Главная » Двигатель своими руками

Жидкостный ракетный двигатель своими руками



Ракетный двигатель, напечатанный на 3D-принтере

Ocelot 5 октября 2012 в 13:51 63k

Технологии трехмерной печати неуклонно развиваются и находят все более разнообразные применения. Если изначально 3D-принтеры годились только для создания макетов и прототипов, то сейчас вполне можно печатать сразу функциональные детали.

Вот свежий пример серьёзных возможностей 3D-печати: товарищ с ником RocketMoonlighter продемонстрировал жидкостный ракетный двигатель (ЖРД), напечатанный на 3D-принтере.

В любительском ракетостроении применяются, в основном, твердотопливные ракетные двигатели. Главная причина этого — простота конструкции. В то же время, жидкостные двигатели, позволяющие добиться лучших характеристик, недоступны простому любителю, так как устроены гораздо сложнее и требуют специального оборудования для изготовления.

3D-принтеры как раз отлично подходит для производства деталей нестандартной формы, со сложной внутренней структурой. Но найдется ли материал, пригодный для 3D-печати, способный выдержать температуру и давление внутри ракетного двигателя? Существует технология прямого лазерного спекания (Direct metal laser sintering ), позволяющая печатать непосредственно из металлического порошка, причем готовая модель почти не отличается по прочности от цельного куска металла.

Сердце двигателя — камера сгорания — напечатана методом прямого лазерного спекания из нержавеющей стали. Естественно, в домашних условиях такое пока нереально, поэтому был сделан заказ одной из фирм, занимающихся промышленной 3D-печатью. Стоимость заказа составила несколько тысяч долларов.

Технические характеристики


  • Горючее — пропан, окислитель — оксид азота (I) N2 O.
  • Расчётная тяга — 5 кгс.
  • Давление в камере сгорания — 8,5 атм.
  • Зажигание — автомобильная свеча.
  • Охлаждение — регенеративное, охлаждающий агент — окислитель.

Несколько видео испытаний двигателя:

Источники

UPD:


По просьбе Nickel3000 добавил видео самого процесса DMLS-печати. Тут не ракетный двигатель, но тоже детали из нержавейки:

ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ это:

ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

(ЖРД) - реактивный двигатель , работающий на жидком ракетном топливе. Схема ЖРД разработана К. Э. Циолковским в 1903. ЖРД состоит из камеры сгорания с соплом, систем подачи компонентов топлива, органов регулирования, зажигания и вспомогат. агрегатов (теплообменников, смесителей и др.). Подача топлива в ЖРД может быть вытеснительной или с помощью турбонасосного агрегата (ТНА), приводимого в действие генераторным газом, вырабатываемым в газогенераторе. Большинство камер сгорания охлаждается одним из компонентов топлива. Уд. импульс ЖРД с ТНА достигает 3400 м/с для топлива кислород - керосин и 4700 м/с для топлива кислород - водород. Созданы ЖРД с тягой от долей Н (микроракетные двигатели) до неск. МН (двигатели РН). Масса от неск. сотен г до 10 т. ЖРД - осн. двигатель совр. космонавтики. Их применяют в качестве основных (маршевых), корректирующих, тормозных, рулевых. Жидкостные ракетные микродвигатели могут быть стабилизирующими, ориентационными, индивидуальными. См. рис.

Схема жидкостного ракетного двигателя с вытеснительной подачей топлива: 1 - баллон со сжатым газом; 2 - редуктор; 3 - топливные баки; 4 - клапаны; 5 - камера сгорания; 6 - пояса подачи горючего для внутреннего охлаждения; 7 - сопло

Жидкостный ракетный двигатель РД-253 первой ступени ракеты-носителя Протон (тяга 1635 кН, удельный импульс 3100 м/с, масса залитого ЖРД 1460 кг, высота 2,72 м, максимальный диаметр камеры 1,5 м, время работы 130с)

Схема подачи топлива в жидкостном ракетном двигателе с турбонасосным агрегатом: 1 - топливные баки; 2 - газогенератор; 3 - турбонасосный агрегат; 4 - форсунки; 5 - камера сгорания; 6 - сопло

Большой энциклопедический политехнический словарь. 2004 .

Смотреть что такое ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ в других словарях:

Жидкостный ракетный двигатель — (ЖРД) ракетный двигатель, работающий на жидком ракетном топливе. Нашёл применение на различных ракетах и некоторых самолётах. По назначению различают ЖРД маршевые, корректирующие, рулевые, тормозные, стартовые, стабилизирующие, ориентационные. … Энциклопедия техники

ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — (ЖРД) химический ракетный двигатель, работающий на жидком топливе, состоящем в основном из окислителя (кислород, оксиды азота и т. д.) и горючего (водород, углеводороды, диметилгидразин и т. д.). Топливом может быть также жидкость, способная к … Большой Энциклопедический словарь

жидкостный ракетный двигатель — ЖРД Ракетный двигатель, работающий на жидком ракетном топливе. Пояснения ЖРД состоит из камеры (одной или нескольких), турбонасосного агрегата (одного или нескольких), агрегатов автоматики, устройств для создания управляющих усилий, рамы, … Справочник технического переводчика

жидкостный ракетный двигатель — жидкостный ракетный двигатель; ЖРД: Ракетный двигатель, работающий на жидком ракетном топливе. [ГОСТ 17655 89, статья 2] Источник: ГОСТ Р 53802 2010: Системы и комплексы космические. Термины и определения … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

жидкостный ракетный двигатель — (ЖРД), химический ракетный двигатель, работающий на жидком топливе, состоящем в основном из окислителя (кислород, оксиды азота и т. д.) и горючего (водород, углеводороды, диметилгидразин и т. д.). Топливом может быть также жидкость, способная к … Энциклопедический словарь

Жидкостный ракетный двигатель — (ЖРД) реактивный двигатель, работающий на жидком ракетном топливе. Схема ЖРД разработана К. Э. Циолковским (См. Циолковский) в 1903, доказавшим возможность использования ЖРД для межпланетных полётов. Предложенные им принципы … Большая советская энциклопедия

жидкостный ракетный двигатель — skystojo kuro raketinis variklis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Skystu raketiniu kuru veikiantis reaktyvinis variklis. atitikmenys: angl. rocket liquid fuel engine vok. Flüssigkeitsraketentriebwerk, n rus. жидкостный ракетный двигатель, … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Жидкостный ракетный двигатель — (ЖРД)#160; химический ракетный двигатель, использующий в качестве ракетного топлива жидкости, в том числе сжиженные газы. По количеству используемых компонентов различаются одно. двух и трёхкомпонентные ЖРД. Содержание 1 История … Википедия

жидкостный ракетный двигатель — (ЖРД) #151; ракетный двигатель, работающий на жидком ракетном топливе. Нашёл применение на различных ракетах и некоторых самолётах. По назначению различают ЖРД маршевые, корректирующие, рулевые, тормозные, стартовые, стабилизирующие, … Энциклопедия «Авиация»

жидкостный ракетный двигатель — (ЖРД) #151; ракетный двигатель, работающий на жидком ракетном топливе. Нашёл применение на различных ракетах и некоторых самолётах. По назначению различают ЖРД маршевые, корректирующие, рулевые, тормозные, стартовые, стабилизирующие, … Энциклопедия «Авиация»

Книги

  • ЖРД закрытого цикла. Джесси Рассел. High Quality Content by WIKIPEDIA articles!ЖРД замкнутой схемы (ЖРД закрытого цикла) — жидкостный ракетный двигатель, выполненный по схеме с дожиганием генераторного газа. В ракетном Подробнее Купить за 1125 руб
  • Merlin (ракетный двигатель). Джесси Рассел. High Quality Content by WIKIPEDIA articles!«Ме?рлин» (англ. Merlin) — жидкостный ракетный двигатель (ЖРД) компании SpaceX, США. Предназначен для использования на ракетах семейства «Фалькон». Подробнее Купить за 1125 руб
  • F-1 (ракетный двигатель). Джесси Рассел. High Quality Content by WIKIPEDIA articles! F-1— американский жидкостный ракетный двигатель, разработанный компанией Rocketdyne. Использовался в ракете-носителе Сатурн V. Пять двигателей F-1 Подробнее Купить за 1125 руб
Другие книги по запросу ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

Движение ракете сообщают ее двигатели. Тяга ракетных двигателей создается, как и у авиационных реактивных двигателей, выбрасыванием наружу газовой струи. При этом ракета, как и самолет, движется в сторону, обратную направлению газового потока. Однако между авиационными реактивными двигателями и ракетными есть существенная разница. Так как авиационные реактивные двигатели работают в атмосфере, то в них окислителем горючего служит кислород воздуха (горение, как известно, - это бурно идущее окисление). Ракетные же двигатели работают в разреженных слоях атмосферы, где кислорода очень мало, и в космическом пространстве, где его практически нет. Поэтому на борту ракеты или космического корабля обязательно имеется окислитель. Чаще всего окислителем для мощных ракетных двигателей служат жидкий кислород, тетраоксид азота, пероксид водорода. Горючее и окислитель смешиваются и воспламеняются в камере сгорания, и оттуда газы через реактивное сопло с большой скоростью выбрасываются наружу.

Наиболее широко применяют жидкостные
ракетные двигатели (ЖРД), хотя существу ют двигатели, работающие на твердом топливе (РДТТ). Основные части жидкостного ракетного двигателя - камера сгорания, в которой смешиваются и воспламеняются компоненты топлива, насосы, подающие в камеру горючее и окислитель, газовая турбина, врашающая эти насосы.

Твердотопливные ракетные двигатели ис пользовали еще до начала космической эры Они поднимали в воздух сигнальные и фейерверочные ракеты, снаряды реактивной артиллерии, например легендарной Катюши Сейчас РДТТ выводят на трассы некоторые межконтинентальные баллистические ракеты, они применяются в качестве ускорителей при старте ракет, в качестве двигателей мягкой посадки космических кораблей и т. д.

Наряду с мощными силовыми установками, поднимающими ракеты в космос, широко используют в космической технике двигатели малой тяги. Некоторые из них могут уместиться на ладони. Тяга таких двигателей невелика, но обычно ее вполне достаточно, чтобы сориентировать искусственный спутник Земли или космический корабль.

Большой интерес проявляется сейчас к электрическим ракетным двигателям (ЭРД). Их достоинства - высокая скорость истечения газовой струи и возможность получать прямо в космосе энергию для ее разгона. В отличие от ЖРД( где топливо одновременно рождает и газовую струю, и энергию для ее ускорения, в ЭРД молекулы газа или заряженные частицы (ионы и электроны) ускоряются электрическим полем. Естественно, ЭРД требуют для своей работы много электроэнергии, а мощные электростанции, как известно, должны обладать большой массой. Поэтому ЭРД не могут выводить ракеты в космос, они работают лишь на космических аппаратах, уже доставленных на орби ту. Здесь большая тяга не нужна, и двигатели с большой скоростью истечения имеют неоспоримые преимущества. Тем более что они могут питаться от тех же солнечных батарей, которые снабжают электроэнергией всю бортовую аппаратуру. Первый ЭРД был создан в Советском Союзе. Сейчас эти двигатели делают и в других странах.

Схема жидкостного ракетного двигателя с насосной подачей

С помощью такого жидкостного ракетного двигателя на орбиту был выведен первый искусственный спутник Земли: 1 - камера сгорания; 2 - газогенератор; 3 - турбина; 4 - насос окислителя (входной патрубок); 5 - насос горючего (входной патрубок); 6 - воздушный редуктор; 7 - регулятор давления пероксида водорода; 8 - трубопровод окислителя; 9 - реле давления; 10 - рама; 11 - отсечной клапан окислителя; 12 - трубопровод горючего. Существуют и такие миниатюрные ракетные двигатели.

Существуют индивидуальные РД - двигатели малой тяги для передвижения и маневрирования космонавтов в свободном полете вне корабля или станции. Такой двигатель можно держать в руках или укрепить на скафандре.

Кроме химической и электрической энергии в перспективе РД могут использовать и ядерную энергию. В ядерных ракетных двигателях (ЯРД) вещества, образующие реактивную газовую струю, нагреваются в ядерном реакторе. Внедрение ЯРД в практику космонавтики сдерживается пока большой массой реактора и устройств, защищающих космонавтов и аппаратуру от радиоактивных излучений

Автохимия для автомобиля

Источники: http://m.geektimes.ru/post/153715/, http://dic.academic.ru/dic.nsf/polytechnic/2992/%25D0%2596%25D0%2598%25D0%2594%25D0%259A%25D0%259E%25D0%25A1%25D0%25A2%25D0%259D%25D0%25AB%25D0%2599, http://www.freshdesigner.ru/bookstehnik-195.htm

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения