C-400 KN-sokeri rakettiprojekti

Suuremmat (suuruudenhullut?) rakenteluprojektit ja niiden tilannetiedotukset
KaiNalo
Posts: 23
Joined: 04 January 2004 15:41:11
Location: Etelä-Suomi

Post by KaiNalo » 06 April 2004 09:06:03

Päivitystä projektiin:

Nyt on raketin moottori valmis. Raketille annettiin myös nimi: NAAMA2004, ja joo on kännissä keksitty ja sille ei ole mitään järkevää selitystä.

Polttokammion speksit alla. Loppujen lopuksi tästä tuli hiukan suurempi, kuin tuo C-400 moottori. Itseasiassa topologia muuttui loppujenlopuksi täysin toiseksi. Tuo C-400 konstruktio oli turhan herkkä ja riskialtis. Lisäsin vähän kokoa, mutta eristän polttoaineen ulkopinnan palamiselta, jolloin saan palopintaa pienemmäksi. Paine pysyy tällä tavalla paremmin hanskassa.

Dc 41,5 mm Chamber diameter (inside)
Lc 300,0 mm Chamber length (inside)
Vc 405796 mm3 Chamber volume (empty)

Alla sitten suuttimen speksit. Eroosiota ei synny, kun KNO3/sokerisuhde on 65/35, mikäli tuota nostaa niin silloin palokaasujen lämpö nousee yli 1500 asteen, jolloin teräs kärsii eroosiosta. Suuttimesta tuli hiukan järeä, 300g mutta ei se tässä tapauksessa haittaa, kun kysymyksessä on kuitenkin ensimmäinen kokeilu.

Kno 245 Ratio of Burning area / throat area (initial)
Ato 79 mm2 Throat cross-section area (initial)
Dto 9,997 mm Throat diameter (initial)

e 0,0 mm Nozzle erosion
Dtf 10,00 mm Throat diameter (final)

Sitten polttoaineen speksit:

Do 39,00 mm Outer diameter (initial)
do 12 mm Core diameter (initial)
Lo 70,00 mm Segment length (initial)
N 4 Number of segments
Outer surface: 0 1=exposed, 0=inhibited
Core: 1 1=exposed, 0=inhibited
Ends: 1 1=exposed, 0=inhibited
Lgo 280 mm Grain length (initial)
Vg 302818 mm3 Grain volume (initial)
V l 0,746 Volumetric loading fraction
r' grain 1,889 g/cm3 Grain ideal density
0,96 Density ratio (actual/ideal)
r grain 1,813 g/cm3 Grain actual density
m grain 0,549 kg. Grain mass (initial)
Abeo 8652 mm2 End burning area (initial)
Abco 10556 mm2 Core burning area (initial)
Abso 0 mm2 Outer surface burning area (initial)
Abo 19208 mm2 Total burning area (initial)

Polttoaine on siis KNO3-sokeri, suhteella 65/35. Vielä en ol e 100% varma käytetäänkö laukaisussa sokeria, vai dextroosia polttoaineena. Katsotaan kun saan dataa staattisista testeistä ensin. Tarkoitus on tehdä molemmilla polttoaineilla. Polttoainesauvat on siis eristetty ulkopinnaltaan puuvilla-epoksilaminaatilla, lisäksi koko höskä on ristetty moottorin sisäpinnasta. Materiaali on vielä auki. Se voi olla ihan paperi tai sitten pertinax tai nomex tjms. Tämä siis hiukan auki vielä.

Sitten paine:

Pmax = 1127 psi
t burn = 0,875 s.
t thrust = 0,925 s.

Tämän kanssa olikin sitten eniten tekemistä. Aluksi oli siis tarkoitus, että polttoaine koostuisi yhdestä pötköstä ja palaisi sekä sisältä että ulkopinnalta. Tämä olisi johtanut yllä olevilla parametreilla (siis kammion mitoilla) yli 3000psi paineeseen, joten se kaatui siis heti siihen. Toki suutinta suurentamalla olisin saanut tuo toimimaan, mutta moottorin ominaiskäyrä olisi mennyt niin hölmöksi, että hylkäsin sen heti alkuunsa.

Seuraavaksi laskin arvot siten, että ulkopinta on eristetty. Tämäkin osoittautui huonoksi ratkaisuksi, koska palopinta-ala jäi niin pieneksi, että raketti olisi luultavasti jäänyt maahan tällä painolla. :oops: Lopuksi päädyin siis jakamaan polttoaineen neljään segmenttiin, kyseessä on siis ns. bates-grain-ratkaisu. Tässä siis polttoaine segmentit palavat myös päistä. Tällä päästiin yllä oleviin painearvoihin. Alle 1200psi paineilla teräskammio kyllä kestää.

Alla moottorin suoritusarvolaskelmat:

NAAMA 2004
Laskelmia BATES-grainilla

Grain mass 0,549 kg.
Total impulse 643,8 N-sec.
Average thrust 696,2 N.
Thrust time 0,925 sec.
Specific Impulse 119,6 sec.

Alla vielä laskelmat koko paloajalle:

Data pt. Time Thrust
(sec.) (N.)
1 0,000 0
2 0,051 606
3 0,052 607
4 0,097 639
5 0,142 669
6 0,187 696
7 0,231 720
8 0,275 740
9 0,319 758
10 0,362 772
11 0,405 783
12 0,448 790
13 0,491 794
14 0,533 794
15 0,576 791
16 0,619 784
17 0,662 774
18 0,705 760
19 0,749 743
20 0,792 723
21 0,837 699
22 0,881 411
23 0,926 0

Alla vielä parametrejä moottorin suorituskyvystä:

k 1,044 Ratio of specific heats, 2-ph. flow
h noz 0,75 Nozzle efficiency
Ae/At 10,00 Nozzle expansion ratio (initial)
Patm 0,101 MPa Ambient pressure
Ato 78,5 mm2 Throat cross-section area (initial)
Ae 785,0 mm2 Nozzle exit cross-section area
Meo 3,093 0,00 Mach No. at nozzle exit (initial)
Mef 3,093 0,00 Mach No. at nozzle exit (final)
De 31,61 mm Nozzle exit diameter
Ae/At opt 14,018 Optimum Nozzle expansion ratio at Po max
Ae/At opt 12,641 Avg. optimum nozzle expansion ratio
w f 0,694 Web fraction
CFmax 1,302 Thrust coefficient, maximum
F max 795 N. Maximum thrust
I t 644 N-sec. Total impulse
Isp 119,6 sec. Specific impulse, delivered
Class: J Motor classification

Olen käyttänyt arvojen laskemiseen jenkkiläisten rakettigurujen ohjelmia, hiukan soveltaen. Usein jenkit kun käyttävät ammonium perkloraatti-pohjaisia polttoaineita raketeissaan. Ratkasin asian vain käyttämällä laskelmissa KNO3-sokeri polttoaineen ominaisarvoja laskelmissa. Raketin massa polttoaineineen on n. 3kg, melko raskas siis. Laskelmien mukaan tällä rakenteella raketti saavuttaisi n. 1500m korkeuden. Maksiminopeuden ollessa n. 280m/s Minulla on kotona nuo lentoanalyysit, ja päivittelen niitä vielä tänne kunhan kerkiän.

En tiedä uskallanko laukaista tätä rakettia, ainakaan suomessa, kun siitä on ollut vähän toraa. Katsotaan nyt. Polttoainetta olen valmistanut jo, ja kokeillutkin erilaisia rakenteita. Muutamia polttokokeita olen tehnyt ihan valmiilla sylintereillä, mutta varsinaisia staattisia en ole vielä tehnyt. Kaikki laskemlmat on kyllä huolella tehty, ja kaiken pitäisi toimia, joten ehkäpä tässä keväällä uskallan ainakin staattiset testit tehdä.

Minulla on rakenteilla rakettiaiheiset webbisivut, ja viimeistään siellä on nähtävissä kuvia projektista.

Tulipas pitkä juttu, toivottavasti kiinnostaa...
Tieto ilman teoriaa on triviaa, mutta teoria ilman faktoja on paskanjauhantaa.

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

Post by sampo » 17 May 2004 11:10:01

Viestiketju siirrettiin uuteen Projektit-osioon, johon se paremmin sopii.

- Ylläpito
I doubt, therefore I may be.

Guest

Sokerin tilalle Sorbitolia

Post by Guest » 11 June 2004 19:33:18

Sorbitoli on parempaa kuin sokeri.Sulaa matalammassa lämpötilassa.Pienempiä määriä jauheena saa mm. LIHEL- firmasta, käyttävät sitä mausteseoksiin.Pienin myyntimäärä on säkki, olikohan 20-25 kg.

KaiNalo
Posts: 23
Joined: 04 January 2004 15:41:11
Location: Etelä-Suomi

Re: Sokerin tilalle Sorbitolia

Post by KaiNalo » 14 June 2004 08:58:22

Anonymous wrote:Sorbitoli on parempaa kuin sokeri.Sulaa matalammassa lämpötilassa.Pienempiä määriä jauheena saa mm. LIHEL- firmasta, käyttävät sitä mausteseoksiin.Pienin myyntimäärä on säkki, olikohan 20-25 kg.
Tämä on hiukan kaksipiippuinen juttu. Jos polttoaineen paremmuudeksi lasketaan alhainen sulamispiste, niin silloin se on tietty parempaa. Sorbitolin ns. suoritusarvot on pikkuisen heikommat, ja sitä käytetään (varsinkin Nakka) yleensä isoissa raketeissa.

Mulla kun tää on eka iso raketti, ja siitä tuli melko painava niin sokerilla saadaan parempi käyrä tollaselle pienemmälle moottorille. Staattiset ajan kyllä myös dextroosilla, joka on aika lähellä sorbitolia. Yleensäkin sorbitolipolttoaineella toimivat moottorit suunnitellaa pikkuisen eri tavalla, ei sillä etteikö sitäkin olis mielenkiintoista kokeilla.

tässähän tätä juttua piisaa:

http://members.aol.com/riccnakk/bntest.html
http://members.aol.com/riccnakk/sorb.html
http://members.aol.com/ricbnakk/sorbchem.html
http://www.nakka-rocketry.net/knsbchar.html
Tieto ilman teoriaa on triviaa, mutta teoria ilman faktoja on paskanjauhantaa.

Guest

Nestemoottori...

Post by Guest » 29 June 2004 01:19:20

Jos kiinnostaa, minulta löytyisi SS67B-3 /B-1 nestemoottoreitten teko-ohjeet.System Solairen nimellä kun etsii netistä, niin tietää, mistä on kysymys.Olisi tarkoitus kokeilla tuota kapinetta, kun tarttee olla vain 50% peroksidia...

Guest

Re: Nestemoottori...

Post by Guest » 31 January 2005 01:31:46

Anonymous wrote:Jos kiinnostaa, minulta löytyisi SS67B-3 /B-1 nestemoottoreitten teko-ohjeet.System Solairen nimellä kun etsii netistä, niin tietää, mistä on kysymys.Olisi tarkoitus kokeilla tuota kapinetta, kun tarttee olla vain 50% peroksidia...
No, kiinnostaisi kyllä. Mistä mahtaa saada 50% peroksiidia?

Masa

Post by Masa » 23 April 2005 11:53:27

Mitenkäs, eikös tuollaista KN-sokeri moottoria tiettyyn rajaan asti voisi rakentaa samalla periaatteella kuin kaupallisetkin moottorit, eli pahvitötsä ja keraaminen suutin(esim.tulitiilestä sorvattu). :idea:

moksaus
Posts: 26
Joined: 05 December 2005 18:55:07

Post by moksaus » 08 December 2005 17:42:35

sampo wrote:Laukaisupaikan pitäisi myös olla hyvin turvallinen ja esim. lentoliikenne on saatava pois alueelta laukaisun ajaksi. Tässä suhteessa joku puolustusvoimien alue olisi ihan omiaan. En myöskään olisi yhtään yllättynyt jos he suhtautuisivat melko suopeasti tuollaiseen projektiin.
Kokemuksesta sanoisin että lentoliikenne ei ole ongelma sillä olen saanut tarvittaessa jopa lentokentän lähestyvän liikenteen ohjattua pyynnöstä eri reitille vaikkei koneille mitään vaaraa toiminnallani olisi aiheutunutkaan (kyseessä oli varmistus, kenttä oli melko vilkkaasti liikennöity).
Homma toimii siten että kun on perusteltu syy, niin soitto aluelennonvalvontaan riittävän aikaisin jolloin haluttuun lakikorkeuteen saakka tulee halutulle alueelle ja sovitulle ajanjaksolle D-merkintä joka välittyy kaikille maailman lennonjohtoihin eikä ole pelkoa haavereista.
Tähän mennessä ei ole joutunut täyttämään mitään papereita, pelkkä soitto on riittänyt.
Pääsääntöisesti ilmoitan kun on odotettavissa yli 150m korkealle tapahtuvaa "toimintaa", tämän alla kun harvemmin koneet ylipäätään saavat lentää.

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

Post by tt » 09 December 2005 01:12:40

moksaus wrote: Kokemuksesta sanoisin että lentoliikenne ei ole ongelma sillä olen saanut tarvittaessa jopa lentokentän lähestyvän liikenteen ohjattua pyynnöstä eri reitille vaikkei koneille mitään vaaraa toiminnallani olisi aiheutunutkaan (kyseessä oli varmistus, kenttä oli melko vilkkaasti liikennöity).
Homma toimii siten että kun on perusteltu syy, niin soitto aluelennonvalvontaan riittävän aikaisin jolloin haluttuun lakikorkeuteen saakka tulee halutulle alueelle ja sovitulle ajanjaksolle D-merkintä joka välittyy kaikille maailman lennonjohtoihin eikä ole pelkoa haavereista.
Niinpä niin. Kysymys onkin miten saadaan aluelennonjohto pitämään rakettiharrastusta "perusteltuna syynä" eikä pikkupoikien arveluttavana paukutteluna.
Supikoiran porukka tekee hyvää työtä tällä saralla ja eiköhän asenteet ole muutenkin vähitellen muuttumassa myönteisempään suuntaan.
Tai mistäs minä tiedän miten nihkeä asenne ilmailuviranomaisilla oikeasti on tämän kaltaista toimintaa kohtaan. Jotenkin vaan en usko että vastaus olisi "Ai isoja raketteja? No ampukaa toki, kuinkas kaukaa haluatte Finnairin kiertävän?"
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

moksaus
Posts: 26
Joined: 05 December 2005 18:55:07

Post by moksaus » 09 December 2005 12:13:01

Tähän saakka saamani kuva ko. viranomaisesta on hyvin positiivinen. Lentoliikenteen turvaaminen kun on kaikkien kannalta hyvä asia. Yleensä ottaen hankkimani väliaikaiset lentokieltoalueet ovat kaukana matkustajakoneiden reiteistä ja kielto on ollut lähinnä pienlentokoneita varten. Tai siis kaikkea lentoliikennettähän se on koskenut.
Lyhyesti: kannattaa ilmoittaa pari kertaa turhaan kuin jättää kerran ilmoittamatta.

rmoott

Post by rmoott » 16 January 2006 22:05:06

KaiNalo wrote:Terve,
Itse valmistusprosessi on todella helppo, laitan tähän alle Richard Nakkan linkin aiheesta. Sopivat välineet saa romutorilta tms. 10-20 eurolla ja prosessi on turvallinen. Silti kun polttoaineita valmistetaan, täytyy tietää mitä tekee, luonnollisesti.

Olen kokeillut sekä tavallista sokeria, sekä tomusokeria. Riippuu valmistustekniikasta kumpaa kannattaa käyttää. Perusvalamisessa tomusokeri on parempaa.

http://members.aol.com/nonillion/sucrose.html
Jäi ihmetyttämään toi ohje, koska sellaisenaan seos vaan savuaa ja palaa, mut ei mitenkään rankasti, siis avonaisena. Tekeekö toi kuumentaminen siitä jotenkin herkempää vai onko sen tarkoitus vain saada tuotee kiinteäksi ja muotoiltavaan kuntoon?. Siis se seos kuumennetaan sulamispisteeseen vai se pelkkä sokeri, johon lisätään sitten toi kaliumnitraatti.

Guest

Post by Guest » 16 January 2006 22:09:31

Tottakai painne alaisena palaminen on kovempaa, mutta lähinnä halusin saata tietoa tosta kuumentamisprosessista ja sen madollisesta hyödystä/haitasta. Palaminen taitaa olla näin paremmassa hallinnassa, ettei tapahtuisi räjähdystä, vai?

Guest

Post by Guest » 27 November 2006 19:22:06

[quote="rmoott"][quote="KaiNalo"]Terve,
Itse valmistrosessi on todella helppo, laitan tähän alle Richard Nakkan linkin aihesta. Soivat välineetaa romutorilta tms. 10-20 eurolla ja prosessi on turvallinen. Silti kun polttoaineita valmistetaan, täytyy tietää mitä tekee, luonnollisesti.



[/quote]

Jäi ihmeyämään oi ohje, koska sellisenaan seos vaan savuaa ja palaa, mut ei mtenkään


NOOVBIT

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

Post by tt » 02 January 2007 22:10:41

Mitäs NAAMA2004:lle nykyään kuuluu vai onko projekti haudattu vähin äänin? :?
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener

Masa
Posts: 20
Joined: 07 September 2006 22:21:18

Post by Masa » 04 January 2007 00:23:40

Samaa olen itsekin aprikoinut, ainakin foorumin hauskimmat mailit on herra KaiNalo lähettänyt :D

Post Reply