Двигун РДК-2У
Ракетний двигун РДК-2. розроблений для проекту РК-2. в-принципі, мотор початкового рівня. У той же час, для його виготовлення треба освоїти роботу з керамікою, виточування циліндричних деталей, зробити оснастку для пресування заряду. Все це не дуже прості операції, що змусило мене задуматися над можливістю спрощення технології. У міру накопичення досвіду роботи з різними моторами, у тому числі і більш серйозними, вдалося придумати методику, що дозволяє сильно спростити складання мотора цього класу. Новий мотор отримав назву РДК-2У. Причому, важливо відзначити, що використані технологічні прийоми і деякі нові матеріали анітрохи не погіршили характеристики потужності і надійності.
Схема мотора, рис.1, не зазнала принципових змін. Хочу звернути увагу тільки на те, що внутрішній діаметр корпусу мотора може бути змінений в діапазоні 16,0-16,5 мм в залежності від наявної оправлення. Зовнішній діаметр, відповідно, може мати діаметр від 20,0 мм до 20,5 мм. Відповідно - це значить, що товщину стінки мотора треба зберегти.
Паливо таке ж, як для РДК-2 - плавлена сорбітовий карамель. У двигун влазить 28,5 г палива, з урахуванням трасера. У тязі бере участь приблизно 23г.
Корпус робиться з 2-х смуг малювальної паперу формату А3. Альбоми для малювання такого формату є в кожному магазині канцтоварів. Цей папір товщі офісної, але тонше ватману.
40 см і розпиляв його на дві частини. Одну частину використовую для оправлення, другу для трамбування. Трамбовка знадобиться нам для формування сопла. Для того, щоб клей не лип до оправці і щоб забезпечити невеликий зазор між корпусом і трамбуванням, на оправлення треба намотати два шари скотча.
Ще один нюанс, мабуть, єдине невелике технологічне ускладнення - необхідно підібрати металеву трубу для зовнішньої оправлення корпусу. Вона потрібна, щоб не порвався корпус в місці запресовування сопла, тому довжина зовнішньої оправлення може бути і менше довжини корпусу, але бажано не менше 40 мм. Відразу після накрутки корпусу, поки він ще сирий і шари не схопилися, треба підігнати його зовнішній діаметр під зовнішню оправлення. При необхідності відрізати зайву намотування. У оправлення корпус повинен входити вільно, але без люфту.
Щоб корпус не повело, краще сушити прямо на оправці.
Після висихання, бажано торцануть шкіркою, щоб зробити чіткий зріз без клею і без зсуву шарів з боку сопла. Це посилить зчеплення сопла з корпусом.
Сопло в моторі РДК-2У має мало спільного з соплом прототипу. Технологія спрощена до межі. Втім, нічого нового я тут не пропоную, оскільки пресовані з сухої глини сопла давно відомі. Але я б ніколи не поставився серйозно до цієї методики, якби не один цікавий нюанс, який виявив в своїх експериментах - розпал сопел, пресованих з необпаленої глини практично відсутня в ракетних двигунах на карамельному паливі. В соплах з обпаленої глини досягти цього не вдавалося. Виходить, що проста технологія виявилася значно ефективніше.
Що стосується матеріалу, то тут виявилося все ще простіше. Заходимо в будь-який зоомагазин і купуємо наповнювач для котячих туалетів. Треба тільки простежити, щоб на упаковці було зазначено, що він містить 100% чистої глини. У кого в будинку є кошак, тому і ходити нікуди не доведеться. На одне сопло нам знадобиться 7 г наповнювача. Пробував косметичну білу глину і блакитну для ліплення, теж годяться.
Але ми не будемо чекати, коли смола засохне і приступимо до заповнення мотора паливом. Як це робиться, розповім нижче. Після заправки треба буде почекати, коли паливо застигне.
Тепер приступаємо до формування каналу в соплі і, одночасно в заряді. Беремо свердло Ø4 мм і висвердлюємо з боку сопла канал довгою 73 мм, тобто 18 мм на сопло і 55 мм в заряді. Щоб свердління було чітко по центру, застосовуємо простий кондуктор, намотаний з паперу на клею. Думаю з фотки зрозуміло, як він працює. Звичайно, у кого є токарний верстат, той може обійтися без кондуктора і засвердлити канал на верстаті.
Власне, сопло сформовано і може бути використано в такому вигляді. Але щоб зняти з нього максимум тяги треба зробити дифузор - розширюється вихідну частину. Це можна зробити за допомогою конусної шарошки з кутом при вершині 24-28 °, акуратно рассверлени вихід до діаметра 8 мм. Я роблю ще простіше - перед пресуванням сопла в зовнішнє оправлення підкладають сталеву вставку-матрицю, що має форму дифузора і отримую заготовку з розширенням.
Ще одне зауваження. Перед тим як закладати паливо, проконтролюйте довжину отриманого сопла. Вона може трохи відрізнятися від планованої і це треба врахувати при формуванні каналу.
Закладка палива робиться після того, як в корпусі буде сформована глиняна пробка під майбутнє сопло, поки без каналу. З внутрішньої сторони корпусу відзначаємо олівцем рівень, до якого треба закласти заряд. Розплавлена сорбітовий карамель акуратно закладається невеликими порціями маленьким шпателем з алюмінієвого дроту. Після закладки кожної порції корпус обстукивается якимось стрижнем або, наприклад, чайною ложкою, для того, щоб порція палива розтеклася по діаметру корпусу і заповнила всі порожнечі. Намагаємося не заляпати корпус вище позначки рівня палива. Якщо твердості рук не вистачає, використовуємо захисну муфту з паперу, як робилося при зарядці мотора РДК-2. Заповнюємо паливом до позначки. Якщо все буде зроблено чітко, то заряд вийде без бульбашок, що дуже важливо. Ми залишаємо мотор в спокої до застигання палива. На це може знадобитися від 4-х годин до доби. Після затвердіння заряду приступаємо до формування каналу (див. Розділ "Сопло"). Можна спочатку сформувати заглушку.
Заглушку формуємо після закладки і застигання палива. Це можна робити як до висвердлювання каналу, так і після - без різниці. Точніше різниця тільки в тому, що для того, хто робить канал на верстаті, краще спочатку сформувати заглушку. Однак, перш треба обов'язково помітити на зовнішній стороні корпусу верхню межу палива.
Заглушка робиться з епоксидної смоли. Щоб забезпечити надійне кріплення такої заглушки висвердлюємо в корпусі вище кордону палива на 10 мм п'ять отворів Ø4 мм по периметру. Наметовому на корпус смужку скотча липкою стороною вгору, так, щоб він не прилип до корпусу, але закрив зовні ці отвори. Тепер заливаємо епоксидку до потрібного рівня і залишаємо застигати.
Ось і вся заглушка. Просто, але надійно.
ПІРОСІСТЕМА
Остання операція складання двигуна РДК-2У - організація піросістеми викиду парашута, звичайно, якщо така необхідна. В іншому випадку даний розділ можна пропустити.
Організувавши трасер диною 18 мм, ми, по-принципі, вже зробили півсправи. Він буде працювати сповільнювачем на 5-6 секунд. Нам залишилося передати запалювання від трасера на вишибной заряд. Для цього висвердлюємо в заглушці канал діаметром 3 мм до початку палива. Для цього нам і потрібна була відмітка верхньої межі заряду. Засвердлити треба акуратно, тільки-тільки зачепивши край палива. Заглибитися можна не більше ніж на 1-2 мм.
У канал засипаємо димний порох і подтрамбовиваем його тонким стрижнем. У верхню частину корпусу над заглушкою засипаємо вишибной заряд, наприклад, той же порох. Кількість вишибного заряду визначається експериментально для конкретної ракети. Для невеликих ракет зазвичай потрібно 0,3-1,0 м
Залишилося закрити і щільно піджати зверху вишибной заряд гуртком товстого картону, вставленого в натяг - і система готова.
Для двигуна підходить будь-запалювання, що працює через сопло і забезпечує займання заряду у верхній точці каналу. Це може бути і найпростіше з проекту РК-2 і більш просунуте типу ВЗК.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
-
Габарити
- - L = 125 мм
- - D = 20.5 мм
- - M = 59 г
-
заряд палива
- - сорбітовий карамель, скріплений
- - L = 63 мм
- - D = 16,5 мм
- - M = 23 г (без урахування сповільнювач)
- - Lкан = 55 мм
- - Dкан = 4 мм
-
сопло
- - суха глина, пресоване
- - L = 18 мм
- - D = 4 мм
- - дифузор 24 °
- - розширення 4
Мотор видав все, що від нього і очікувалося, тобто пристойний результат. Тяга близько 4-х кг і непоганий питомий імпульс 112 с.
Розпал сопла, як я і говорив, що невиявлений.
Розрахункові характеристики ракети c даними мотором в програмі ALTIMMEX наведені на рис.3.
ВИСНОВОК
На закінчення, хочу сказати, що давно хотів запропонувати любителям просту конструкцію повноцінного ракетного двигуна. Не скажу, що це була проста задача, але нарешті можу це зробити. Дійсно, що перш за все любитель хоче від мотора? Напевно, щоб він міг бути виготовлений швидко, без складного обладнання і важкодоступних матеріалів. При цьому важливо, щоб мотор видавав повноцінні характеристики, не мав розпалу критики. Думаю, двигун РДК-2У відповідає таким вимогам. Дійсно, що потрібно для виготовлення? Папір, канцелярський клей, епоксидка, котячий наповнювач - з матеріалів ніби все. З обладнання найскладніше підібрати оправлення, і то в наш час не роздобути пару простих залозок - треба дуже постаратися.
Що стосується характеристик, то повторюся, вони не постраждали.
Всі технологічні знахідки, використані в конструкції РДК-2У з успіхом можуть бути використані і в інших конструкціях.