FORUM.PIROTECHNIKA.ONE.PL

[eltopsj]

Witam serdecznie!

Aż dziw bierze, że NIKT dotychczas nie poruszył tego tematu. Na FORUM rozważaliście różne paliwa ciekłe i stałe, ale o hybrydach nie było jeszcze mowy (może się mylę i nie zauważyłem postu na ten temat - to wyprowdźcie mnie z błędu). Silniki hybrydowe to obecnie HIT poza granicami naszego kraju. Już od dłuższego czasu swędzą mnie palce, aby coś takiego zmajstrować. W naszym rodzimym NECIE nie znalazłem jak dotychczas żadnych opracowań na ten temat. Pora więc coś zdziałać w tej materii.

Konstrukcja silnika jest stosunkowo prosta i możliwa do wykonania w warunkach amatorskich. Utleniaczem w silniku hybrydowym jest podtlenek azotu N2O (czy jak kto woli tlenek azotu (I) ). Paliwem może być dosłownie wszystko co się pali: papier, drewno, tworzywa sztuczne (ktoś nawet testował salami takie do jedzenia ). Do konstrukcji silnika można wykorzystać rurki PCV, lub aluminiowe. Silnik składa się z dwóch zasadniczych zespołów: w górnej części zbiornika na N2O i w dolnej komory spalania, czyli zasadniczego silnika. Zbiornik z zasadniczym silnikiem łączy prosta dyszka metalowa z otworem, przez który N2O trafia do komory spalania. W pobliżu dyszy N2O znajduje się odrobina klasycznego paliwa stałego odpalanego zapalnikiem elektrycznym, niezbędna do zainicjowania pracy silnika. Silnik zasadniczy to klasyczny silnik z dyszą DeLavala (amerykanie używają dyszy grafitowej, ale myślę, że w naszych pierwszych konstrukcjach można by użyć dyszy np. cementowej - będzie wprawdzię cięższa, ale dużo tańsza i łatwiejsza do wykonania). Zbiornik z N2O napełnia się tuż przed startem z butli ze spręzonym podtlenkiem, przez cienką rurkę polietylenową (osadzoną na dyszce metalowej w czasie składania silnika - rurka ta spala się po uruchomieniu silnika). Tu podaję link do strony, gdzie dokładnie (obrazowo) wyjaśniono działanie silnika hybrydowego:

http://www.aeroconsystems.com/motors/ratt-tutorial.htm

A to link do jednej ze stron, gdzie pokazano amatorską konstrukcję takiego silnika:

http://www.geocities.com/jpadfield13/hybrid.html

Jak widać konstrukcja silnika jest banalnie prosta - jedyny problem to odnawialne i niedrogie źródło podtlenku azotu. Sam N2O otrzymać można w prosty sposób - poprzez termiczny rozkład (170-200 stopni C) azotanu amonu, ale już sprężenie tego gazu może nastręczać problemy amatorom.
I tu zadanie i pytanie do wszystkich FORUMOWICZÓW, szczególnie chemików i mechaników. Czy da się opracować jakąś nieskomplikowaną metodę otrzymywania i sprężania w niewielkich pojemnikach podtlenku azotu. Myślę, że temat jest ciekawy i wart pogłówkowania .
Inne źródła podtlenku azotu:

- szpitale: używany w anestezjologii do znieczulania pacjentów w czasie operacji - wydaje mi się, że może to być niebawem ciekawe źródło N2O, gdyż podtlenek ma być wycofany z użycia w anestezjologii (jak się okazuje nie jest taki zupełnie nieszkodliwy) do 2005 roku.

- gabinety stomatologiczne - używany do uspokajania co bardziej nerwowych pacjentów - może KTOŚ wie w jakich pojemnikach używają go stomatolodzy (gdzie można kupić, ceny) ?

- sklepy spożywcze - podtlenek azotu (oznaczenie: E942) używany jest jako substancja spieniająca śmietankę w sprayu - okazuje się, że podtlenek azotu lepiej robi krem ze śmietanki, niż inne gazy. W innych krajach dostępne są w handlu specjalne naboje z N2O - coś jak naboje do autosyfonów z CO2 (nawet chyba podobne wymiary). Używa się ich w automatach do robienia kremów. Byłoby to doskonałe źródło podtlenku azotu - po prostu gotowy zbiornik z N2O. Gdzieś miałem link do strony, na której autor opisuje wykonanie mikrosilnika hybrydowego ze zbiornikiem N2O w postaci takiego naboju (jak odszukam to zamieszczę). Jeżeli KTOŚ wie, gdzie u nas w karaju można kupić takie naboje, to niech się odezwie.

- sklepy motoryzacyjne (i to raczej dla rajdowców) - N2O użuwany jest w systemie NOS do tunningu silników (zwiększanie mocy). System taki zawiera niewielki (czasem bardzo lekki - wykonany z materiałów kompozytowych) zbiornik z podtlenkiem azotu - byłby idealny do naszych potrzeb - tylko ceny są POWALAJĄCE.

- ostatnie źródło, chyba najbardziej oczywiste to centrale z gazami technicznymi. Niestety jest to spora butla. Podtlenek azotu produkowany jest w kraju, w butlach 10 l (masa 25 kg) zawierających 7 kg N2O pod ciśnieniem 150 barów. W moim rodzimym mieście ceny są następujące: jednorazowa kaucja za butlę (jeżeli chcemy kupić prywatnie) 300,-zł, dzierżawa butli 0,60 zł/dobę, N2O - 30,- zł/kg. Wszystkie ceny netto. Butla taka wystarczy na wiele startów i to rakiet ze sporymi silnikami. Oczywiście, że ceny te są do łyknięcia tylko dla zespołu konstruktorów (np. ELTKNOPIR, jeżeli KTOŚ jeszcze zechce się przyłączyć i pomysł spodoba się pirotechmmanowi i knodowi to moglibyśmy ruszyć z tym tematem w przyszłym roku).

Zapraszam do dyskusji na temat silników hybrydowych.

PS Jeśli KTOŚ jest zainteresowany, to posiadam rysunki wykonawcze takich silników, które zassałem zapobiegawczo z AEROCONU. Z oczywistych względów nie mogę ich zamieścić na forum. Plany te zniknęły ze strony AEROCONU od kiedy firma produkuje silniki hybrydowe i komponenty do nich. Chyba nieżle na nich zarabia (kosztują do kilkuset $).

Pozdrawiam

[dziadek kermit]

Kłaniam się pięknie
O ile dobrze pamiętam z praktyk w szkolnym kółku chemicznym to N2O otrzymyje się z Azotyny amonowego ( azotan III amonu ) a nie azotanu (azotan V amonu).
Cholera z tą nową nomenklaturą w sumie masz rację i to azotan i to azotan tylko w jednym azot jest na +3cim, a w drugim +5tym, stopniu utlenienia.
Co do samej idei silnika Hybrydowego to już była mowa o tym w temacie płynne paliwa. Po mojemu zastosowanie gazów nie bardzo ma sens chyba, że w instalacjach stacjonarnych, gdzie ciężar układu zasilania utleniaczem nie odgrywa roli. Natomiast dla konstrukcji latających gazy muszą być skroplone. Zresztą z tego właśnie silnik hybrydowy, gdzie paliwo jest stałe a utleniacz ciekły
Od strony konstrukcyjnej samo zagadnienie jest ciekawe, zwłaszcza powtórny zapłon

[julex]

[dziadek kermit]

Temat jest rozwojowy.
Nasuwa się jednak zasadnicze pytanie jakie korzyści będą z zasatosowania silnika hybrydowego?
Czy przypadkiem nie chodzi tutaj o zwiększenie impulsu silnika?
Silniki na paliwo stałe mają dość ograniczony czas działania wynikający z geometrii ziarna paliwa i po zapłonie nic się z tym nie da zrobić aż do końca spalania.
Myślę, że główny problem leży w takim zaprojektowaniu silnika aby miał nie tylko wystarczającą do uniesienia rakiety siłę ciągu, lecz aby takie działanie utrzymać jak najdłużej.
W silnikach karmelkowych czasy działania są dość krótkie rzędu 1,5 - 2 s i silnik robi impuls głównie siłą ciągu. Dla podniesienia jednak obiektu maksymalnie wysoko lepsze byłoby wydłużenie czasu działania siły ( czyli spalania paliwa) niż zwiększanie siły ciągu.
Zwiększanie siły ciągu przy tej samej masie rakiety powoduje proporcjonalny wzrost przyśpieszeń,co samo w sobie już nastręcza problemów konstrukcyjnych.
Silnik hybrydowy mógłby rozwiązać parę z tych problemów, ale dopuki się nie spróbuje to nie będzie wiadomo co z tego wyjdzie.

[KML]

Witam... Pomysł mi się zajeb...e podoba.. najiekszy problem to N2O , chociaz widzialem ostatnio w Macro 12 nobojów za 9zika mozna byloy wyczaić, tylko tu jest nastepny problem... jak to przelać do czgo innego :/ ??bo reszta to chyba nie problem... a nie moze byc sprezone poweitrze ? lub inne gówno ?
Pozdrowienia. KML

[eltopsj]

Witam serdecznie!

Zgadzam się z tobą kermit, że temat jest rozwojowy. Wystarczy zajrzeć do NETU, aby zobaczyć, że coraz więcej amatorów buduje silniki hybrydowe, tylko nie u nas - aż wstyd. Tu "piję" do juleksa, który jeszcze dobrze nie "ugryzł" tematu (może się mylę?), a już wynajduje "milion problemów". Chłopie (mam nadzieję, że pod tą ksywką nie ukrywa się dziewczyna - bez obrazy he, he) gdyby wszyscy na każdym kroku wynajdowali problemy to nie mielibyśmy w ogóle POSTĘPU.
Na pewno nie jest to konstrukcja dla tych, co nie chcą ruszyć d... z domu i tylko zwijają rurki z paieru, leją do nich karmelek, i twierdzą, że zrobili silnik rakietowy . Specjalnie ruszyłem ten temat nie po to, żeby zrobić zamieszanie, ale po to, aby dać alternatywę wszystkim tym "DOCIEKLIWCOM", którzy w innych postach rozważali możliwość użucia w warunkach amatorskich hydrazyny, wodoru itp. (zrobienie w warunkach amatorskich, bez odpowiedniego zaplecza, silnika na paliwa ciekłe, jest cholernie trudne i niebezpieczne, więc jak chcecie mieć wszystkie kończyny to nie ruszajcie tych rzeczy ). Natomiast silnik hybrydowy to jest właśnie to, z czym możecie poeksperymentować. N2O jest w miarę bezpiecznym i nieszkodliwym utleniaczem (wcale nie takim trudnym do zdobycia) i wszystkim zapaleńcom spragnionym nowinek, daje dobre pole do popisów i eksperymentów. Dla miłośników miniaturyzacji podaję niżej linki do stron (o czym wspominałem we wcześniejszym poście), gdzie autorzy opisują mikrosilniki hybrydowe z wykorzystaniem naboi do robienia kremów (tu pytanie do juleksa, w jakiej hurtowni spożywczej widziałeś naboje z N2O i ile kosztowały?).
Naboje takie zawierają 8 g N2O (i wcale nie musi być N2O ciekły, kermit, aby rakieta latała, silnik po prostu będzie krócej pracował --- a propos --- pytanie do chemików: przy jakich ciśnieniach i w jakiej temeraturze skrapla się N2O? Jakoś nie mogłem nic znaleźć na ten temat).
Z testów wynika, że z takim nabojem mikrosilnik pracuje ok 1 s i uzyskuje 15 Ns. Nic się nie przelewa (to do KMLa), taki nabój to gotowy zbiornik z N2O do mikrosilnika. Nie jest to wprawdzie rewelacja, ale na początek do pierwszych prób dla wszystkich WYCZYNOWCÓW - jak w sam raz.

Zalety hybrydowców są niezaprzeczalne:

- po zrobieniu całkowicie nieszkodliwy (można go przewożić, przesyłać bez żadnego ryzyka,
- możliwość uzyskania długich czasów pracy - oczywiście z dyszą grafitową,
- no i ten łyk adrenaliny chyba trochę większy niż z karmelkiem - prawdziwa procedura tankowania przed startem, i ten płomień z dyszy jak w autentycznej rakiecie - BAJKA

wady:

- troszkę bardziej skomplikowany - wymagany dostęp do tokarki (parę elementów trzeba wytoczyć), ale chyba to nie jest jakiś wielki problem ( juleks) - ja pod nosem mam niewielki warsztat ślusarski, gdzie pan Franio, za parę groszy, wytoczy w pół godziny wszystko, co potrzeba
- N2O - tu mogą być schodki (nie mam na myśli naboi z N2O, bo to tylko zabawa), ale coś większego (koszty patrz mój tytułowy post) - dlatego warto myśleć o wykorzystaniu hybrydów w jakimś poważniejszym projekcie, realizowanym przez zespół np.

Rakieta dwustopniowa tak coś koło 5m wysokości. W pierwszym stopniu trzy silniki o masie startowej 3 kg każdy, w drugim stopniu jeden hybryd 2 kg. W głowicy komputer pokładowy z altimetrem, akcelerometrem i układem radiowej pelengacji - trzeba będzie ją odszukać po wylądowaniu. Ciekawi jesteście, jak wysoko poleci? To zbudujmy ją!

Oto przykładowe linki:

http://www.hpr.org.uk

http://www.microhybrid.com

http://mywebpages.comcast.net/seanmca79/hybrid/

Pozdrawiam.

[pirotechmaan]

Prędzej ja swojego psa ( waży 6 kg ) wystrzelę w swojej rakiecie i bezpiecznie sprowadzę na spadochronie niż Wy zrobicie hybrydowy SR . No ale aby dorzucic trzy grosze to proponuje nitrometan. Stosowany w SR na jednokomponentowe paliwo ciekłe ( czyli bez utleniacza ). Impuls ok. 170 s. Albo proponuję ciekly N2O4.


Pozdr. A

PS. Mam sporo o N20 i N204 . A żeby eltopsji mi nie dokopał to robię palio rakietowe o lepszych parametrach niż balistyt ( mam taka nadzieję ).

[eltopsj]

Witam serdecznie!

[pirotechmaan]

[julex]

No... Eltopsji - masz trochę racji. Moja postawa hamuje postęp ludzkości i pewnie gdybym urodził się 500 lat temu zostałbym inkwizytorem . Niemniej jednak mam kilka konstruktywnych argumentów na nie.

1. Ile prób zwykle trzeba aby konwencjonalny silnik osiągnął maksymalny ciąg i przy tym nie eksplodował? Przy małych silniczkach 2-3 wystarczają , ale przy większych sztukach ważna jest powtarzalość wyników. Połowa z testowanych SR pewnie rozleci się na kawałki. Nie szkoda tyle pracy z toczeniem, gwintowaniem... itd.?

2. Dużo wysiłku

3. Potrzebny jest dobry warsztat. Dla Ciebie to nie problem, jak pisałeś. Ale dla mnie i 90% użytkowników...

Tak czy inaczej: Powodzenia
juleks

PS. Naboje - do kupienia w zwykłych hurtowniach spożywczych. Ja o takiej możliwości słyszałem od "wciągaczy" . Sam nie kupowałem.
KML zaś mówi, że widział je w makro. Niewykluczone.

PPS. Długość ciągu można przecież zwiększyć wydłużając silnik. Oczywiście do pewnego stopnia...

[eltopsj]

Witam serdecznie!

Jak wiesz pirotechmaan jestem elektronikiem, a nie chemikiem, ale coś niecoś z chemii kumam. Otóż jak twierdzisz, że gdyby H2O była taka dobra, to nie stosowano by w tunningu silników samochodów rajdowych N2O tylko tanszą wodę he, he, he. Jak się okazuje, powstający przy termicznym rozkładzie N2O azot jest chłodziwem dla tlenu i ten prawdopodobnie jest wtedy lepszym utleniaczem (moc silników samochodowych rośnie prawdopodobnie o 35%, bo coś tyle mniej więcej tlenu zawiera N2O, a powietrze tylko 21, jak wszyscy wiedzą).

Sorry juleks! Wcale nie chciałem Ci "dokopać" jak twierdzi pirotechmaan, ale jakoś tak wyszło . No, ale mamy trochę ubawu przy tym temacie. Cholera nudna i popieprzona jest ta RZECZYWISTOŚĆ, jak flaki z olejem, no nie?

Pozdrawiam

PS dla pirotechmaana: widzę, że jesteś na forum - zajrzyj do poczty. Czekam na wiadomość-siedzę jeszcze w robocie. Paweł już się odezwał. Pocztę będę mógł odczytać dopiero w poniedziałek gdyż w domu mam rozpieprzony komputerek.

[pirotechmaan]

[pablo]

Własności N2O,
hybrid.xls - arkusz kalkulacyjny ułatwiający projektowanie silników hybrydowych z ruchomym tłokiem/wtryskiwaczem autorstwa Paul Kelly
(nie moge znaleźć jego stronki, a było tam dużo ciekawych rzeczy o hybrydowcach).
Jeżeli już bawić się N2O to proponuje zastanowić się nad budową równie prostego jak hybrydowy silnika ciekłopaliwowego. Wystarczyłoby do zbiornika z N2O wstawić jakiś elastyczny zbiorniczek - taki żeby dało się z niego wszystko wycisnąć (foliowy woreczek ) - wypelniony paliwem np. benzyną, naftą itp. Zbiorniczek z paliwem połączyć z wtryskiwaczem i gotowe. Cisnienie par N2O wtłaczałoby obie substancje do komory spalania.
Albo inna konstrukcja: dwa ruchome tloki - jeden jako wtryskiwacz, drugi rozdzielający utleniacz i paliwo, od niego poprowadzony jakiś elastyczny wężyk do wtryskiwacza, benzyna u góry, N2O na dole - voilà!

[KML]

Witam.. Przelać to byla przenośnia .. Pirotechmanie!: w jakim pojemniku trzymasz N2O i w jakich ilościach i czy mozna od ciebie odkupic ten rozweselacz i ile bys za to chciał
Pozdrowienia, KML
PS: do Eltopsj'a jak nie chcą to nie... ja jusz zaczynam powaznie myśleć o zbudowaniu...może pogadamy na gg ? moj nr: 509790

[pirotechmaan]

[pirotechmaan]

A więc kiepsko.

N20 jest inertnym utleniaczem. Łatwo utlenia związki o wysokiej reaktywności ( związki krzemo, boro, seleno - organiczne ). Przy braku katalizatora N20 nie reaguje z alkenami, arenami , aminami i alifatycznymi alkoholami - nawet przy temp. 200 - 300 C i ciśnieniu 100 - 500 atm.

Wniosek :

Wg mnie przepuszczenie sprężonego N20 przez SR powoduje to samo co wtryśnięcie w średnicę krytyczna dyszy - wody. A to ostatnie jest ciekawe .



Pozdr. A

[dziadek kermit]

Kłaniam się pięknie
Coście się uparli na ten rozweselacz ( N2O )
O ile w silnikach samochodowych wprowadzenie N2O do komory spalania, zamiast powietrza może przynieść wzrost mocy, o tyle do SR nie bardzo się to nadaje ze wzgłędu na niskie własności utleniające.
A tak z innej beczki to HNO3 wcale nie tlen jest utleniaczem a azot
Po mojemu byłby sens zastosowania np kwasu azotowego jako utleniacza, albo wręcz ciekłego tlenu,lub nadtlenku wodoru.
Wubór utleniacza to nie sprawa widzimisię ale kilku różnych czynników m. innymi ekonomicznych i logistycznych.
Po mojemu najłatwiej zdobyć, najmniej kosztuje,najłatywiej zastosować i zabezpieczyć się przed wypadkami, stosując HNO3

[dziadek kermit]

To znowu ja

[pirotechmaan]

[pirotechmaan]