ja onhan viimeisimmissä videoissa alkeellinen työntövoimaindikaattori - jos aluspelti liikkuu niin on työntövoimaa...

Seuraavaksi kokeilen polttoaineyhdistelmää 70 % Sinolia ja 30 % vettä, kammiolämpötila menee vieläkin alemmaksi.

Ja sitten kun (jos) moottori sulaa niin seuraava on jo valmiina. RUD-11 moottorissa olen pitänyt mitat ja tilavuudet samoissa kun kerran näyttää toimivan mutta lisäksi siinä on film cooling-systeemi. Neljä kappaletta 0,3 mm reikää suihkuttamassa polttoainetta polttokammion seinämään injektorin lähellä. Oli aika hullun hommaa porata noin pieniä reikiä kupariputkeen.

Eli seuraava testi on tulossa piakkoin.

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 06 July 2019 17:49:58

Tänään testailin taas. Ajoin moottoria polttoaineella Sinol 70% vesi 30 %. Kolmen testin jälkeen ihmettelin miten putkistoon voi jäädä polttoainetta vaikka typpikaasun pitäisi puhaltaa se pois. Testipenkissä vesi tuli moottorista ulos paineella 8 bar kuudessa sekunnissa ja oikeassa testissä pääsen kolmen sekunnin polttoon. Mitä tapahtuu lopulle polttoaineelle? Mikä on oikeassa poltossa toisin kuin vesitestissä?
Aloin miettiä että vaikuttaako hapen isompi paine siten että se ikään kuin tappelee polttoaineen vähän pienemmän paineen kanssa. Koska moottorin kurkku on niin pieni (8 mm) niin onko polttoaineella vaikeuksia päästä palokammioon happipaineen takia. Ja kuitenkin moottori toimii.
Siispä laitoin paineet samoiksi 9 bar ja kas: 110 g polttoainetta riitti 7 sekunnin ajoon ilman mitään ongelmia. Säiliöön menee 135 g mutta polttoaineseos sattui juuri loppumaan.
Moottori ei ollut polttavan kuuma testin jälkeen. Työntövoimaa tuntuu olevan (pelti liikkuu maassa).

Seuraavaksi laitan isomman polttoainetankin ja yritän viritellä työntövoimamittausta.

Täällä videot:

https://www.youtube.com/channel/UCf2lLs ... 4Sg/videos

Jep

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by Jep » 08 July 2019 16:08:19

Mitä vaikutusta tuolla vedellä on polttoaineen seassa?

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 09 July 2019 12:33:01

Vesi alkoholin seassa alentaa polttokammion lämpötilaa. Koska käytän samaa alkoholi-vesiseosta jäähdytykseen niin se ei saa kiehua ennen polttokammioon ruiskuttamista. Jos se kiehuu niin lämmönsiirto-ominaisuus romahtaa ja moottori sulaa jostakin kohtaa.
Silti polttokammion lämpötila on jotain 2000 C. Kupari sulaa 1084 C lämpötilassa ja juotosaine moottorissa sulaa n. 700 C lämpötilassa.
Näyttää siltä että jäähdytys toimii.
Voisin tietenkin kokeilla pelkkää alkoholia mutta en riskeeraa tässä vaiheessa. Moottori on vieläkin kunnossa kahdeksan ajon jälkeen. Lisää testejä on tulossa.

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by Make_L » 15 July 2019 21:37:15

Suuttimen läpi kulkeva massavirta riippuu (suuttimen yli olevasta) paine-erosta ja polttoainekohtaisesta kertoimesta. En nyt löytänyt vesi-alkoholi -seokselle tuota kerrointa. Kuitenkin kerosiinin ja veden kertointen ero ei selittäisi tilannetta ja todennäköisesti vesi-alkoholi -seoksen kerroin on jossain näiden kahden välissä? Uskoisin, että koska kammion paine on polttotilanteessa korkeampi kuin pelkkää vettä ruiskutettaessa, kohonnut vastapaine (paineinen happi) voisi aiheuttaa suuttimen yli olevan paineen laskun ja sen myötä hidastaa virtausta.
Mutta hienosti näyttää tuo viimeisin RD-versio jo toimivan :)

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

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor » 16 July 2019 11:09:49

Luulenpa että polttoaineen syötössä käytettävä paine oli juuri siinä rajoilla että jos tuli pienikin häiriö palamistapahtumaan niin happipaine esti jatkossa polttoaineen pääsyn kammioon. Sen takia moottori sammui ja polttoainejärjestelmään jäi polttoainetta. Ehkä.
Polttoaineen syöttöpaineen pitää siis olla vähintään sama kuin happipaineen.
Laitoin uuden polttoainesäiliön ja työntövoiman mittaussysteemi toimii myös.
Saatan päästä 12 sekunnin ajoaikaan. Tyontövoimaksi olen laskenut 4,5 kg, mutta moottori tuntuu polttavan enemmän polttoainetta kuin olen laskenut.
Isp on huonompi kuin oletin tai sitten ajan moottoria suuremmilla paineilla kuin ajattelin. Olisiko työntövoimaa enemmän?
Testeissä se selviää.

Post Reply