Снова вернулся к двигателям. Цель: несложно, быстро, но с высокой вероятностью результативно сделать двигатель с «ощутимой» тягой.
Неоднократно делал двигатели с карамельным топливом и «пластиковыми» стенками. Решил еще раз вернуться к этой теме — создать двигатель на основе тонкостенной ПП трубы без скрепленного заряда.
За основу «рассуждений» и вообще — возможности построения подобного двигателя взял наработки Richard Nakka по созданию двигателя из PVC труб. У него использованы тонкостенные ПВХ трубы 1″ и 1-1/4″ Schedule 40. Геометрически к дюймовой трубе близка наша 32 мм труба. ПВХ — уж очень мне не понравились в плане термостойкости, так что вполне подходит ПП труба PN10 (по габаритам). По давлению — очень сильно «наша» уступает «импортной» (10 атм против 30 атм). Тем не менее я решил попробовать «нашу» трубу в качестве корпуса двигателя (авось за 1,5 сек ничего с ней не произойдет). Выбрал 25 мм трубу — меньше топлива, меньше давление…
Перебрал несколько вариантов компоновки шашек внутри 200 мм. Критерии — минимальное давление, «горизонтальный» профиль тяги, «ощутимая мощь» (больше 70Н). Выбрал вариант: 3 шашки, оба торца в тяге.
Конечно, не «супер» параметры — можно достичь и большего, но при этом существенно растет давление (более 30 атм). Здесь оно также не маленькое (в начале работы максимальное — 25 атм, но потом снижается), есть работы, где указано, что реально труба PN10 может несколько секунд выдержать повышенное давление. В расчете я занизил эффективность, т.к. не планировал делать сопло «по правилам» — в моем случае сопло это дыра в пластиковой заглушке (такие двигатели у меня успешно летали — разгар на 4 мм).
Топливо — классическая сорбито-калиево-селитровая карамель (как у Ричарда).
Реально получившиеся параметры (геометрия и масса) двигателя:
- Длина основных шашек 66 мм
- Диаметр по топливу 20 мм
- Диаметр канала 5,5 мм
- Длина трассерной шашки 18 мм
- Массы получившихся шашек (с оснасткой/масса топлива): 49,5/26,5 + 50,0/26,7 + 51,5/28,7 + хх/11,8 (грамм) = 96,4
- Масса двигателя 162 грамма
Сразу бросается в глаза, существенно меньшая масса топлива и ее разброс по шашкам. Связано с тем, что реальный диаметр по топливу существенно меньше 20 мм (4 слоя офисной бумаги в качестве бронировки — потом 3 из них обрываю). Если принять диаметр по топливу 19 мм, то массовые параметры совпадут. Разброс по шашкам связан с освоением технологии: первые две шашки — не удерживал крышку при формировании канала и излишки топлива свободно выходили наружу; в третьей — прижал крышку и не давал топливу просачиваться — получилось плотнее. Если пересчитать на 19 мм, то двигатель становится класса G73, максимальное давление уменьшается до 23 атм, полный импульс падает до 83 Н*с.
Для сравнения у Richard Nakka G-motor состоит из одной шашки 178 мм длиной, 24 мм диаметром и массой 125 грамм, канал 9,5 мм.
Изготовление двигателя РДП20-200
Первым делом — надо сделать шашки. Технология такая: отрезаем кусок трубы (той же, из которой будет корпус двигателя) нужной нам длины (у нас шашка 66 мм). Внутрь трубы вставляем свернутый лист офисной бумаги (полоса шириной 66 мм по длинной (297 мм) стороне). Заливаем карамель. Протыкаем шашку шпилькой. Ждем когда застынет … Готово!
На практике потребуется оснастка. Сначала — основание. В него вворачивается винт М5х90. Вместе с коктейльной трубочкой и скотчем это будет каналообразующем стержнем, на который будем насаживать залитую карамелью трубу — шашку.
Отрезок трубы устанавливается в торцевые чашки («нижнюю» и прижимаемую сверху — «верхнюю»). На дно нижней чашки укладывается картонка, накрытая скотчем — чтобы карамель не прилипала. Верхняя крышка также обклеена скотчем. Внутри трубы — бумажная бронировка.
Так выглядят подготовленная к работе оснастка (печать 3D из PLA)
 |
 |
 |
 |
Кроме «тяговых» шашек, делаем «глухую». Это как бы «трассер». Тут просто кусок трубы, с одной стороны — картонка и скотч. Заливаем карамель, ровняем торец… все! Предварительно бумажную ленту в трубу также закладываем в качестве ТЗП и бронировки.
Этапы изготовления шашек:
 |
 |
 |
 |
Пока шашки «стынут», занимаемся корпусом двигателя. Это труба PN10 диаметром 25 мм (стенка у нее 2,3 мм). Отрезаем кусок нужной длины. У нас это 66 *3 + 18 = 217 мм — к этому добавил 20 мм «на всякий случай». Далее надо один конец трубы «заглушить» ПП заглушкой. В ней по центру будет дырка — сопло. Диаметр дыры взял 5,5 мм (с ним можно много «играться», изменяя параметры двигателя). Задачу сверления дыры по центру решал с помощью «кондуктора» (для заглушки 25 мм — внешний диаметр «кондуктора» — 24 мм).
 |
 |
Припаять заглушку к трубе — тоже задача! Надо сделать это ровно!
На следующий день снял шашки, оборвал с них 17 см «лишней» бумаги бронировки. Вынул «коктейльные трубочки» из каналов. Остатки картонки, которая лежала на дне чашек, пришлось вырезать ножом.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Выкладываем шашки на уголок, выравниваем. Скрепляем бумажным скотчем по всей длине (плюс я оставил «хвостик» в сопловой части — чтобы нижняя шашка не касалась ПП заглушки). Скотч клеил внахлест. После этого места стыков шашек обмотал одним слоем широкого бумажного скотча. Больше ничего намотать не удастся — и так в трубу «колбаска» лезет с трудом…
 |
 |
Засовываем «шашечную колбаску» в трубу двигателя. До «засовывания это выглядит так:
 |
 |
После «упаковки» шашек и «впихивания» «колбаски» до конца получаем со стороны верхней заглушки «пустоту». Ее оставил для безопасного напаивания верхней заглушки.
 |
 |
Сопловая часть выглядит так. Видно нижнюю шашку в сопловое отверстие.
 |
 |
В верхней части устанавливаю упор-заполнитель из ПП трубы 20 мм (она плотно входит в ПП трубу 25 мм (PN10). Упор слегка выступает — это позволит гарантированно прижать шашки при установке верхней заглушки.
 |
 |
В итоге получился симпатичный двигатель. Масса двигателя 162 грамма, карамели в нем — 96,4 грамма.
Файлы
- Теоретическая прикидка параметров двигателя rdp20-160sh
- STL файл для печати основания оснастки для изготовления шашки (под винт М5 потай) Shashk_Osnov4_6
- STL файл для печати нижней части оснастки для изготовления шашки (под трубу PN10 25мм) Shashk_DownII_5_6
- STL файл верхней части оснастки (крышка) Shashk_Up5_6
- STL файл кондуктора для сверления по центру в заглушке ПП трубы 25 мм (под сверло 5,5 мм) Cyrcle24x6x20