Omatekoinen rakettimoottori

Yleistä keskustelua ja kysymyksiä pienoismalliraketeista
Make_L
Posts: 297
Joined: 19 October 2006 21:28:45
Location: Espoo

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by Make_L »

Merkillinen "oire" tosiaakin! 8.4. testissä moottori siis toimi 4 s mutta nyt 2 s ajan. Mikä ero nykysysteemeissä on 8.4. nähden?
Pidän kokeiluista; jos hapen ja polttoaineen virtaus käynnistetään ilman sytytystä, kauanko polttoainetta tulee? Tyhjeneekö polttoainetankki 2 sekunnissa vai kestääkö kauemmin? En tietenkään tiedä oikeaa vastausta, mutta olettaisi happea tulevan koko ajan, silloin polttoaineen tyhjentyminen liian nopeasti selittäisi asian?
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

Teoria häiriöstä: moottori ei tykkää 80% alkoholista. Moottori tulee liian kuumaksi ja jäähdyttävä polttoaine ehtii muuttua kaasuksi ennen palokammioon menoa. Nuo toukokuun testit tein 80% polttoaineella mutta huhtikuun testit 70% polttoaineella.
Tein samanlaisen videon. Katsokaapas mikä ero. Jokaisessa testissä on eri määrä polttoainetta ja moottori pysähtyy eri aikoina toisin kuin edellinen toukokuun video. Kahteen ensimmäiseen ajoon mittasin jopa polttoaineen, sen jälkeen ajoin 30-40 g polttoaineella.

Onhan se kiva saada lisää työntövoimaa mutta mitä sillä tekee jos moottori ei käy kuin pari sekuntia?

Täällä tuorein video huhtikuun testeistä:

https://www.youtube.com/watch?v=1U5-nFn8wws
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

Tästä se lähtee. Oli työntövoima mikä tahansa.
Rakettitehdas toiminnassa.

https://www.youtube.com/watch?v=Pk0aNEOYvl8
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

Ostinpa alkoholin ominaispainomittarin ja tein mittauksia. Tulokset hämmästyttivät.
Olen siis käyttänyt viime vuonna ja tämän vuoden huhtikuussa Sinolia. Mittasin Sinolin tilavuusalkoholipitoisuudeksi 95%. Katsoin muistiinpanoistani paljonko olen laimentanut sitä vedellä. Lopputulos alkoholipitoisuudesta polttoaineessa: 64% (painon mukaan), 71,5% (tilavuuden mukaan).

Tein saman Polarin bioetanolille jota käytin toukokuun testeissä. Mittasin Polarin tilavuusalkoholipitoisuudeksi 96%. Ja nyt seuraa yllätys: purkin kyljessä sanotaan että alkoholipitoisuus on 87%! Olin luottanut tuohon lukuun ja laimensin sitä vedellä vain vähän kun tähtäsin 80% pitoisuuteen. Lopputulos onkin hieman erilainen: 86,4% (painon mukaan), 90,2% (tilavuuden mukaan).

On melkoinen ero viime vuoden ja huhtikuun testeissä käytetyissä polttoaineissa. Eipä ihme että työntövoimaennätyksiä tuli helposti, myös paineiden nosto vaikutti asiaan. Moottori käy aivan liian kuumana, täytyy palata tuohon 64% (painon mukaan) ja laskea paineita alaspäin seuraavissa testeissä.
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

Tein ominaispainomittarilla mittaamalla alkoholiseoksen 80% (tilavuus) 74% (paino) ja tein testin RUD-12 moottorilla jolla olen saavuttanut työntövoimaennätyksen. Tosin moottori on toiminut vain pari sekuntia. Nyt kun kokeilin niin moottori toimi 7 sekuntia ja poltti kaiken polttoaineen jonka tankkiin olin laittanut. Työntövoimaa on 36 N (3,7 kg).

Kovin on iso polttoaineen kulutus (22 g/s) mutta kai se on hinta siitä että moottori pysyy viileämpänä.
Iso työntövoima, pieni polttoaineen kulutus, matala kammiolämpötila - taitaa olla mahdoton yhtälö.

Näillä mennään kokeilemaan raketin tekoa. TWR tulee olemaan surkea mutta ei voi mitään.

Video täällä:
https://www.youtube.com/watch?v=AGA8Yb9KNPs
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

Raketti on valmis. Kun piti ajatella koko ajan miten siitä saa kevyen niin kovin kaunista ei pystynyt tekemään. TWR=1,186 tai jotain sinnepäin...tällä on lähtenyt Falcon9- ja Apolloraketit. Kokonaismassaksi tuli 3119 grammaa ajoaineineen.
Täytyy vielä tehdä systeemit miten saa venttiilit auki radiolaitteilla, en aio laittaa servoja raketin kyytiin - painaa liikaa.
Ehkäpä vapaata lentoa ei tule, riittää että pystyy nousemaan vaikka jotain kiskoa pitkin. Kun en kerran en laita edes laskuvarjoa. Eikä ole vakautussysteemiä, tuskin lentää suoraan.

Täällä video:
https://www.youtube.com/watch?v=PQ_iY6i9Eys
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

On tehty "kieputuskoe" narun päässä. Raketti on epästabiili (näkeehän sen...) mutta kun laitoin pahviset evät niin asia muuttui. Raketti oikaisee itse itsensä vaikka pistäisi väärin päin menemään.
Laukaisukisko on myös tehty, siitä tulikin 4,5 m pituinen.
Vielä venttiilien aukaisumekanismi kuntoon niin pääsen tekemään testiajon. Moottori kyllä toimii mutta toimiiko kaikki yhdessä? Se jää nähtäväksi.

Suuria toiveita lentokorkeudesta ei ole, kunhan lähtee (ja palaa romuna takaisin, laskuvarjosysteemi painaa liikaa).
Ei ole kauko-ohjattava ilma-alus ja lentokorkeus varmasti jää alle 100 metrin. Jos etsin syrjäisen paikan niin koskeeko uudet määräykset tällaista pikkulentoa?
tt
Site Admin
Posts: 697
Joined: 20 January 2003 16:09:08
Nimi: Timo Toivanen
Location: Espoo

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by tt »

Noin pitkällä kiskolla raketti saattaa jopa pysyäkin vakaana :)

Korona puski EASA-määräysten käyttöönoton vuodenvaihteeseen, joten nyt mennään edelleen vanhalla OPS M1-32:lla.
Jos tuo pysyy alle 150m korkeudessa etkä lennätä sitä asutuksen tai lentokenttien lähellä, niin et joutune vankilaan.

Vapaasti lentävä lennokki saa vielä lisävapauksia, mutta sen määritelmässä on mukana 1kg painoraja.
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

Olikin yllättävän vaikea homma laittaa raketin ulkopuolinen systeemi kahden venttiilin avaamiseen radio-ohjauksella. Niin vaikeata että laitoin servot rakettiin kiinni - ja sitten tietenkin akku ja vastaanotin. Painoa tuli niin paljon että TWR on tällä hetkellä 1,08.
Noin huonolla luvulla en lähde lennättämään. Laitan raketin kiinni kiskoon tai narujen varaan ja tyydyn toteamaan että pystyykö nostamaan itsensä vai ei. Onhan sekin saavutus, vai?

Sateita odotellessa. Testi sitten.
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

Tulipa mentyä harhapoluille, tein vesiraketin ja kokeilin.
Aika helppoa on verrattuna "oikeaan" rakettiin.

Video täällä:

https://www.youtube.com/watch?v=OX1t3L13AXU
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

Tein testin TAXI-raketilla. Kiinnitin sen kolmesta kohtaa jousitetuilla naruilla telineeseen roikkumaan. Moottorina on RUD-12 jonka viimeisemmästä hyvin menneestä testistä olin ottanut painearvot kiinteästi saadettäviin paineensäätimiin. 12 bar polttoaineelle ja 10,5 bar hapelle.
Oli vähän epäilyksiä tuleeko happi säiliöstä tarpeeksi nopeasti, purkautumisreikä on hyvin pieni.
Polttoainetta laitoin 150 g. Toiveena oli seitsemän sekunnin ajo.

Katsokaapa mitä tapahtui. Kommentit ovat tervetulleita.

Video täällä:
https://www.youtube.com/watch?v=YUqfZNYvyAY
tt
Site Admin
Posts: 697
Joined: 20 January 2003 16:09:08
Nimi: Timo Toivanen
Location: Espoo

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by tt »

Hieno!
Kyllä se selvästi haluaisi lentää :D

Sitten ei auta muu kuin ryhtyä keventämään moottoria tai hankkimaan jostain lisää työntövoimaa. Ainakin tankki (terästä?) näyttää tosi painavalta.
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

Kiitos! Selvästi sillä on lentohaluja, työntövoimaa on enemmän kuin massaa - ainakin ihan alussa.
En ihan tarkkaan osaa selittää miksi se toimi niin huonosti, mutta ehkäpä tuo polttoaine spiraaliletkussa ei sittenkään ollut kovin hyvä ideä. Kevyt kyllä, mutta ehkä siellä oli ilmataskuja mitka sekoitti moottorin toimintaa. Testipenkissä tuo moottori toimi hyvin, mutta siinä olikin polttoaine pystyputkessa.

Moottori on aika kevyt 180 g, sitä ei voi keventää. Jätin pois myös takaiskuventtiilit painoa säästääkseni, huomaatte että raketti ei räjähtänyt.
Happitankki on painavin yksittäinen komponentti (1,3 kg). Mutta ei siitäkään uskalla ottaa ainetta pois, sisällä on kuitenkin 105 bar paine.

Aloitin vähän tehokkaamman moottorin tekemisen. Ongelma vaan on että mitä enemmän työntövoimaa, sitä enemmän happea kuluu ja sitä lyhyemmäksi käy moottorin käyntiaika. Pitäisi saada hapen kulutus minimiin ja sitten tottakai myös polttoaineen kulutus mutta sitten tuleekin eteen jäähdytysongelma. Liian vähäinen polttoaineenkulutus sulattaa moottorin koska se jäähdytetään juuri polttoaineella.

Polttoainetaloudellisuutta voisi parantaa injektoria kehittämällä. Parempi sekoitus parantaisi isp:tä. Mutta mitä voi tehdä kun on vaan kaksi 0,8 mm reikää mistä polttoaine suihkutetaan kammioon? Tekemällä useampi pienempi reikä - oikea vastaus, mutta poraaminen on jo nyt hankalaa.

Kokeilen mitä saan aikaiseksi. Testaamalla se sitten selviää.
tt
Site Admin
Posts: 697
Joined: 20 January 2003 16:09:08
Nimi: Timo Toivanen
Location: Espoo

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by tt »

Kannattaa kurkata josko vaikka paintball-aseiden paineilmatankit sopisivat. Ne on yleensä speksattu 200 tai 300 barille ja tehty mahdollisimman kevyiksi. Sukeltajat ja palomiehet käyttävät myös tuon kokoluokan tankkeja, mutta niillä alkaa olla jo hintaa ellei jostain bongaa käytettyjä.

Mahtaisiko öljypolttimen tai diesel-moottorin injektorit toimia raketissa? Saattavat toki olla fyysisesti liian kookkaita.
“Scientists dream about doing great things. Engineers do them.”
- James A. Michener
totalitor
Posts: 120
Joined: 16 September 2016 10:01:33

Re: Omatekoinen rakettimoottori

Post by totalitor »

Tein uuden moottorin RUD-13, yritin saada lisää työntövoimaa. Suunnittelin hienon kolmekammioisen premix-injektorin mutta ei taida toimia.
Tein videon rakennustekniikasta ja tottakai testistä sen jälkeen.

Täältä löytyy:

https://www.youtube.com/channel/UCf2lLs ... q7i2YKQ4Sg
Post Reply