Téma:

Jde o teplem vytvrzované umělé hmoty ( na bázi fenol-formaldehydových živic) – na rozdíl od termoplastů!

Patří sem i široká rodina materiálů souhrnně nazývaných „bakelity“. Existuje jich mnoho s různě modifikovanými vlastnostmi. Při lisování výrobků z bakelitu se do hmoty většinou přidávají různé příměsi, například dřevná nebo kamenná moučka, textilní vlákna atd. I dnes se ještě používá k výrobě předmětů, u kterých je důležitá odolnost vůči teplotě, ohnivzdornost a chemická odolnost.

Bakelitové polotovary – desky, tyče, trubky se nevyrábí , na rozdíl od textitu, kartitu, sklotextitu.
Proto se s bakelitovými tryskami vyrobenými v „domácích“ podmínkách pro vlastní potřebu setkáme velmi zřídka.

V raketovém modelářství se s bakelitem setkáme jako s hodně používaným konstrukčním materiálem v rámci profesionální továrenské výroby na trysky raketových motorů – Sigle use(jednorázově použitelné), ale i na reload (opakovaně plnitelné) a experimentální motory.
Používá se bakelit se skelnými vlákny jako plnivem.

Vyrábějí se ve dvou základních kategoriích:

a.) Single throut - trysky s jednou dírou (hrdlem) - jsou vyráběny pro tyto průměry motorů :
18 mm, 24 mm, 29/38 mm, 54 mm, 75 mm, 98 mm. Pro většinu z nich se dodávají se 2-3 průměry hrdla trysky. V případě potřeby je možné průměr hrdla v rozumném rozpětí zvětšit převrtáním pro dosažení potřebného zahrazení.

b.) Multi-Throat - nebo tzv. Medusa trysky. Jde o univerzální , víceděrové ( s více hrdly)trysky.
Mají obvykle jednu středovou trysku a kolem ní šest menších trysek v pravidelných rozestupech. Středová tryska je vždy průchozí jako základní tryska motoru. Šest obvodových trysek je zaslepených v hrdle je silná zaslepovací vrstva. Tyto trysky se provrtají vrtákem podle typu a počtu zrn daného motoru , aby bylo dosaženo potřebné zahrazení. Můžeme vrtat jenom ty trysky, které zabezpečí výsledný tah motoru symetrický. Tedy jedna centrální a 3 nebo 6 obvodových trysek. Možnou výjimkou je jednat tryska centrální a 2 trysky na obvodě ležící v jedné řadě.

Trysky jsou poměrně lehké , odolné a dají se dobře upravit pro jiné zahrazení.

Medusa tryska daného průměru se dá použít pro motor s různým počtem palivových zrn ( a tedy s různým celkovým impulzem) . Při nižším počtu zrn než je maximální počet, musíme použít použít místo palivového zrna, příslušnou výplňovou vložku.

Jde obecně o trysky na jedno použití.

Tyto trysky mají i další velmi zajímavou možnost.
Úpravou geometrie hrdla trysky můžeme dosáhnout pro dané palivo poměrně přesné zvětšení hrdla trysky v důsledku eroze materiálu protékajícími plyny. Této kalkulované zvětšení průměru trysky můžeme využít pro částečnou kompenzaci nárůstu zahrazení , v důsledku běžně progresivního hoření kanálkových motorů. Mírně progresivní až neutrální hoření pro BATES zrna platí za dodržení několika podmínek. BATES zrna musí mít délku zrna cca 1,7x průměr zrna a hořet na obou čelech zrna a v jeho vnitřním kanálku. Pouze tehdy hoření zrna na jeho čelech zrna představuje postupné zkracování délky hořícího vnitřního kanálku , u kterého zase dochází ke zvětšování plochy hoření v důsledku zvětšování průměru hořícího palivového kanálku!
Při použití delších BATES zrn (pozor i na jejich větší křehkost, větší počet bublin a prasklin) , případně i nedostatečně zažehnuté nebo chybějící ( místo 2-3 zrn jenom jedno!) čelní plochy zrn dochází k výraznější mu nárůstu zahrazení a tedy a pracovního tlaku v motoru.

Z továrenských raketových motorů u nás běžně používaných má bakelitovou trysku pouze populární ROS-ka.

Z netovárenských motorů jsou to pouze motory Astra RRM 40/46-320 Ns a Astra RRM 50/54-640 Ns.

Nabídka bakelitových trysek na webu RCS:

www.rocketmotorparts.com/Single-Throat_N...1577810_1455491.aspx

www.rocketmotorparts.com/Multi-Throat_(_...1577810_1533805.aspx

Tolik na úvod.

V příloze je pár obrázků pro lepší ilustraci této problematiky.

Mirek

Bezvadný článek... Opravdu hlavní výhoda bude nízká hmotnost...a pak snadná výroba do formy...

Pár doplňujících informací k tryskám z RCS a také k podmínkám a technologii výroby.


1.
Trysky z nabídky www.rocketmotorparts.com jsou určeny pro US trh a podmínky - jejich geometrie vychází z předpokládaného použití AP paliva, ať už původu továrenského nebo vyrobeného v rámci experimentálních motorů ze surovim v US dostupných. Toto palivo vzhledem k energetickému obsahu, pracovním teplotám a tlakům vyžaduje podstatně vyšší expanzní poměr trysky. Nabízené trysky mají expanzní poměr v rozmezí cca 6 až 8 , co je o dost více než u nás běžně používané hodnoty 2-3,5 pro sorbitolové motory.

Přímě použití takovéto trysky pro sorbitotové palivo by znamenalo, že tryska bude výrazně přeexpandovaná - proudící spaliny se budou odtrhávat od stěn výstupní části trysky dosti daleko od výstupního průměru trysky a vířením a podtlakem znižovat účinnost trysky a zvyšovat i aerodynamický odpor na konci trupu modelu. Bude teda nutné upravit expanzní poměr vhodným zkrácením výstupní části trysky.

2.
Měrná hmotnost-hustota materiálu je opravdu sympatická cca 1,4-1,5 gr/cm3 ,podle materiálu.

S tou "snadnou výrobou do formy" si už nejsem tak jistý ...
Uvedu základní technologické parametry pro zpracování jednoho typu fenol-formaldehydové živice - v tomto případě jde o Hexion PF 51.

Vytvrzovací teplota materiálu : 160-190 oC
Lisovací tlak : minimálně 15 MPa (150 atm)
Doba vytvrzování : 0.333 - 0.667 minuty na 1 mm tloušťky výlisku
Lineárná smrštění materiálu : 3,5 mikrometru /cm

Plus vše co obnáší výroba vhodné formy. Problémem je také sériovost výroby a rozměrová standardizace průměru motoru - minimalizace počtu vyráběných typů trysek. Další věci vyplynou z debaty.

Uvidíme co doba přinese ...

Mirek

Ahoj,
v souvislosti s výše napsaným bych rád nadhodil k diskusi epoxidy novolac a epoxidy na bázi bisfenolu-A a F.
Vlastnosti a podmínky zpracování lze ovlivnit volbou tvrdidla: aminy, polyamidy, anhydridy, fenoly atd.
V kombinaci se skelnou nebo uhlíkovou tkaninou lze vytvořit odolný povlak či kompletní díl.
Hojně používáno jako ablativní materiál trysek a tepelných štítů.
Co Míro?

Michal

Mno..jednorázové trysky z epoxidu by jistě šly,ale....nevíme jaká je ablaze bakelitu a jaká epoxidů. I kdyby byla stejná výroba z bakelitu lisováním do formy zabere řádově pár minut a v továrně toho sekají jak baťa cvičky ,tj jedna za druhou a je na to třeba jedna či pár forem. Kdežto odlévání trysek vyžaduje velké množství forem vzhledem k tomu,že epoxidy tuhnou desítky hodin.
Na druhé straně v současné moderní době kdy chemie plastů dost pokročila by asi nebyl problém vytvořit na odlévání celou řadu forem např. z silikonu Pomocí jedné orig.trysky mám za 14 dnů 15 forem a pak odleju 15 trysek naráz .

Zde různé kombinace ve zkušebním motoru Vodík-Kyslík:

www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA310680