Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
Войти

Все материалы форума размещены в ознакомительных целях. Администрация сайта не несет ответственности за их содержание и последствия их практического применения. Ответственность за содержание материалов несут их авторы.
Правила для пользователей Пиротека
Страниц: 1 2 »   Вниз
  Печать  
Автор Тема: Датчик выгорания двигателя.  (Прочитано 6935 раз)
Хирург
Moderator

Пирорепутация: +12/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 282
« : 28 Апрель 2012, 17:48:53 »

Здравствуйте, товарищи.

В разработке находится датчик выгорания топлива в ракетном двигателе. Идея подана научным руководителем, ибо задолбали всех огнепроводные трубки между ступенями. То прострелят, то откажут, то задержку дадут такую, что вторая ступень зажигается уже на земле.

Схема пока отрабатывается, но предварительные результаты получены.



Соль такова: пламя из сопла РД даёт излучение в широком спектре, с преобладанием ИК, УФ, жёлтого и фиолетового света (если речь идёт о двигах, в которых в кач-ве окислителя используется КС). ИК светодиоды отлично реагируют. 3 светодиода дают вместе 2,6 В. Сигнал со светодиодов поступает на компаратор (сравнивающее уст-во, [http://www.radiomaster.ru/articles/view/103]), эталонное (с которым сравнивается сигнал со светодиодов) напряжение выбирается исходя из условий освещённости, регулируется одним переменным резистором. По умолчанию, 1,5 В. Это вся настройка. Как только сигнал становится ниже установленного порога, открывается тиристор, ток в 180 А идёт на 20-омный запал.



Питание на схему подаётся по отрыву от стартового стола, с помощью контакта разъёма. Оснащенна предохранителем и индикацией замыкания контакта разъёма (красный светодиод), ибо при замыкании предохранительного ключа с неработающим двигателем и открытым контактом отрыва зажигание даётся мгновенно.




На данный момент датчик собран только в виде корявенькой макетной платы, но уже успешно прошёл стендовые испытания. Был заюзан заводской двигатель МРД 2,5. Лампа - имитация зажигания.



Ниже представлено видео. Пардон за мат  :cens2: , 3 попытки подряд вылетал запал, внезапно (вечно так  :red: ) В КОНЦЕ АПРЕЛЯ пошёл снег и дикий ветер. 30 минут в таких условиях сделали своё дело, и речь уже не фильтровалась.

Стенд. Фотодатчик выгорания топлива.


790

Пирорепутация: +1/-2
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 40
« Ответ #1 : 29 Апрель 2012, 13:59:02 »

Так же, в качестве индикатора работы двигателя можно использовать весьма неслабый звук который он генерирует.
Хирург
Moderator

Пирорепутация: +12/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 282
« Ответ #2 : 29 Апрель 2012, 15:19:11 »

Так же, в качестве индикатора работы двигателя можно использовать весьма неслабый звук который он генерирует.


В точку!
Я тоже первым делом выдвинул это предположение.


В ходе реализации звукового датчика возникли следующие проблемы:


- сложность исполнения.
     Схема с микрофоном должна включать в себя несколько каскадов, таких как фильтр, усилитель, сравнивающее устройство.
- сложность расчёта.
     Расчёт усилителя, петли гистерезиса в сравнивающем устройстве (а без неё никуда в этом случае) должен быть крайне точен - тот ещё геморрой.
- низкая надёжность.
     Этот пункт есть, но не так страшен. он устраняется следующим пунктом:
- надёжность повышается вводом задержки срабатывания.
     Петля гистерезиса, большие банки кондёров, и прочее. Это позволительно при отделении головной части, но когда нужна быстрая реакция (<0,2 с) - не вариант.
- помехи.
     и да хрен с ними, с наводками. Даже если пускаемся возле ЛЭП, годный фильтр всё погасит. А вот шум завихрений под днищем, свист стабилизаторов и неровностей корпуса, гул набегающего потока, который обязательно будет долбить по микрофону - вот от этого не уйдёшь.


Вот так.
ФхФ
Administrator

Пирорепутация: +65/-3
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 3737
« Ответ #3 : 29 Апрель 2012, 15:25:42 »

Я не силен в электронике то, но вот есть мысль, а нельзя ли для этих целей приладить термопару на выходе сопла?
Хирург
Moderator

Пирорепутация: +12/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 282
« Ответ #4 : 29 Апрель 2012, 16:09:26 »

FxF, отрабатывали и такой вариант.
Нет.
Слишком высокая инерционность - 3..3,5 секунды. Двигатель 0,7..1,5 работает.  :biggrin:
Не считая того, что термопару будет сдувать, да и препятствия на пути потока - не торт.
« Последнее редактирование: 29 Апрель 2012, 16:12:07 от Хирург »
ФхФ
Administrator

Пирорепутация: +65/-3
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 3737
« Ответ #5 : 29 Апрель 2012, 16:10:47 »

Ну, да есть такое, хотя ракета еще и летит по инерции потом
« Последнее редактирование: 29 Апрель 2012, 16:13:21 от FxF »
Хирург
Moderator

Пирорепутация: +12/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 282
« Ответ #6 : 29 Апрель 2012, 16:32:44 »

Полёт по инерции с таким грузом, как вторая ступень - секунды 3.
Нет, не в этом дело. датчик сдует.


Но вот есть такая штука: процесс горения сопровождается ещё и электромагнитным полем. этим я скоро и займусь.
ФхФ
Administrator

Пирорепутация: +65/-3
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 3737
« Ответ #7 : 29 Апрель 2012, 17:32:39 »

Ты думаешь там есть такие значения которые будут сильней фоновых?
цветок

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 56
« Ответ #8 : 30 Апрель 2012, 12:44:36 »

Дайте пожалуста ссылку на


 ////  Хирург -Но вот есть такая штука: процесс горения сопровождается ещё и электромагнитным полем. этим я скоро и займусь.///// 

 в условиях сложной ЭМО приёмник будет иметь большие масогабаритные параметры даже на микроконтроллере. я предлагаю у частях топлива которые догорают последними, добавить какойто цветовой состав чтобы он давал более точный и стабильный цвет отличающийся от основного (цвета пламени топлива + горение обшивки). или какието пироелементы частота вспышек которых будет хорошо восприниматся и декодироватся фотоприёмником. Думаю что различные условия хранения + сырость повлияют на диапазон световых частот которые будет ловить фотоприёмник. Если у фотоприёмнике должна быть точно выставлена (черта для компаратора) то этот фактор будет сильно влиять. Микрофон можно монтировать у трубочку внутри ракеты при этом шум от лобового потока воздуха будет слабо влиять. Если есть осцилограф то предлагаю зделать ачх постепенно увеличивающегося пустого пространства у топливном отсеке   . Записать та магнитную ленту звук при расположении микрофона у корпусе ракеты . Проблема может быть в том что слишком сильный уровень звука будет выходить за рамки слышимости микрофона и он уже ничего полезного не скажет управляющему устройству. (это как на концерте на мобилу писать очень громкий звук и он потом играет из какимто хрипом)..................    [/size]


http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D0%B7%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80_%D0%93%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BC%D0%B3%D0%BE%D0%BB%D1%8C%D1%86%D0%B0
« Последнее редактирование: 30 Апрель 2012, 12:46:47 от цветок »
Хирург
Moderator

Пирорепутация: +12/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 282
« Ответ #9 : 12 Декабрь 2012, 22:36:22 »

По пунктам, товарищ Цветок:


- микрофон в трубочке внутри корпуса всё равно засрёт шумом завихрений, вызываемых шершавой обшивкой, геометрическими переходами корпуса, и. т.д.
Гуглим любое видео пуска SS2S, по звуку - где работает РДТТ, а где нет, совершенно невозможно. Даже при том, что двиганы-то у них весьма нихеровые.


- необходим универсальный прибор, настройка которого сводится к изменению чувствительности в соответствии с габаритами ТТРД. Любые вмешательства в другие узлы неприемлемы. Ну не делаются так дела.


- простите, а каким хером зарегистрировать ачх внутри камеры сгорания с помощью осциллографа? В полёте? Видимо, я чего-то не знаю. Меня действительно это заинтересовало.
Ян

Пирорепутация: +4/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 231
« Ответ #10 : 13 Декабрь 2012, 00:41:35 »

 Я аналогично ФхФ не силен в электронике, но первая мысль которая посетила меня ввиду всего вышеприведенного :
в участке топлива который догорает последними, добавить крошку(в зависимости от размера сопла - даже гранулы) железа, в таком случае будет гораздо проще заметить изменение индуктивности (можно снимать показания как со среза сопла, так и с корпуса ракеты (того участка в котором и будет расположен данный (магнитный) материал)).
И вторая - воспользоваться банальным сопротивлением воздуха, измеряя скорость движения ракеты при помощи крыльчатки на генераторе (можно использовать маленький электродвигатель заместо последнего). Схема должна включаться при увеличении скорости движения (а-ля увеличении напряжения на выходе генератора) и активировать электровоспламенитель при снижении данных параметров (что будет равно остановке ракеты). Если эта схема будет работать правильно, то задержка между остановкой ракеты и стартом следующей ступени будет практически незначительной.
При этом наиболее оптимальным вариантом крыльчатки будет носовая часть ракеты (коническая) с закрепленными на ней лопастями. В таком случае не будет значительного увеличения сопротивления (двигатель при этом должен быть расположен вертикально под конической вершиной).

Такие вот пока скромные мысли по данной теме. Если посетит что-то более гениальное, обязательно изложу мысли.
Хирург
Moderator

Пирорепутация: +12/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 282
« Ответ #11 : 13 Декабрь 2012, 02:15:20 »

Да, неплохие мысли.
Сразу насчёт крыльчатки: если поставить её на обтекатель, весь механизм вырвет нахер мощным потоком. Если делать её внутри корпуса, механизм воздухозаборника, воздушного тормоза и пр. будет слишком сложным и громоздким. К тому же, это украдёт хорошую долю от тяги двигателя.


А насчёт топлива - действительно годнота. Вполне возможный вариант: измерять индуктивные показатели всей камеры сгорания, при условии что в топливе будут присутствовать металлы. Так можно вполне себе установить и секундный расход, и текущий остаток, и пр.
Над этим стоит поработать.  :good:
Ян

Пирорепутация: +4/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 231
« Ответ #12 : 13 Декабрь 2012, 02:31:09 »

примерно описал что да как, на первом фото принципиальное расположение,
на схеме:
красное - обтекатель с крыльчаткой
зеленое - вал генератора
синее - генератор
думал как-то так, предполагаю что не вырвет


* i.jpg (6.05 КБ, 194x118 - просмотрено 950 раз.)
ФхФ
Administrator

Пирорепутация: +65/-3
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 3737
« Ответ #13 : 13 Декабрь 2012, 10:48:11 »

Ну обтекатель с крыльчаткой конечно тормозить будет, но с другой стороны это вращение может быть своего рода гироскопом и стабилизировать курс ракеты.


Между тем добавлю к датчику: можно в глухую часть топлива всунуть нечто типа термопары, что даст электрический сигнал по мере того как огонь доберется до этого участка топлива.
BOBA

Пирорепутация: +1/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 53
« Ответ #14 : 13 Декабрь 2012, 12:56:13 »

А кто во время полета корпус держать будет чтобы относительно него крыльчатка крутилась?
ФхФ
Administrator

Пирорепутация: +65/-3
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 3737
« Ответ #15 : 13 Декабрь 2012, 13:04:22 »

Ну если корпус держать, то крыльчатка то крутиться не будет  :biggrin: 


Тут как я понял обтекатель крутиться должен, а для этого он естественно должен быть легче корпуса
Ян

Пирорепутация: +4/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 231
« Ответ #16 : 13 Декабрь 2012, 14:40:25 »

А кто во время полета корпус держать будет чтобы относительно него крыльчатка крутилась?
Ну как бы у ракет для этого есть лопастные стабилизаторы... которые своё площадью в разы будут превосходить площадь крыльчатки, минимизируя вращение всей ракеты (вертолёт все видели?)
Darknew
Специалист

Пирорепутация: +7/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 675
« Ответ #17 : 13 Декабрь 2012, 16:27:50 »

А кто во время полета корпус держать будет чтобы относительно него крыльчатка крутилась?
Ну как бы у ракет для этого есть лопастные стабилизаторы... которые своё площадью в разы будут превосходить площадь крыльчатки, минимизируя вращение всей ракеты (вертолёт все видели?)
прочитай про вертолет, у него хвостовой стабилизатор дает вращающий момент противоположный вращению винта, при этом момент силы там достаточно велик
а лопастные стабилизаторы могут не справится и при малейшей асиметрии такой конструкции она завалится
сугубо имхо
Ян

Пирорепутация: +4/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 231
« Ответ #18 : 13 Декабрь 2012, 18:53:20 »

гхм, ужасная дезинформация...
У вертолета (я говорю о чем то банальном, вроде МИ-8) хвостовой пропеллер создает тягу противоположенную направлению закручивания машины основным винтом. Таким образом изменяя это параметр (уменьшая или увеличивая к-во оборотов и угол атаки лопастей) хвостового пропеллера, можно поворачивать вертолет.
Лопастные справятся безо всяких проблем. На таких скоростях (а ракета далеко не 1м/с летит) малейшая плоскость может препятствовать дисбалансу системы. Главное не переусердствовать с углом атаки и кол-вом лопастей пропеллера
Druppi
Пиротехник*

Пирорепутация: +0/-0
Оффлайн Оффлайн

Сообщений: 38
« Ответ #19 : 13 Декабрь 2012, 18:58:29 »

а если поперёк двигателя в конце натянуть тонкий 0,1-0,2 мм2 эмалированный провод например ПЭТВ-2 когда горение двигателя дойдёт до него то он сгорит с двигателем
Страниц: 1 2 »   Вверх
  Печать  

Powered by SMF 2.0.13 | SMF © 2006-2008, Simple Machines LLC

© 2018 piroforum.info Копирование материалов сайта запрещено.