Почему снова сгорела «баночная» РП-41Б (седьмой запуск)

Самые простые двигатели в ПП трубе 20 мм летают со скрепленным зарядом (карамель заливается в трубу «одним махом»). В результате профиль тяги имеет прогрессивный характер. 

Для выравнивания профиля обычно используют несколько шашек с открытыми торцами. В результате их горения — на начальном участке площадь горения выше и профиль тяги за счет этого выравнивается. Вариант такого исполнения двигателя решил проверить в очередном запуске легкой баночной ракеты РП-41Б.

Общий обзор двигателей и вариант исполнения «шашечного» двигателя в ПП трубе 20 мм показан в ролике:

За основу взята трубка от «сгоревшего» в пятом запуске двигателя. Длина трубки 130 мм. С одного конца — заглушка с отверстием — соплом. Для создания «ровного» профиля тяги двигателя выбрал вариант с двумя шашками по 45 мм длиной и для формирования задержки срабатывания петарды — «глухая» шашка 20 мм. В теории такой двигатель обладает следующими характеристиками:

как видно из расчета — профиль стал «зеркальным» к варианту «цельного» карамельного заряда. Теперь тяга в начале выше и несколько спадает к концу работы двигателя. Для полета это лучше — ракета будет «бодрее» уходить со старта.

Шашки изготавливал по «типовой» технологии. Снова опробовал вариант применения каналообразующей шпильки без использования защиты из скотча. Шпилька проворачивается примерно через час после заливки карамели и потом вынимается еще до окончательного затвердения топлива.

IMG-20240511-114353 IMG-20240511-114806
IMG-20240511-115339 IMG-20240511-115822
IMG-20240511-120422 IMG-20240511-120853

Шашки скреплены скотчем — он выполняет также роль теплозащиты. Вся «колбаска» вставлена в трубу двигателя. Верхняя заглушка выполнена заливкой термоклея на глубину 15 мм. По центру — петарда, фитиль которой лежит на не закрытом торце верхней глухой шашки. (Забегая вперед, надо сказать, что такое исполнение неудачно — клей расплавился.)

IMG-20240511-121434 IMG-20240511-121736
IMG-20240511-122622 IMG-20240511-122333

Сама ракета к седьмому старту не претерпела изменений. Учитывая высокую вероятность аварии, не стал устанавливать никакой электроники в ракету.
IMG-20240504-152957
Схема ракеты близка к варианту РП-41А.
rp41a-cx

Длина ракеты 560мм (+25мм заглушка двигателя), масса ракеты = 315г. Для получения нормальной устойчивости пришлось в головную часть поместить пакет гвоздями — масса груза (гвоздики) = 55,8г.


12 мая 2024. Довольно ветренная погода — несколько дней оттягивал запуск, ожидая улучшения. Но — решил запускать.
P40512-095453
Вид сверху
P40512-095458

… и снизу
P40512-095503
Видеозапись седьмого запуска ракеты РП-41Б

Запуск двигателя обычной нихромовой проволочкой  прошел успешно. Ракета пошла на подъем. Однако еще до схода с рельса прогорела верхняя заглушка двигателя, пошел дым из места сочленения частей ракеты. Ракета разобралась. Фал перегорел. Головная часть упала вблизи старта. Хвостовая — отлетела подальше.

rp41-7-mn1 rp41-7-mn2
rp41-7-mn3 rp41-7-mn4
rp41-7-mn5 rp41-7-mn6

Кадры взлета с другой камеры

rp41-7-x1 rp41-7-x2
rp41-7-x3 rp41-7-x4
rp41-7-x5 rp41-7-x6

На местах падения — головная часть без повреждений. Сгорел фал, оплавился парашют (использовать далее его уже нельзя). Хвостовая часть — повреждена верхняя банка.

rp41-7-mk1 rp41-7-mk2
rp41-7-mk3 rp41-7-mk4
rp41-7-mk5 rp41-7-mk6

Итог: такую конструкцию двигателя использовать нельзя. Возможно, поможет хорошая верхняя заглушка из ПП. Но в этом случае меняется конструктив двигателя и способы его установки в ракету.

Скорее всего, пламя пошло от сопла по внутренней поверхности трубы  (внешней поверхности бронировки шашек) и расплавило термоклей заглушки. После пламя вырвалось внутрь корпуса ракеты и сожгло фал. Давление разобрало ракету. Петарда сработала уже потом (нашел ее на земле рядом с головной частью).


Некоторые цифры седьмого запуска РП-41Б

  • Масса пустой трубы двигателя 20мм на 130мм = 20,8г
  • Шашки 16мм на 45мм и 20мм = 11,9 + 12,1 + 6,3 => 30,3г
  • Масса всей «шашечной колбаски» = 31,1г
  • Масса двигателя с петардой до заливки клея = 53,3г
  • Масса двигателя 55,3г
  • Положение центра тяжести 330мм от носа
  • Длина ракеты 560мм (+25мм заглушка двигателя)
  • Масса ракеты = 315г
  • Масса груза (гвоздики) = 55,8г
  • Скорость схода с рельса = 9 м/с