< Serge77 - Моя ракетная мастерская >

ВОСПЛАМЕНИТЕЛИ НА ОСНОВЕ ТЕРМИТНЫХ СОСТАВОВ

для быстрого воспламенения РДТТ

Цель проекта: разработка воспламенителя для быстрого, лучше мгновенного, вывода бессопловика на тягу. В основном это нужно при запуске кластеров, например Шаттла с двумя ускорителями, да и может помочь более эффективной работе одиночного двигателя. Такие воспламенители могут быть использованы не только для бессопловых, но и для обычных РДТТ.

Задача разбивается на две составляющие.
Первая - быстрое срабатывание собственно накального мостика. Здесь выбор невелик - либо очень тонкий нихром или вольфрам и низкое напряжение (9-12 В), либо мостик взрывного типа - нихром или резистор и высоковольтный конденсатор. Второй вариант явно быстрее и удобнее в работе, поэтому остановился на нём.
Конденсатор - 120 мкФ, 330 В, использована целиком схема вспышки от одноразового фотоаппарата. Мостик из нихрома 0.1 мм от разряда с хлопком разлетается в виде расплавленных капель. Резисторы SMD 0805 сопротиивлением 8 КОм и ниже хлопают как пистоны, давая вспышку размером 2-3 см. Для воспламенителей использовал резисторы 1 КОм.

Вторая задача - пиросостав, который быстро воспламенит топливо по всему каналу. Решил попробовать термитные составы, их успешно используют для воспламенения перхлоратных двигателей.

Для первых тестов конструкцию воспламенителя сделал такую.

Витая пара, вынутая из сетевого кабеля, припаивается к нижней стороне резистора.

На провод наматывается бумажный рулончик, на который плотно одевается отрезок соломинки для коктейля.

В полученную чашечку вручную трамбовался состав, сверху закрывался скотчем. Глубина чашечки от верха резистора до среза трубочки - 5 мм.

Пробы составов.

Сделал состав Fe2O3-Al (красный пигмент - АСД-4) 75-25. Где-то читал, что поджигается спичкой, но я не смог поджечь ни спичкой, ни пропановой горелкой, ни спичечной серой. На удивление, SMD резистор его поджёг, состав полностью сгорел, пламя сначала пробивалось вниз в щель между проводами и бумагой, потом вырвалось наверх. Видео.

Fe2O3-Al 75-25 с другим алюминием (ПАП, серебрянка, проверенная) загорался от спички или пропановой горелки, но сгорал частично, мелкими вспышками. От SMD загораться отказался, причём со странностями. После разряда конденсатора резистор оставался целым, после ещё двух разрядов - тоже целый, сопротивление совсем не изменилось. Переделал воспламенитель с другим резистором - результат тот же. Высыпал термит из трубочки, очистил резистор, после этого он сработал от конденсатора, т.е. резистор годный, но видимо состав с серебрянкой закорачивает разряд на себя. Странно, что сопротивление готового воспламенителя, измеренное прибором, не отличается от сопротивления резистора.

Медный термит CuO-Al (окись меди мелкая, но не такая, как пигмент, алюминий АСД-4) 80-20 сначала испытал на чувствительность к удару и трению молотком на железе. Никакой реакции. Не загорелся от спичечной серы. От SMD резистора срабатывает, сгорает полностью с сильным хлопком, наверно даже со слишком сильным для мотора. Видео.

Для уменьшения резкости хлопка разбавил медный термит железным в соотношении 1:1. Действительно хлопок стал мягче. Видео.

Пробы с имитатором канала двигателя.

Для оценки теплового и ударного воздействия воспламенителей на канал в топливе использовал трубки из 10 слоёв газетной бумаги, закрытые с одного конца. Диаметр канала 8 мм, длина 200 мм, что соответствует этим двигателям. Трубки ничем не склеены, просто свёрнуты на оправке и прихвачены сверху скотчем.

Медный термит порвал трубку в клочья. Видео.

Смесь медного и железного термитов 1:1 дала результат, близкий к желаемому. Трубка осталась целой, внутренний слой бумаги сильно обгорел. Видео.

Развёрнутая трубка после теста. Видно, что бумага очень сильно обгорела немного дальше от вершины канала.

Очевидно здесь, как и в первой пробе железного термита, пламя сначала выходило через щели между проводами и бумажным рулончиком. Чтобы этого не происходило, я перенёс резистор из глубины стаканчика на его верх, как нарисовано на схеме.Резистор припаян к проводам другой стороной, резистивным слоем внутрь стаканчика.

Испытывалась смесь медного и железного термитов 1:1. Открытый воспламенитель, видео.

Воспламенитель, как и хотелось, выдал раскалённую струю в нужном направлении, сам пластиковый стаканчик получил на удивление слабые повреждения.

Тест в бумажной трубке, 0.2 г состава. Видео.

Тест в бумажной трубке, 0.5 г состава. Видео.

Видно, что бумага сильнее всего обгорает в вершине канала, но и сам канал сильно обгоревший. Думаю, конструкция воспламенителя близка к оптимальной, дальше нужно испытывать на запуске двигателей.

04.09.2011 Serge77