Ракеты...  Ракетные двигатели:

Тестовый двигатель РДКТ-1


корпус сопло заглушка шашка заключение

Страничка ракетостроения. Последнее обновление:

Когда есть задумки по разного рода топливным составам, которые планируется использовать в реальных моторах, необходим инструмент для получения закона горения по этим составам. Тут без специального тестового мотора обойтись трудно. Основная задача тестового мотора получить данные по горению топлива при разных числах Kn. Основные требования - большая прочность и возможность менять отношение площади горения к площади критического сечения сопла.

Новые составы у меня появились, появилось и желание использовать их в РДТТ. Пришлось озадачится и тестовым мотором. Первый и достаточно удачный вариает собрал самостоятельно из подручных материалов.


Схема мотора приведена на Рис.1.


Корпус

Собственно с корпуса все и началось. Когда мне на глаза попался отрезок трубы из нержавейки со стенкой 3.3 мм, с внутренним диаметром, позволяющим получить достаточные значения Kn при использовании торцевого заряда, стало понятно, что корпус уже есть. Он может выдержать более 100 атм давления. Оставалось только сделать сопло и заглушку.

Для теплозащиты корпуса предусмотрен слой паронита между шашкой и стенкой корпуса.

Сопло

Сопло комбинированное. Основное тело выполнено из бакелитового текстолита. Крепление к корпусу осуществляется шестью винтами М4. Уплотнение резиновым кольцом толщиной 2.5 мм. Насколько этот материал подходит для многоразового использования покажет время. Для начала предусмотрел сменную абляционную прокладку защищающую внутренний торец сопла. Она клеится на силиконе.

Для возможности изменения критики предусмотрена специальная сменная вставка. Единственный материал, который позволяет избежать разгара критики при использовании "горячих" топлив - конструкционный графит. Поэтому вставка сделана из графита МПГ-7. Вставка устанавливается в специально сделанный паз на силиконовый герметик.

Заглушка

Заглушку вытачил из подходящей латунной болванки. Она довольно массивная с большой теплопроводностью, что позволяет надеяться на устойчивость к кратковременному нагреву. Материал заглушки, так же как и сопла, заметно менее прочный, чем материал корпуса. Это позволяет предотвратить разрыв корпуса при нештатной работе. Гораздо менее опасно выбитое сопло или заглушка, нежели разлетевшийся на осколки корпус. Такой принцип сформулировал ракетчик RLAN, и я с ним согласен.

Уплотнение сделано так же как и у сопла. Теплозащита - шайба из паронита.

Для контроля давления в заглушку устанавливается манометр. Для тестового мотора это не обязательно, поскольку рабочее давление легко вычисляется. Но всегда полезно контролировать расчетные значения приборами. Работа манометра обеспечивается зазором между шашкой и корпусом, поскольку заряд вкладной.

Шашка

Шашка вкладная, торцевая. Такая шашка имеет постоянную площадь горения, что необходимо для тестового мотора. Бронировочный стакан выполнен из намотки ватмана со стенкой 1 мм. Дно стакана - заливка эпоксидкой. Для гарантированной передачи давления к манометру в эпоксидке сделаны пазы. Так, на всякий случай.

Стакан постоянной высоты ~70мм , а топливо закладывается на нужную для испытания высоту.

Вокруг бронировочного стакана наматывается паронитовая теплозащита (фото в разделе "Корпус").

Заключение

В заключение скажу, что мотор был собран для работы, и сразу-же был пущен в дело. Провел прожиг шашки с топливом ПАЛ-71Э2а-1. Отчет дан в разделе испытаний. С креплением мотора проблем особых нет, поскольку снимать тяговые характеристики нет необходимости. Сантехническая муфта, металлический уголок и струбцина - вот и вся установка.

Осмотр мотора после испытаний серьезных проблем не выявил. Однако кое-какие доработки для защиты текстолитовой части сопла пришлось сделать. Тесного контакта графитовой вставки и текстолита надо избегать, поэтому в следующем испытании между графитом и текстолитом утрамбовал слой глины. Такая модернизация вполне себя оправдала. В этом прожиге было достигнуто давление 120 атм без каких-либо негативных последствий для конструкции.

Вообще тестовый мотор оказался полезен не только с точки зрения снятия характеристик топлив, но и в плане изучения работы некоторых материалов в условиях тепловых нагрузок, распределения тепловых нагрузок и способов термозащиты.

P.S.
   Содержание может корректироваться по мере накопления экспериментальных данных.

***