Motorontwerp en druk in de verbrandingskamer

Ben,

zeer interessante hypothese.

Heb je misschien ook metingen van de versnellingspiek bij je toepassing van brugontsteker en aangeperst kruit in de nozzle waaruit blijkt dat de stuwpiek duidelijk lager is dan 25N?

Zo niet, dan zou een vergelijkende meting komend voorjaar interessant zijn. Bij voorbeeld simpel met een model met 1 Klima D9 motor.

Ik verwacht overigens niet dat Klima enthousiast is om de stuwpiek te verlagen. Die is nu al duidelijk lager dan die van de 24 mm Estes D12.

Voor mij was die hogere stuwpiek van de D12 de belangrijkste reden over te schakelen van de Klima D9 naar de Estes D12 bij de 50m hoogtewedstrijd.

De snelheid bij het verlaten van de 2m naald was bij de D12 ca 10 m/s, dus ook nog erg laag, maar bij de Klima D9 ca 7 tot 8 m/s.

Met vriendelijke groet,

Willem

Hi Willem, ik heb geen metingen om te kijken of dit effect inderdaad te zien is. Eigenlijk zou je daarvoor een motorentestbank moeten hebben om een stuwcurve te bepalen. Die heb ik niet. Ik zou wel een slomo video kunnen maken van de ontsteking van beide motoren tegelijkertijd. Misschien is dan aan de intensiteit van de vlam verschil te zien. Eens over nadenken of ik de buurt hier lekker in de rook ga zetten....

Denk wel dat je gelijk hebt over het verschil tussen D12 en D9.

> Ik zou Klima voorstellen de kernboring minder diep te maken...

Zo'n motor is er al, de D3.

Zijn de CATO's gebeurd met een ander soort ontsteker of is dat niet bekend?

Test van hypothese van Ben

Eerste test uitgevoerd tijdens FTTS-2 op 15 mei 2022 met MER-50-100 en Klima D9-5 motoren.

MER-50-100: massa zonder motor: 307 gram, nominale hoogte met D9 en CD 0.75: 102 m.

Voorzien van sensorunit in de nosecone, o.a. 2 hoogtemeters, 3D accelerometers etc.

Ook Dopplerradarmetingen vanaf de grond.

Twee lanceringen:

• FTTS-2 nr 10, WH 2022-02 ref, als referentie, motor zonder speciale behandeling
• FTTS-2 nr 34, WH 2022-04 prep, holte motor door Ben gevuld met kruit

Zie voor resultaten en plaatjes bijgaande presentatie.

Voorlopige conclusie

Geen aanwijzing gevonden, dat Prep grote invloed heeft op hoogte stuwkrachtpiek en acceleratie van modelraket.

Wel grote verschillen in vlucht en bereikte hoogte, vermoedelijk niet vanwege Prep, maar door verschillen tussen de motoren o.a. productieserie.

De totale gemeten impuls scheelt niet veel (17.2 Ns bij Ref en 17.9 Ns bij Prep, maar de duur is bij Ref (2.4 s) veel langer dan bij Prep (1.8 s).

Daardoor is de negatieve invloed van de zwaartekracht op de echte versnelling van de raket bij Prep veel kleiner met een hogere max. snelheid en grotere hoogte tot gevolg. De Ref vlucht ging daarnaast ook schever. Geschatte afgelegde weg is veel groter dan hoogte bij Ref.

De twee D9-5 motoren kwamen wel uit hetzelfde doosje, maar de serienummers waren niet van te voren gechecked en bleken verschillend.

Wel sterk verschil in gedrag voor lanceren gezien. Tijdsduur tussen eerste rook en eerste beweging ruim halve sec bij Prep.

Volgende stap

Ben en ik gaan de proef herhalen met motoren uit dezelfde serie(s).

Mooi verslag Willem, wordt vervolgd !

Als jullie onderzoek is afgerond, dan lijkt het mij leuk om er een blog of een vaste pagina op de website aan te besteden. 

Test van hypothese van Ben / deel twee

Tweede test uitgevoerd tijdens FTTS-4 op 9 juli 2022 met MER-50-100 en Klima D9-5 motoren.

MER-50-100: massa zonder motor: 307 gram, nominale hoogte met D9 en CD 0.75: 102 m.

Voorzien van sensorunit in de nosecone, o.a. 2 hoogtemeters, 3D accelerometers etc.

Ook Dopplerradarmetingen en videoopnamen vanaf de grond.

Vier lanceringen:

Met Klima D9-5, serienr 056718:

• FTTS-4 nr 4, WH 2022-08 ref, als referentie, motor zonder speciale behandeling
• FTTS-4 nr 12, WH 2022-09 prep, holte motor door Ben gevuld met kruit

Met Klima D9-5, serienr 191218:

• FTTS-4 nr 24, WH 2022-11 prep, holte motor door Ben gevuld met kruit
• FTTS-4 nr 28, WH 2022-12 ref, als referentie, motor zonder speciale behandeling

Zie voor resultaten en plaatjes bijgaande presentatie.

Conclusie

• Geen aanwijzing gevonden, dat Prep invloed heeft op stuwkrachtpiek en acceleratie van modelraket
  • Piek in acceleratiecurve bij Prep vergelijkbaar met Ref
  • Totale impuls ook vergelijkbaar
  • Brandduur motor varieert sterk, maar minder variatie binnen gelijke productieserie

• Wel sterk verschil in gedrag bij lanceren gezien:
  • Vertraagde ontbranding motor bij Prep: Tijd tussen start (ontbranding ontsteker) en werking van motor bij Prep > 0.5 s, bij Ref < 30 ms
  • Dit wordt bevestigd door stills van de video’s en is ook evident bij het geluid bij video’s die schuin van onderaf zijn opgenomen
  • Na ontsteking duurt het kennelijk even voor prep material is opgebrand en motorbrandstof werkt

Hi Willem,

echt een leuk onderzoek, met heldere resultaten en conclusie! Ik ben wel onder de indruk van de diverse meetgegevens die je met jouw spullen hebt kunnen verzamelen. 

Groet, ben

De presentatie in mijn bijdrage van 21/07 is verdwenen. Hierbij een nieuwe link.

Groet, Willem

Hi Willem, we hadden ook gezien dat er allerlei materiaal niet meer te zien is. Lijkt op een update door de web firma. Owen gaat kijken wat er loos is...