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Blackpuma

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Blackpuma

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Beitrag 126120 [Alter Beitrag02. August 2007 um 13:08]

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Also ich denke ein wenig luft um den Motor herum wird nicht viel bringen.
Irgendwo gab es einen Fred in dem Beschrieben wird wieviel Gas bei einer gewissen menge SP frei wird.

Das mit dem energieabsorbierenden Dämpfungselement hat denke ich einen Haken. Die Kraft vom Motor muss doch auf die Rakete übertragen werden. Du brauchst also eine Feste Verbindung von Motor zur Rakete.

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MarkusJ

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Beitrag 126124 [Alter Beitrag02. August 2007 um 13:56]

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Wieso soll die Hohlraummethode nicht klappen? Du brauchst nur ausreichend große Öffnungen, wie ich z.Bsp mit einem Gitter vorgeschlagen habe. Es baut sich ein relativ kleiner Druck auf, zudem haben die Anwesenden beim RaFliTag 07 gelernt, dass die Treibstoffe idr unter Druck schneller abbrennen ... Wenn der Druck also entweichen kann, läuft die Verbrennung langsamer ab, die Explosion wird abgedämpft.

mfG
Markus

Und zum Dämpfungselement: Wieso denn nicht, wenn dein Element unter normalem Schub 25% nachgibt, bei einem Peak durch Explosion aber vielleicht a) durch den restlichen Federweg und b) durch Reibelemente wesentlich mehr Energie abgedämpft weitergeben kann.

Geändert von MarkusJ am 02. August 2007 um 13:57


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Blackpuma

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Beitrag 126126 [Alter Beitrag02. August 2007 um 13:58]

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Wenn ein Motor Platzt ist bereits der gesamte Treibstoff abgebrannt. Es wird schlagartig der gesamte Druck frei! Ich kann mich natürlich auch irren. ;-)

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MarkusJ

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Beitrag 126128 [Alter Beitrag02. August 2007 um 14:10]

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Glaubst du, dass dabei schon der ganze Treibstoff abgebrannt ist? Ich nicht.
Das wäre jetzt aber mal ne Frage für unsere SP-Experten!

Und wenn der Druck frei wird, geht es darum, ihn schnell loszuwerden. Wie wäre es z.Bsp so?



mfG
Markus

Erklärung:
Aussen, schwarz: Körperrohr.
Mitte, schwarz: Schutzrohr, nach oben und seitlich dicht.
Innen, rot: Motor.
Schwarze Striche: Schrauben, die den Motor festhalten, evtl kann man den Motor ja in zwei Ringe stecken.

Linkes Bild: von unten
Rechtes Bild: von der Seite

Rechtes Bild, am oberen Motorende: entweder ein Kreuz aus Schrauben, oder eine durchlöcherte Metallplatte als Druckablass nach oben.

Effekt: Der Druck kann in ein größeres Raumvolumen und dann nach unten entweichen.

Geändert von MarkusJ am 02. August 2007 um 16:29


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Beitrag 126131 [Alter Beitrag02. August 2007 um 14:18]

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Achim, das klingt prinzipiell schon ganz gut. Der einzige Knackpunkt, den ich so sehe, ist die Tatsache dass Du den Motor ja irgendwie befestigen musst, diese Befestigung aber im Fall eines Zerlegers nachgeben muss, um nicht beschädigt zu werden. Bei einer Durchzündung mit Schubspitze, aber intaktem Gehäuse (Auswurf der Düse vllt.) wäre das nicht kritisch, da der Motor ja nach unten raus kann. Problematisch wird das bei längs aufreißendem Gehäuse, da kommen fast nur mehrteilige Halterungen mit Federelementen in Frage. Die Konstruktion wird also extrem aufwändig.

Eine Möglichkeit wäre noch, die gesamte Motorhalterung aus einem elastischen Schaum/Schwamm herzustellen, mit passenden Aussparungen für die Motoren. Die werden so gehalten, können Ihren Schub nach oben übertragen und haben bei einem Zerleger die Möglichkeit sich auszudehnen ohne etwas zu beschädigen (abgesehen von Brandspuren).

Edit: Die Skizze von Markus gefällt mir schon ganz gut, wenn es sich da um Federn handelt, die den Motor zentrieren. Die Federn müssen allerdings hart genug sein um den Motor im Betrieb bei leichten Unregelmäßigkeiten auch gut zu zentrieren. Des weiteren sollte man keine Metallfedern mit geringer Dämpfung, sondern gut dämpfende Gummielemente verwenden.

Oliver

Geändert von Oliver Arend am 02. August 2007 um 14:20

osmadie

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Beitrag 126156 [Alter Beitrag02. August 2007 um 18:04]

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Wenn ein SP-Motor platzt, so verbrennt keinesweg die komplette Treibmasse auf einmal. Es gibt viele Bilder von platzenden SP-Motoren und man sieht praktisch immer, wie brennende Treibstoffreste wegfliegen. SP geht bei einem plötzlichen Druckabfall durch einen Platzer in der Regel nicht aus, während AP-Treibstoffe bei einem Platzer eher sofort aufhören zu brennen.

Man muss also bei SP-Motoren nicht mit einem Druckpeak rechnen, der durch eine augenblickliche Umsetzung des gesamten Treibstoffs entstehen würde. Mit anderen Worten: SP detoniert nicht, nur weil die Hülle platzt.

Zur groben Auslegung reicht vermutlich die Annahme, dass die Motorhalterung kurzzeitig mit Brennkammerdruck beaufschlagt wird, und der liegt üblicherweise im Bereich um die 30bar.

Es ist durchaus möglich, eine Hülse mit GFK zu wickeln, die diesen Druck aushält und dabei nicht zu schwer wird. (Achim, ich berechne Dir gern die Anzahl der Schichten, die die Hülle braucht... big grin ) Es könnte auch ausreichen, die Motorhalterung mit ein oder zwei Schichten Haushaltsschnur eng zu umwickeln. Ich habe diese Methode auch schon bei einer Motor-Halterung angewandt, nur bisher noch keinen entsprechenden Platzer gehabt, also keine Erfahrung, ob das sicher hält. Dabei ist die Halterung auch nur so groß, dass der Treibsatz gerade so gut rein geht.

Als Knautsch-Element nach vorne könnte ich mir vorstellen, den vorderen Leerraum des Treibsatzes nach dem Verschliessen mit Bauschaum auszufüllen.

Ich denke nicht, dass hier eine aufwändige Halterung nötig ist.

Gruß,
Oliver

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Beitrag 126157 [Alter Beitrag02. August 2007 um 18:08]

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Die Übertragung der Schubkräfte ist kein Problem. Im Falle eines Held 5K betragen sie max. 25N. Das lässt sich problemlos via Federscheibe, oder mit einem Silikonelement, vtl. mit Styropor bewerkstelligen. Das Übertragungselement ist ja austauschbar, kann also im Falle eines Platzers beschädigt werden. Die Zentrierung des Motors muss nicht zwingend in der Motorhalterung erfolgen sondern kann auch extern mit einem gesonderten Zentrierungsröhrchen erfolgen in das der Motor geschoben wird und dann zusammen in die Motorhalterung kommt. Auch dieses Teil kann ruhig zerstört werden.

Die Motorhalterung selbst würde ich nach Möglichkeit als konventionelles Rohr ausführen. Als Material käme evtl. Kevlar in Frage. Im Falle eines Platzers wäre eine gewisse Eigenbewegung des Halterohrs nicht zu vermeiden. Daher müsste der Verbund zu der Rakete elastisch erfolgen. Dies könnte man vielleicht mit besagtem Schaum erreichen. Starre Verbindungen sind jedenfalls sicher unvorteilhaft.

Ein Motor platzt übrigens nie nachdem der gesamte Treibstoff verbrannt ist sondern erfahrungsgemäß eher im ersten Drittel der Brenndauer. Die erzeugte Gasmenge ist eher minimal. Ein Kilo SP setzt so um die 300-400L Gas frei. Die 40g eines Held 5K entsprächen also grade mal um die 10-15 Liter. Das größere Problem sind die hohen Gasgeschwindigkeiten durch die hohe Temperatur.

Gruß,
Achim

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Beitrag 126552 [Alter Beitrag07. August 2007 um 20:29]

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Zitat:
Original geschrieben von osmadie
Zur groben Auslegung reicht vermutlich die Annahme, dass die Motorhalterung kurzzeitig mit Brennkammerdruck beaufschlagt wird, und der liegt üblicherweise im Bereich um die 30bar.

Dazu die Anmerkung, daß ein Motorenplatzer, der durch irregulären Abbrand verursacht wird (m.E. der typische Fall) durch einen Überdruck platzt, den dieser Lunker / diese Wandablösung usw. verursachen. Ein solcher Berstdruck kann um ein ganzzahliges Vielfaches über dem regulären Brennkammerdruck liegen.

Ich würde sogar spekulieren wollen, daß der reale Berstdruck über dem Wert liegt, den die Brennkammer dank ihrer Festigkeit vorgibt, einfach wegen der hohen Geschwindigkeit des Vorgangs. Es könnte sein, daß die Wand länger braucht um mechanisch aufzureißen, als der blitzschnelle Druckanstieg im Inneren benötigt, um den Berstdruck aufzubauen. Was dann durch den ersten Riß herauskommt, läge damit sogar über dem aus der Materialfestigkeit abgeleiteten Erwartungswert.
osmadie

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osmadie

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Beitrag 126579 [Alter Beitrag08. August 2007 um 09:47]

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Dass der Berstdruck in der Brennkammer deutlich höher sein wird als der Betriebsdruck ist sicher richtig. Der Druck hängt ja (u.a.) von der Treibsatzhülle ab. Mein Bauchgefühl sagt mir aber, dass diese Hüllen von herkömmlichen SP-Treibsätzen nicht wirklich viel mehr als den maximalen Betriebsdruck aushalten (also dem Druck beim Start-Peak).

Wenn jedoch die Hülle platzt, erwarte ich einen entsprechend schnellen Druckabfall im austretenden Gas, so dass der Druck, der tatsächlich an der Treibsatzhalterung ankommt, nur noch ein Bruchteil vom Berstdruck in der Brennkammer ist.

Klar, es bleibt eine wage Abschätzung. Ich erwarte aber keinen Druck in der Halterung, der um ein vielfaches über dem Brennkammerdruck liegt.

Vielleicht können mal ein paar Experimente zeigen, wie es sich wirklich verhält...

Gruß,
Oliver

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