[DJ_Smoke]

Salutare ....
Am si eu o rugaminte la voi; ma intereseaza urmatorul subiect:
"Calcului ajutajului laval al unei rachete cu combustibil solid"
Nu ma intereseaza site-uri specializate in acest domeniu... vreau sa va intreb pe voi ... cum il calculati voi
cum il proiectati din ce material ... unde il realizati... chesti din astea; site-urile sunt site-uri...
Eu am facut un program in Fortran , dar imi da cam aiurea imi da ceva gresit nu stiu unde ... ma rog
Si de asta ... am nevoie de parerile voastre si de niste explicatii asa cum faceti si realizati voi ajutajul ...
Multumesc pentru ajutor ... si ... de ce nu : vreme frumoasa pentru lansari :lol:
Salut !!!

[Marinaru]

Vad ca folosesti Fortran si de aici trag concluzia (pripita poate, dar imi cer scuze daca gresesc), ca esti inginer, cu stagii vechi...ai sa gasesti in cartea de aerodinamica a lui Carafoli metoda de calcul a ajutajelor Laval cu ajutorul "METODEI CARACTERISTICILOR"...e un punct interesant de plecare...daca vrei aproximare, atunci site-urile pe care nu ti le doresti!!

Aceasta postare a fost editata de Marinaru: 13 October 2005 - 08:23 AM

[Anonim2]

Eu folosesc o foaie Excell de calcul a motoarelor cu KN si dextroza SRM.xls
E disponibila pe siteul lui Nakka. Calculele sunt intradevar aproximative dar rezultatele sunt confirmate de practica.
Din pacate formulele sunt protejate insa cred ca Nakka are pe site si un articol despre teoria acestor calcule.

In foaia Performance sunt 2 valori de intrare pentru ajutaj :
Nozzle efficiency
si
Nozzle expansion ratio (initial)

Ajutajul il fac di fier pentru a rezista la temperatura de :
1659 K ( 1385.85 °C )
data de combustibilul KN/Dextrose (65/35)

[MrSpace]

Daca vrei formule, si cred ca e bine sa le vrei, vezi ca mai este o carte "Sateliti artificiali la sfarsit de secolXX" scrisa de nu stiu cine, de prin '89. La inceputul ei sunt date formule de bun simt (nu integrale limite si teorie ambigua) pt a calcula toti parametrii unui motor. Pt ajutaj acolo e data metoda aproximarii cu cosinus si cea pt ajutajele conice, o sa vezi ca tot ce te intereseaza e sa stii gradul de destindere al gazelor si diametrele in zona de iesire si critica.
Succes

[D3xt3r_Jr.]

de obicei motoarele le fac asemanaoare cu cele a lui nakka(nah inca nu stiu atata matematica si fizica cat sa le calculez singur) si acel SRM.xls de cre zicea si anonim ca sa fa diametrul critic
material: otel destul de ordinar(adica ce gasesti) strunjit la tata la lucru si apoi partea divergenta este rectificata

[DJ_Smoke]

Nu asa vroiam sa imi raspundeti ...
Majoritatea mi-ati raspunf foarte fugitiv foarte fictiv: "Marinarul" si "MrSpace" mi-au dat exemplu de niste carti peste care m-am uitat va spun sincer pentru ca sunt la mine la scoala ( Eu sunt la Inginerie Aerospatiala in anul V; pana acum nu am intrat pe acest forum pentru ca ma ocupam de alte proiecte si sisteme acum vine licenta si avem de facut un proiect de racheta)
Eu vroiam ceva practic, vroiam sa vad cum ati facut voi si cel mai corect mi se pare ca a raspuns "Anonim2" el a dat cel mai complet raspuns.
De ce v-am intrebat asta ?
Pentru ca sunt multi pe forum care sunt superi membri, superi vechi si care intra in niste discutii foarte pompoase despre dinamica gazelor despre termogazodinamica; unii corect alti pe langa subiect...
si daca ii intrebi ei cum au facut ajutajul spun ca: .... "l-am cumparat"
Nu vreau sa para ca sunt un "mare geniu" pentru ca ... chiar nu sunt ... dar vreau prin asta ca unii dintre voi
sa fie mai seriosi si dispusi sa ajute mai mult pe ceilalti ... nu doar: " da ma vezi pe site-ul cutare si cauta acolo"... asta nu mi se pare un mare ajutor.
In speranta ca am am fost inteles... corect si sa stiti ca nu am vrut sa se simta nimeni atacat sau mai stiu eu cum... daca asa s-a intamplat mii de scuze si priviti partea buna a lucrurilor.
Si pana la urma cum faceti voi ajutajul ala ...? metoda voastra care este ???

[D3xt3r_Jr.]

DJ_Smoke, la 13 Oct 2005, 15:33, a spus:

Si pana la urma cum faceti voi ajutajul ala ...? metoda voastra care este ???

Fiecare cum poate ca in Romania e de jale cu astea.
Eu personal ma uit la un motor dela nakka. Iau ajutajul eventual modific f putin carcasa in sensul ca poate o mai lungesc.
bag noile date in SRM si calculez diametru critic. Apoi modific ce e de modificat si gata. hop schitele la strungar si in cateva zile e gata nozzle-u
Ce metoda vrei? ca e simplu o data ce ai dimensiunile

[DJ_Smoke]

Bravo "D3xt3r_Jr." asta vroiam ...... :D da hai sa vedem si cum fac alti; de unii stiu :( ;
hai sa vedem si care este metoda lor, fiecare avem cate ceva de invatat din asta, nu ???
Mai astept raspunsuri din partea voastra ...
Fiecare care se ocupa cu asta vreau sa ne spuna si ei metoda lor ...
(asta daca nu e secreta)

[D3xt3r_Jr.]

o alta metoda pt motoarele mici e sa le faci asa
iei o bucata de metal filetata care sa intre in tzeava motorului(prin filet se prinde de acesta) i sa da o gaura pe mijloc(cat diametrul critic) apoi pt partea divergenta convergenta se fac cu burghie mari "zencuri" adica intrii cu burghiu doar sa ii faci o conicitate.
prin cateva experimente poti ajunge la rezultate bune

[Anonim2]

D3xt3r_Jr., la 13 Oct 2005, 17:25, a spus:

o alta metoda pt motoarele mici e sa le faci asa
iei o bucata de metal filetata care sa intre in tzeava ......

Eu folosesc de mai bine de un an un astfel de motor. Am scris si o pagina html despre el. Uite aici un citat si doua figuri din articol :

"Motor reincarcabil - "Randunel"
Acest motor este facut din teava de aluminiu si in realizarea lui m-am inspirat din site-ul lui Nakka. Asa cum am zis acest motor se poate face dintr-o teava de aluminiu(preferat pentru a fi mai usor) si un surub care sa se potriveasca prin filetare in interiorul tevii respective."

Imagini atasate

• 

[Anonim2]

"Ca si combustibil am fosit zahar topit(35%) cu KNO3(65%) (vezi pagina lui nakka). In total folosesc 13g la o reincarcare cu gaura interioara de 6mm. Din calcule(aplicatia SRM.xls de la Nakka) rezulta o forta medie de 50 N(5kgf) timp de 0,3 secunde deci un impuls total de vreo 15N*s."

Imagini atasate

• 

[MIG-29]

In primul rand intrebarea cum calculati un ajutaj nu este chiar foarte bine pusa. De ce zic asta? deoarece un ajutaj se proiecteaza. Care este diferenta?

doresti de la respectivul ajutaj o anumita performanta si folosind datele de motor (presiune interna, viteza caracteristica a gazelor, coeficient adiabatic al gazelor) realizezi ajutajul respectivul; mai precis, proiectul ajutajului respectiv.

Majoritatea proiecteaza ajutaje de tip Laval astfel incat destinderea gazelor sa fie realizata pana la presiunea atmosferica in domeniul altitudinilor la care este folosit motorul. Bineinteles ca folosindu-l in alt domeniu de altitudini (si deci de presiuni) ajutajul nu va mai lucra optim. O solutie este folosirea ajutajelor/motoarelor de gen aerospike. Pentru un proiect este interesant de incercat proiectarea unui astfel de motor.

Revenind la ajutajele de tip Laval. Ideea de baza (si probabil mesajul initial era postat in aceasta idee; probabil nu-ti era clar de ce este necesar ajutajul; sau poate ma insel) este ca un ajutaj preia gazul produs prin arderea batonului de combustibil la presiune mare (supra-atmosferica) si-l destinde pana la presiunea atmosferica locala. Lucrul acesta este realizat folosind "un anumit" raport al sectiunii critice pe sectiunea de iesirea. Un alt lucru de finete in proiectarea ahjutajelor este reprezentat de unghiul de deschidere intre sectiunea critica si sectiunea de iesire. Unii autori recomanda 10-20 grade. Ideea este ca acest unghi iti determina doua lucruri:
1.) lungimea totala a ajutajului si deci constructiv e posibil sa ai anumite limite
2.) cat de rapid are loc destinderea si deci "cat" de turbulenta va fi curgerea prin ajutaj. Unghi foarte mare produce dezlipirea de peretele ajutajului destinderea realizandu-se incomplet/incorect.

Implementarea calculelor se poate face atat cu model numeric cat si cu creionul pe hartie ulterior finisandu-se prin incercari la stand ale motorului respectiv.

O alta problema de studiat in portiunea ajutajelor o reprezinta transferul de caldura prin peretii ajutajului. Este stiut faptul ca se folosesc materiale diferite atunci cand doresti motoare cu durata de ardere mare fata de motoarele cu durata de ardere mica. Unele ajutaje sunt realizate din materiale refractare, altele din otel... modelarea numerica a transferului termic printr-un ajutaj poate deveni destul de stufoasa dar cred ca ar fi o portiune interesanta a proiectului tau.

O carte pe care ti-o recomand calduros pentru studiu (desi teoretic la termodinamica ar fi trebuit sa dai peste ea... si daca zici ca esti in anul 5... probabil recitirea cursurilor de anul 2-3 nu ar strica):"Caculul si constructia rachetelor" Guta Craciun, Alexandru Marinescu aparuta la Editura Didactica si Pedgagogica in 1967 (sper ca nu ma insel in privinta anului editarii).

MIG-29

[MIG-29]

Cartea despre care vorbeam in mesajul anterior o gasesti la biblioteca... eu am reusit sa o cumpar iarna trecuta de la o librarie online (un fel de anticariat).

Daca nu o gasesti poti cauta pe google.com: rocket nozzle theory
si pe www.ntrs.nasa.gov (NASA Technical Report Server).

Cu siguranta vei gasi suficiente articole care sa-ti satisfaca nevoile pentru proiect. Tine-ne la curent cum merg treburile si poate ne dai mai multe detalii despre proiect.

MIG-29

[D3xt3r_Jr.]

pt teorie intra la nakka pe site si gasesti acolo cata vrei.
vezi ca are si o lucrare de diploma pe baza asta foarte interesanta

[MIG-29]

da intr-adevar Nakka are lucrarea de diploma data pe domeniu si personal nu cred sa ai nevoie de mai multa teorie decat este expusa acolo.

MIG-29

[DJ_Smoke]

Vad ca alti nu au metode...
Atunci cum faceti sa construiti ajutajul ... ? Sau un motor ...?

[D3xt3r_Jr.]

acuma din ce am citit eu NASA foloseste la SRB-uri geometrie variabla. adica la inceput au un core tip stea in 11 puncte pt suprafata maxima si forta maxima iar apoi acesta trece la o simpla gaura.

Acum despre AroSpike. din cate stiu eu ajutajele folosite de noi imprastie gazele pe suprafata interioara bazandu-se in parte pe efectual Coanda. La motoarele astea AroSpike gazele sunt imprastiate pe suprafata exteriora si prin modificarea geometriei acesteia se modifica caracteristicile si astfel randamentul este intotdeauna maxim(poate gresesc, iar daca gresesc ziceti si sterg mesajul)

[MIG-29]

wikipedia:

"The aerospike engine is a type of rocket engine that maintains its efficiency across a wide range of altitudes through the use of an aerospike nozzle. For this reason the nozzle is sometimes referred to as an altitude-compensating nozzle. A vehicle with an aerospike engine uses 25-30% less fuel at low altitudes, where most missions have the greatest need for thrust. Aerospike engines have been studied for a number of years and are the baseline engines for many single stage to orbit (SSTO) designs. However, no engine is operational. The best aerospike is still only a test article."

Mai multe la adresa: http://en.wikipedia....erospike_engine

Se poate observa exact despre ceea ce discutam si anume mentinerea eficientei la mai multe altitudini. Ajutajul Laval simplu "nu stie" sa faca acest lucru. Se poate discuta Laval cu sectiune de iesire variabila... dificultatile de ordin tehnic sunt insa destul de mari deoarece doresti mobilitatea unei piese mecanice in conditii de temperatura inalta.

MIG-29

[Zippo]

Pentru ajutaje folosesc nisip refractat ( se gaseste la orice atelier de "sticlarie") . Are granulatia destul de fina , dar merita trecut inca o data prin mojar si cernut printr-o sita fina. Este excelent !

[D3xt3r_Jr.]

si ce faci cu el?
cum il faci nozzle????

[Dragut]

Zippo, la 16 Oct 2005, 20:51, a spus:

..........folosesc nisip refractat ( se gaseste la orice atelier de "sticlarie") . ........

o fi refractar :D

[D3xt3r_Jr.]

aia da

[Dragut]

In alta ordine de idei:
MATERIALE:
AISI 309, AISI 310, AISI 316
materialele rezista undeva pe la 700...1200grade
Sursa ITALINOX
Crede-ma stiu ce zic ... doar ma joc ZILNIC cu focul :D

Dupa ce ai determinat geometria "NOZZLE-lui" o sa-ti trebuiasca o scula speciala......
Functie de cit vrei sa reziste diuza aia o tratezi .....
DA restul e poveste .... adica TEHNOLOGIE :o

Aceasta postare a fost editata de Dragut: 16 October 2005 - 09:12 PM

[D3xt3r_Jr.]

Dragut, la 16 Oct 2005, 21:03, a spus:

In alta ordine de idei:
MATERIALE:
AISI 309, AISI 310, AISI 316
materialele rezista undeva pe la 700...1200grade


Dupa ce ai determinat geometria "NOZZLE-lui" o sa-ti trebuiasca o scula speciala......

io folosesc otel ordinar. si combustibilu arde la fo 1400 de grade. carcasa folosita de 8 ori nu are nici pe dreq. presiunde vreo 60atm si temperatura de 1400 de grade tip de vreo 1-2 secunde. cu peretele de 1,5mm la carcasa nu are nimic
nozzle-u are 7 folosiri. temperatura aceeasi, si gaze la viteze supersonice nici cel mai mic semn de uzura.

scula speciala :D un strung e tot ce ai nevoie(ar fi super unu CNC) si eventual o masina de rectificat interior care sa se incline pana pe la 50 de grade

[Dragut]

Daca vrei MUSAI Cimenturi poti folosi:

Fie ciment refractar de la Real Pleasa

sau

vezi materiale diverse la CONEX INTRADE

Daca VREI .... POTI
te duci frumos... te prezinti ... da nu ca pe forum :D .... si ii rogi sa te ajute cu ceva materiale ptr proiectul de licenta....
Sigur vei gasi intelegere

BAFTA

Aceasta postare a fost editata de Dragut: 16 October 2005 - 09:42 PM

[Zippo]

Da refractar :D sory. L-am folosit la ajutaje pentru motoare de max 40N/s, nu stiu cat de puternice le faceti voi. Cred ca ati auzit ca la Sv se faceau motoare de 5,10 - 40N/s, acum doar de 2.5 N/s, ( din lipsa de pulbere ).
Motorasele au fost testate pe un tester profi ( al federatiei), si sunt foarte aproape de limitele F.A.I.
Mare lucru nu e, la tub folosim prespan (cat mai subtire), ajutajul dupa cum am spus din nisip refractar, primele 3 presari din pulbere neagra ( granule), si intarzierea o presare... Matritele din otel dur tratat, ajutajul din alama iar camera de ardere dintr-un burghiu ascutit. Presarea se poate face la o presa hidraulica (cric hidraulic ) ...

Bafta....

[MIG-29]

D3xt3r_Jr., la 16 Oct 2005, 21:16, a spus:

Dragut, la 16 Oct 2005, 21:03, a spus:

In alta ordine de idei:
MATERIALE:
AISI 309, AISI 310, AISI 316
materialele rezista undeva pe la 700...1200grade


Dupa ce ai determinat geometria "NOZZLE-lui" o sa-ti trebuiasca o scula speciala......

io folosesc otel ordinar. si combustibilu arde la fo 1400 de grade. carcasa folosita de 8 ori nu are nici pe dreq. presiunde vreo 60atm si temperatura de 1400 de grade tip de vreo 1-2 secunde. cu peretele de 1,5mm la carcasa nu are nimic
nozzle-u are 7 folosiri. temperatura aceeasi, si gaze la viteze supersonice nici cel mai mic semn de uzura.

scula speciala :D un strung e tot ce ai nevoie(ar fi super unu CNC) si eventual o masina de rectificat interior care sa se incline pana pe la 50 de grade

doar ca informatie si nu cu "proprietatea" de a contrazice.

Temperatura in ajutaj nu e aceeasi cu cea din camera de ardere si nu e aceeasi cu temperatura la care arde combustibilul (pentru camerele de ardere mici de genul celor folosite in motoarele "mici" temperatura din camera de ardere se poate considera ca fiind temperatura de ardere a combustibilului...cu toate acestea asa cum am zis temperatura din ajutaj nu este aceeasi cu temperatura din camera de ardere).

Motivul este unul sa-i zicem simplu... curgerea gazelor prin ajutaj "determina" destinderea acestor si deci scaderea temperaturii. Destinderea se poate considera aproximativ adiabatica... repet, intr-o prima aproximatie. Prin urmare de-a lungul ajutajului vei avea o variatie de temperatura semnificativa (gradient de temperatura asa cum le place multora sa zica...).

MIG-29

P.S.: interesant este si faptul ca de fapt viteza maxima a gazelor nu este atinsa in sectiunea critica. In sectiunea critica gazele ating de fapt viteza sunetului, viteza supersonica de evacuare atingandu-se pe portiunea divergenta. Maximul eficientii (punand cap la cap viteza de curgere si ceea ce am scris legat de temperatura) este evident atins pentru destindere pana la presiunea atmosferica locala, lucru pe care l-am tot repetat unui utilizator pe acest forum.

Aceasta postare a fost editata de MIG-29: 17 October 2005 - 09:06 AM