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Moritz93

Anzündhilfe

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Beitrag 7153946 , Hybridtriebwerk selber bauen [Alter Beitrag26. Januar 2010 um 23:19]

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Hi,

Bin zwar hier im Forum neu, hab aber schon etwas Erfahrung im raketenmodellbau ( T1 Bereich und etwas T2/ D12 und zweistufig C und B, wink )

Hab mich jetzt für Hybride begeistert. Würd jetzt gerne einen selber konstruieren/ bauen, für Jugend forscht.
Ich weiß, dass das ein sehr schweres bis unmögliches Projekt wird vor allem da er auch noch flugfähig werden sollte, aber darin liegt ja gerade der Reiz. Mir macht's nichts aus wenn das Projekt einiges an Zeit und Nerven kostet.

Wollte jetzt erstmal den Motor in der theorie konstruieren, dann Erfahrung im Umgang mit Metallbearbeitung sammeln ( evtl ein Praktikum), den Motor bauen, einige bodentests durchführen ( verschiedene grains etc) und dann noch ne passende Rakete konstruieren damit das ganze fliegt.

Das N2O kann ich hoffentlich über die Schule beziehen.

Von der größe dachte ich so an einen Schub von um die 100 N
im Moment hab ich allerdings noch kein Plan welche maße der Motor dafür haben sollte, außerdem fehlen
mir noch einige Formeln für z.B. Düsendurchmesser, benötigte N2O Menge etc.

Hoffentlich kann mir da jemand Tipps / denkanstöße geben wie ich das Teil ( erstmal in der Theorie ) bauen sollte



Geändert von Moritz93 am 26. Januar 2010 um 23:33

Roman

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Roman

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Beitrag 7153948 [Alter Beitrag26. Januar 2010 um 23:31]

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Servus,

Das mit dem nicht ganz legal würde ich mal editieren wink

Hybride sind wirklich eine Klasse für sich und machen einen ganz speziellen Reiz aus!

Zur Berechnung hier einige wichtige Quellen:

Cpropep - Zur Berechnung des Isp, des Drucks im Düsenhals etc.

Düsenberechnung

SPL

SPL hat unter Student Projects auch einige gute .pdf-Quellen.

Wenn du weitere Informationen zu Hybriden oder auch Jugend-Forscht (war drei mal dabei, 2 mal mit Hybriden) --> PN.

MfG
Roman

http://www.hybrid-freak.de

'Technisch gesehen hat alles funktioniert!'
-Ich (aber oft kopiert)
Moritz93

Anzündhilfe

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Beitrag 7153951 [Alter Beitrag27. Januar 2010 um 00:27]

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Danke für die nützlichen Links konnte leider noch nicht alles durchlesen,
Grundprinzip und worauf ich alles bei hybriden achten muss hab ich jetzt verstanden.

Bezüglich größe und Leistung des Motors habe ich leider noch keine Ahnung.
Was ist da gut --> ordentlich wumms aber trotzdem noch realisierbar.
Soll ja mal fliegen aber dann auch wieder sicher züruck kommen. Für Rakete, Bergungssystem Elektronik etc. Kommt ohne Motor sicher nen Kilo zusammen.
Nen etwas größerer Motor müsst ja auch leichter zu zünden sein, vor allem Pyrotechnikfrei.

Wie ist eigentlich der injektor aufgebaut - als Lanze die ins grain reinragt oder einfach "Löcher" in der Rückwand ?

Trevize

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Beitrag 7153952 [Alter Beitrag27. Januar 2010 um 08:09]

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Moin Moritz,

an deiner Stelle ("...Erfahrung mit Metallbearbeitung sammeln...") würde ich mit einem Microhybrid beginnen. Den gibt's fertig für kleines Geld zu kaufen und da kannst du gucken, welche Fertigkeiten du dir aneignen solltest. Außerdem funktioniert er vergleichsweise verläßlich, so dass Frustrationserlebnisse wie bei einem ohne Erfahrung selbst gebauten Triebwerk schon mal fast ausgeschlossen sind. Ein weiterer großer Vorteil: Das N2O gibt es ganz legal und ohne Probleme beim Sahnekapselhändler deines Vertrauens.

Grüße!

Hagen
Neil

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Neil

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Beitrag 7153953 [Alter Beitrag27. Januar 2010 um 08:28]

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Hi,

schön das du dich für Hybride interessierst.
Wenn du wirklich pyrofrei zünden willst, wird es wohl ein etwas größerer Motor. Neben dem Tankschaluch muss noch ein Schlauch für das Zündgas dort hindurch geführt werden. Die Düse wird dann so groß (ca. 11mm im Düsenhals) das du einen Schub um die 250N bekommst.
Ich finde auch das der Microhybrid eine gute Lösung darstellt. Die Tatsache das man den mit "Sahnekapseln" betreibt hat den großen Vorteil das du dir ein paar hundert Euro Betankungsanlage sparst und die Problematik der N2O Beschaffung.
Es gibt im übrigen auch 16g Kapseln und hier auch einige die dafür einen Motor gebaut haben.
Der Injektor ist im einfachsten Fall eine simple Bohrung mit dem passenden Durchmesser. Aber das kann man ja optimieren und daraus die Forschungsarbeit machen.

Gruß

Neil

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Moritz93

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Beitrag 7153962 [Alter Beitrag27. Januar 2010 um 16:09]

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Hi,

erstmal vielen dank für die hilfreichen und schnellen antworten.

Werd mir jetzt wahrscheinlich erstmal einen MH kaufen um Praxiserfahrung zu sammeln sowie verschiedene grains und injektordesigns zu testen. Kann mir da jemand nen guten MH empfehlen, mir gefällt der von caveman ganz gut ist der empfehlenswert?
Wie werden eigentlich die MH gezündet?

Nichtsdestotrotz werde ich die planungs arbeiten an einem großen Hybriden fortsetzen.
Bei 250 N Schub müßte des max. Startgewicht doch ca. 5- 6kg betragen ( Faustregel: Schub in N : 4 : 10 N/kg = max. Startgewicht ) oder ist die Berechnung bei Hybriden anders?

Über das GSE hab ich mir auch schon Gedanken gemacht.
Am teuersten ist wohl das magnetventil zum tanken. Für das Dumping müßte doch ein mechanisches genauso funktionieren. Muss man die N2O Flasche kaufen oder gibt's da so ne Art Pfandsystem?
Für den Sauerstoff bräuchte man wohl einen druckminderer und ebenfalls ein Ventil.
Die Schläuche sind da dann ja hoffentlich auch nicht allzu teuer.
Die zündspannung sowie Stromversorgung liefert dann mein ( bereits vorhandenes ) 12V Startgerät.
Stimmt das so ungefähr oder hab ich einen wichtigen Kostenpunkt vergessen?

Das N2O sollte ich hoffentlich über die Schule beziehen können - wenn nicht wäre das ein größeres Problem.

Neil

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Neil

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Beitrag 7153969 [Alter Beitrag27. Januar 2010 um 19:59]

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Hi,

der von Caveman ist okay. Alles zum Thema zünden findet man hier im Forum.

Für ein GSE brauchst du zwei Magnetventile. Wenn du zum ablassen keines brauchst, warum dann zum tanken?
Für den Sauerstoffstrom wäre auch noch ein Ventil von Vorteil. Die Flasche und Druckminderer bekommst du im Baumarkt. Evtl. wäre sowas wie ein Rückschlagventil noch sinnvoll.
Was man auch nicht vergessen darf sind die Veschraubungen um alles miteinander zu verbinden.
Zum zünden reicht Stahlwolle und ein Glühdraht.
Gas gibt es nur in Mietflaschen.
Alles im allen bist du schon ein paar hundert Euro los.

Gruß

Neil

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Moritz93

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Beitrag 7153987 [Alter Beitrag28. Januar 2010 um 18:58]

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Hi,

gut, dann werd ich mir jetzt erstmal den Caveman MH bestellen um Erfahrung zu sammeln und verschiedene Grains auszuprobieren (was im kleinen funktioniert kann man ja sicher auch auf größere Motoren übertragen)
passen auf den eigentlich auch die 16g Kapseln (ausgelegt ist er ja für 8g) oder gibts da Probleme wegen dem Anschluß (was sich ja beheben lässt) oder wegen zu hoher Belastung für die Struktur -> zu lange Brennzeit

Ich hab mich jetzt mit einem guten Freund von mir zusammengeschloßen (er ist in meinem alter)
dadurch durften Kosten und aufwand leichter zu ertragen sein. Außerdem besitzen seine Eltern eine Kunststoffe verarbeitende Firma -> Zugang zu Drehbank und CNC- Fräse.

Für den "großen" Motor hab ich mir jetzt erstmal Gedanken zur Düsenform und ihren Abmessungen gemacht.
Mein Physiklehrer meint, dass eine Glocken-, bzw. Parabelform am besten ist, allerdings soll das ganze extrem schwer zu berechnen sein da die Vorgänge in der Düse dynamisch sind. Dafür gibts wohl keine Formel in die man nur noch die werte einsetzen muss? -> jetzt muss ich erstmal Physikbücher büffeln.

Die Magnetventile für das GSE müssen ja schon was aushalten (bei einem N2O Druck von gut 50bar sollte das Ventilsicher 100bar aushalten) die kosten dann so um die 50€, wie sieht es eigentlich mit dem Material aus?
Die die ich jetzt gesehen hab bestehen fast alle aus Messing oder Edelstahl, das dürfte mit dem N2O ja nicht reagieren.
Das O2 Ventil muss ja keinen so hohen druck aushalten, ich würd jetzt so von 30l/min ausgehen das dürfte für die Zündung reichen, - irre ich mich da?
als Rückschlagventil reicht ja was simples, im Chemieunterricht benutzen wir nen stück Edelstahlwolle in einem Glasröhrchen, es soll ja keinen Rückfluß des Gases verhindern sondern bloß eine Entzündung vermeiden, - stimmt das so?
Wegen dem Preis werd ich mir wohl nen Ferienjob suchen müßen, oder bei Jugend Forscht gewinnenfg ,
ich nehm mal an, das die Förderung die man bei Ju fo beantragen kann sowas nicht deckt.
Neil

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Neil

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Beitrag 7153988 [Alter Beitrag28. Januar 2010 um 19:14]

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Hi,

da passen nur 8g Kapseln rein weil die 16g Kapseln einen zu großen Durchmesser haben. Oder ihr baut euch einen Adapter.
Bei den Ventilen ist neben dem Druck auch das Material der Dichtung entscheidend. Es darf nicht mit den N2O reagieren.
Das mit der Glockendüse würde ich lassen. Das bringt ca. 4%. Eine einfache Kegeldüse mit 15° reicht da völlig aus.
Für Ventile schau mal hier

Gruß

Neil

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Moritz93

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Beitrag 7153990 [Alter Beitrag28. Januar 2010 um 19:46]

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Hi,

uff, das Ventil ist ja richtig teuer (ca. 92€) und dann braucht man ja noch zwei davon.
wie sieht es mit dem hier aus?
als Dichtung wird PTFE (Teflon) bzw. auf dem Datenblatt PTFE und FPM angegeben, beides sind extrem reaktionsträge Fluor- Kohlenstoffverbindungen.

Adapter für 16g Kapseln dürfte realisierbar sein. allerdings führt doch eine größere N2O Menge bei gleichem Injektor zu einer längeren Brenndauer -> größeren Hitze - hält das Alu das aus.

wenn 15° ( auch in Richtung Brennkammer?) ausreichen ist das ja recht einfach.
Ich war grad dabei das hier verstehen zu versuchen (bin durch einen Link von Roman darauf gekommen, Danke).

Ich hab mal gehört das Graphit, aus dem die Düse mal bestehen soll, wegen seinem Staub sehr schwer zu verarbeiten ist und man dafür spezielle Maschinen braucht - hoffentlich geht das auch anders ?
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