Как слетала труба картриджа в двигателе (седьмой запуск РП-34В)

Хотел проверить возможность вторичного использования летавших двигателей.

Трубы ПП в безсопловых двигателях летают хорошо. Использованную в качестве корпуса двигателя трубку можно потом неоднократно заряжать и запускать. Пример тому — двигатель в РП-34 (шесть раз на ней, а до того раз пять на других ракетах эта трубка ПП 25 мм, PN-10 длиной 140 мм — летала). Нужно только торцы обмотать скотчем, чтоб не сильно оплавлялись.

Было интересно проверить вторичное использование двигателей с соплом! Для образца взял взорвавшийся двигатель из трубы от картриджа. В печальном запуске он «взорвался» сразу после старта — корпус прогорел в месте стыковки глухой и первой тяговой карамельной шашки.

Отпилил покореженную верхнюю часть трубы. Вполне себе рабочее сопло (шайба М6 и «холодная сварка») остались в целой части трубы.

IMG-20220903-172251 IMG-20220903-172307

Идея была — заправить эту трубу карамелью со стороны отпиленной верхней части, проткнуть каналообразующей шпилькой (впихиваем ее через сопло) — примерно как в двигателе из гильзы.
IMG-20220904-092720

Таким образом получаем скрепленный карамельный заряд. Верхнюю заглушку формируем заливкой термоклея на глубину 20 (у меня в итоге получилось только 15) мм. Для надежности — фиксируем заглушку винтом М3 насквозь.

 IMG-20220903-172245  IMG-20220903-172316
IMG-20220903-172258 IMG-20220904-092655
IMG-20220904-092625 IMG-20220904-101846
 IMG-20220904-102534  IMG-20220904-102528
IMG-20220904-102539 IMG-20220904-102817
 IMG-20220904-102648  IMG-20220904-102654
 IMG-20220910-112201  IMG-20220910-112401
  • глубина канала от торца трубы — 125 мм, а не 120 как на рисунке

На длину канала в трубу вставил «термозащиту» из свернутого листа А4 обычной офисной бумаги (на фото видно). В качестве вышибного заряда традиционно установил пару петард.

Теоретические параметры двигателя дают примерно вдвое более высокую тягу, чем безсопловый двигатель всегда летавший на РП-34. Правда профиль тяги — ужасен — нарастающий!

А уж теоретическая высота подъема РП-34В вообще — идеальна!

Масса собранного двигателя 110 грамм.


Испытать двигатель решил на РП-34В. После шестого запуска ракету пришлось основательно подлатать. Напечатал «юбочку», удерживающую лопасти в сложенном состоянии и резьбовую часть головной части, которая, собственно, вставляется в корпус ракеты.

Пришлось снова достать дихлорэтан и приклеить сломавшиеся два стабилизатора (армирование кусками филамента PLA).

В итоге — масса «двухлопастной» ракеты составила 631 грамм (примерно как и с безсопловым двигателем).

Запас устойчивости — достаточный. Положение центра тяжести — 61 см от носа.


10 сентября 2022 года. Второй за день запуск состоялся после обеда — ближе к вечеру. Погода отличная, ветерок — небольшой.
IMG-20220910-153409

Вид на двигатель. Труба картриджа торчит из ПВХ корпуса ракеты. Бумажный скотч — как уплотнение и термоизоляция.

IMG-20220910-153424 IMG-20220910-153419

Узел крепления лопастей, сами лопасти и головная часть.

IMG-20220910-153435 IMG-20220910-153430

Двигатель вызывал большие сомнения, поэтому отошел подальше
IMG-20220910-153722

Видеозапись седьмого запуска РП-34В

Что произошло.

Сначала не понял, почему такое поведение ракеты в полете. После осмотра двигателя увидел дыру (прогар) в корпусе в районе примыкания сопловой части и топлива.

rp34-7-1 rp34-7-2
rp34-7-3 rp34-7-4
rp34-7-5 rp34-7-6

Поначалу все шло хорошо. Ракета покинула направляющую. Однако сразу наклонилась. На кадрах видно след выхода газов не только из сопла, но и сбоку — корпус прогорел (как раз там, где нет термозащиты). «Выхлоп» был довольно солидным — ракету развернуло почти на 180 градусов. При этом произошло торможение работающим двигателем. В конце концов ракета упала на землю недалеко от места старта. Двигатель продолжал «потихоньку дымить». ССР сработала уже на земле — взорвались петарды вышибного заряда.

rp34-7-x1 rp34-7-x3 rp34-7-x2

Падение ракеты попало в кадры камеры, лежащей на земле под ракетой.

На месте падения ракеты — совершенно целая РП-34В. Глубоко в землю ушла головная часть (как и в шестом запуске — пришлось повозиться с ее выкапыванием).

IMG-20220910-154100 IMG-20220910-154107
IMG-20220910-154104 IMG-20220910-154115
IMG-20220910-154134 IMG-20220910-154124

 

На фото ниже — видно состояние двигателя.

IMG-20220910-154924 IMG-20220910-154428
IMG-20220910-154639 IMG-20220910-154626
IMG-20220910-154633 IMG-20220910-154709
IMG-20220910-154946 IMG-20220910-154929

Итоги:

  • Система спасения не успела сработать — обидно, но не это было важным в запуске.
  • Корпус двигателя прогорел в районе сопла. Это неприятно, т.к. планировалось использовать двигатель несколько раз. Видимо в месте окончания теплозащиты температура и давление были довольно критичными для тонкой алюминиевой трубки. Двигатель после падения был очень горячим — в руки взять нельзя!
  • Очень хорошо — выдержала заглушка из термоклея. Именно это место казалось самым слабым. Теперь можно пробовать такой метод заправки использованных двигателей: отрезаем верхнюю часть, закидываем шашки или заливаем карамель и заливаем клеем верхний торец двигателя.