< Serge77 - Моя ракетная мастерская >
ДВИГАТЕЛЬ SFM2
ОГНЕВОЕ СТЕНДОВОЕ ИСПЫТАНИЕ
Конструкция двигателя, его топливный заряд и расчётные данные описывались ранее. Вид перед сборкой:
На переднем плане - чёрные шайбы и жгут - это элементы системы воспламенения. Они изготовлены из бинта, пропитанного составом KNO3-уголь-сахар-Fe2O3 75-15-5-5. Окись железа добавлена для того, чтобы продукты сгорания состава содержали катализатор, ускоряющий воспламенения топлива. Сахар добавлен в качестве связки, увеличивающей прочность состава. Шайбы помещались между шашками, а жгут протягивался по всему каналу. Воспламенитель устанавливался в сопловой части вплотную к концу жгута. Задумывая такую систему воспламенения, я надеялся, что она будет работать по принципу стопина, т.е. практически мгновенно передавать луч огня по всей своей протяжённости. Судя по данным испытаний двигателей SFM1 и SFM2, эта надежда полностью оправдалась.
Перед установкой уплотнительных колец на сопло и крышку в проточки закладывалась силиконовая смазка:
Она представляет собой смесь жидкого силиконового масла и аэросила, который загущает масло до консистенции вазелина и предотвращает текучесть при высокой температуре. Эта смазка предназначена для смазывания шлифов стеклянных приборов для вакуумной перегонки, но и для ракетных двигателей тоже подходит ;^))
После установки кольца также смазывались снаружи, тонкий слой смазки накладывался и на внутреннюю поверхность двигателя. Сопло и крышка вставляются с большим усилием, т.е. кольца прилегают очень плотно.
Левее топливных шашек видна желтоватая шайба, это теплоизоляция сопла, сделана из эпоксидки с поваренной солью в соотношении 1:2. Толщина шайбы 5 мм, отверстие 9 мм, равное критическому сечению сопла. Эта шайба должна прикрывать щель между соплом и корпусом двигателя от прямого воздействия горячих газов, которые могут прожечь резиновые уплотнительные кольца. Шайба также закрывает большую часть внутренней поверхности сопла, значительно уменьшая его нагрев.
Для записи тяги использовался датчик и генератор, которые будут описаны позже. Полный комплект выглядит так:
ИТАК, САМО ИСПЫТАНИЕ
Почему-то никаких фотографий мы в этот раз на поле не сделали, видимо испытания уже стали чем-то привычным. Однако видео записывалось сразу на трёх аппаратах! Вот версия с моего цифрового фотоаппарата: 1.9 МВ, DivX 5.02. Я отрезал часть времени работы дымового трассера, чтобы уменьшить размер файла.
Сразу было видно, что двигатель отработал хорошо, мгновенно вышел на режим и выдал хороший звук. Обработка данных с тягоизмерительного стенда это подтвердила. Вот полученный профиль тяги (на осях - секунды и килограммы, расстояние между точками 0.02 с.):
Результаты расчёта:
Суммарный импульс: 458 Н*с
Удельный импульс: 117 с
По данным расчёта на SRM:
Суммарный импульс: 462 Н*с
Удельный импульс: 127 с
(Примечание: расчёты выполнены без учёта шашки торцевого горения).
Наружный осмотр двигателя показал, что герметизация не нарушена, никаких следов прорыва газов между корпусом и крышками нет. На корпусе три маленьких, около 1 сантиметра, пятна побежалости. В остальном корпус и даже сопло своей окраски не изменили. Почти вся дивергентная часть сопла покрыта слоем налёта толщиной около миллиметра:
Как видно, торец сопла остался таким же блестящим, как и до испытания, камера не может его нормально снять.
Глядя на покрытое слоем налёта сопло, я приготовился к тому, что и щели между корпусом и крышками тоже будут забиты. Однако и сопло, и крышка легко вышли из корпуса и выглядели так, как будто испытания не было:
На фотографии детали в том виде, как я их вынул из корпуса, я ничего не вытирал и не отчищал. Слева сопло, справа крышка. Видно, что не только кольца, но и смазка остались нетронутыми, даже не запылёнными. Они готовы к повторному использованию.
Внутри двигателя я нашёл бронировку торцевой шашки и три бронировки канальных шашек, а от двух не было и следов. Видимо, их выкинуло из корпуса во время горения дымового трассера, потому что на корпусе нет следов сильного нагрева и на записи слышны звуки "выплёвывания" чего-то из двигателя во время горения торцевой шашки.
Теплоизолирующая шайба из эпоксидки выгорела почти полностью, осталось кольцо примерно 5 мм шириной. Но со своей задачей она успела справиться.
Никаких шлаков внутри двигателя не обнаружено.
ВЫВОДЫ
1. Система воспламенения второй раз показала свою эффективность.
2. Топливный заряд, который был идентичен использовавшемуся в двигателе SFM1, второй раз отработал в соответствии с расчётом. Использование сопла с дивергентной частью повысило суммарный импульс двигателя на 17%.
3. Герметизация крышек и конструкция двигателя в целом показала свою надёжность.
4. Двигатель готов к полёту.
21.12.2003 Serge77