Og svejsning af små dele. Det er nødvendigt at forstå, hvorfor folket overhovedet kom op med gasgas og hvor det er tilrådeligt at anvende. Jeg vil give et simpelt eksempel - elektrikeren i det nye hus lægger ledningerne og ønsker at lodde kobberledninger. i distributionsboks For en pålidelig forbindelse. Det er klart, at ledningerne endnu ikke er og loddejernen til at holde fast. Her og kommer til hjælp af gasbrænderen eller gasloddejernen.

Ofte anvendes lodning og svejsning af gas i smykkerne - når du har brug for et højt smeltepunkt og glatte genstande af produktdetaljerne.

I amatørpraksis er gasbrændere ikke almindelige, men der er ikke noget bedre end en sådan brænder, når lodning af radiatorer, bygninger og andre dele, der kræver intensiv opvarmning. Og hvor rart at opvarme varmen, der krymper en sådan brænder, er bare skinne. Nå, sangteksterne er nok - lad os begynde at gennemgå.

1. plads - Gas Mini Burner med loddemundstykke

Designet både til at varme den gennemsnitlige størrelse af dele og til kontakt lodning Tale takket være opvarmning af sting fra flammen. Enkelt loddejern uden ledninger. Gasreservoirets kapacitet er 8 ml. Flamme temperatur ved tankning Butane når 1300 grader på Celsius skalaen, og temperaturen på stinget er 450 grader. Flammelængden er indstillelig fra 4 til 6 cm. Brænderlængden er 13 cm, og diameteren er 1,5 cm.

Fordele: Lille og billig, tankning er nok til at sikre flere mellemstørrelsesdele, der er en loddedyse, let påfyldes.

Ulemper: Ingen piezojaga.

2. plads - Gas Micro

Det har intet andet end en ventiltank til tankning og dyse med en gasforsyningsregulator. ZC57100 har ikke en piezojaga, og det kommer i en billig, så det bliver også nødt til at købe en gas kan købes - for lightere vil passe. Generelt for at lodde to ledninger eller varme varme krympning uden loddejern - en sådan brænder er nok. Og brænderlængden er ca. 20 cm og vægten på 43 g.

Dette er den billigste brænder, som overhovedet kan findes, og prisen på en sådan mikrobrinner er 200 rubler.

Fordele: De billigste, let påfyldninger.

Ulemper: Lille flamme, ender hurtigt tankning, ingen Piezoje.

3. plads - Mini lodning jern gas kw xz-1

Denne brænder er designet ikke kun til lodning, svejsning, reparation elektroniske anordninger og smykker. Flammen af \u200b\u200bdenne brænder er helt sikkert justerbar. Du kan oplade en standard gascylinder til lightere. Flammelængden opnås 3 cm. Arbejdets tid er ca. 20 minutter. Flammetemperaturen opnås 1300 grader Celsius. Længden af \u200b\u200bbrænderen er nøjagtigt 20 cm.

Fordele: Små størrelser, tilstedeværelse af Piezoprojaga, mærke.

Ulemper: Flammelængden tillader ikke at opvarme de dele af mellemstore og store størrelser.

5th Place - Burner Butanovaya KW X-220

Det er placeret som en brænder til konstruktion og reparationsarbejde. Det ser meget stilfuldt ud. Et bølgehåndtag er behageligt at gå i hånden. Det har et piezoelektrisk tændingssystem af flamme. Cylinderkapaciteten til stærkt oprenset butan er 22 ml. Denne mængde gas er nok i 110 minutters kontinuerlig drift. Flammelængden justeres fra 30 til 80 mm fra akut kileformet til en blød flamme med gule sprog. Vægten brændte kun 226 gram med en længde på 14 cm.

Fordele: en god mulighed For desktop værker er der en stand, Piezoejig, et behageligt håndtag.

Ulemper: Samlet set ikke sæt i lommen, må du ikke hente en flaskehals.

Brændere til lodning gas fra en dåse

6. plads - metalbrænder under ballonen

Meget enkel og smal brænder, der kjoler på en gasbeholder. Rglitizer og smal dyse giver dig mulighed for at sy nødvendige detaljer. i smalle steder. Der er ingen PiezoejNignan, men det ser ud med et kvalitativt - cirkelmetal og en stor gasforsyningsregulator. Butane Cylinder giver dig mulighed for at modtage ca. 1300 grader Celsius fra denne brænder.

Fordele: Mange metal, smal dyse.

Ulemper: Ingen piezojaga.

7. plads - Typisk brænder, der sættes på dåsen

Placeret som brænder til turister og madlavning: grill, kager, sushi osv. Det kan selvfølgelig bruges til lodning, skæring og svejsning af metaller. Piezajigig og flamme kontrol er til stede. Fungerer brænder klassisk med butan. Kroppen er lavet af plastik, husdysen fra rustfrit stål.

Fordele: Velegnet til madlavning, har en piezoejig.

Ulemper: Kroppen er lavet af plastik, så du skal være forsigtig med ikke at bryde.

8. plads - Brænder på en sprinkler med en bred dyse

Messingbrænderen har ikke en piezoejig, men ved, hvordan man steg grillen og massive metaldele. En orange regulator gør det nemt at ændre flamme længden. Bhutan fra ballonen opvarmer flammen til 1300 grader.

Fordele: Godt egnet til madlavning og massive dele.

Ulemper: Ingen piezojaga.

Store brændere til lodning og svejsning med to gasser

9. plads - populær mini brænder til smykker arbejde

Du kan bruge med to gasser - acetylen + oxygen eller hydrogen + oxygen. Det har komfortable fleksible slanger og gasforsyningsregulatorer lige på brænderen. Der er udskiftelige dyser til forskellig flammeintensitet. Du skal muligvis købe adaptere til cylindre eller trykregulatorer.

Fordele: Det er praktisk at holde i din hånd, komfortable tv'er, tilstedeværelsen af \u200b\u200budskiftelige dyser.

Ulemper: Det er nødvendigt at overvåge tynde slanger, så gassen ikke forgiftes.

10. plads - Oxygen-acetylenbrænder med to skeder af tilførslen af \u200b\u200bgasblandingen

Det har et langt buet rør, i slutningen af \u200b\u200bhvilken dysen er placeret. Sådanne brændere er designet til skæring og svejsning af metal. Øget forbrændingstemperatur Giver dig mulighed for at svejse jernholdige metaller med en sømtykkelse fra 0,5 til 0,2 mm. Brænderne er fremstillet af 30 cm til 45 cm lange.

Fordele: Giver dig mulighed for at skære og svejses metal.

Ulemper: Ingen piezojaga.

Master lodning med dig.

I hjemmet værksted eller garage ofte behovet for brugen af \u200b\u200bgasbrænderen. Ansøgning om det er den bredeste - fra lodning arbejde, før du reparerer taget. For ikke at nævne behovet for at opvarme metaldelen til behandling.

Når der er metalbearbejdning til metal, kan en gasbrænder opdele emnet med henblik på efterfølgende hærdning. Hvis du er involveret i elektrisk svejsning - når du arbejder med nogle metaller, er det nødvendigt at varme stedet for den fremtidige søm.

I værktøjsbutikkerne til salg en række enheder til sikkert arbejde Med ild. Brænderen på propan kan være af enhver størrelse og enhver konfiguration. S. boldhåndtering Til smykker lodning.

Eller M. dyse rampe til opvarmning bitumen på taget:

Fordelen ved industrielle muligheder består i et sikkerhedscertifikat. Der er dog intet i designet, at det er umuligt at gentage hjemme. Som et produkt i butikken koster mange penge, vil vi fortælle dig, hvordan du laver en gasbrænder med dine egne hænder.

Vigtig! Hjemmelavede enheder Den potentielle fare er båret for at arbejde med ild. Derfor drives propanbrænderen, lavet uden teknisk ekspertise for din frygt og risiko.

Tegninger og fiercing Burner Manufacturing instruktioner

Lad os i detaljer overveje nuancerne for at være opmærksom på fremstillingen af \u200b\u200bbrænderen.

• Først og fremmest er det nødvendigt at bruge ildfaste metaller. En korrekt indstillet brænder kan give op til 1000 ° C, så dysen skal svare til flamme temperaturen;
• Det er vigtigt at vælge en pålidelig arbejdstagerkran. Hvis noget går galt - først og fremmest er gasforsyningen overlappet, og faren er elimineret. Hvis kranen mangler - vil du ikke være i stand til hurtigt at forynge flammen;
• Tilslutningsknude til gaskilde (ventilbeholder eller 5 liter propancylinder Med en gearkasse) skal være pålidelig. Det er under driften af \u200b\u200bdårlig kvalitet lukkeforstærkning De fleste ulykker opstår.

Formålet med denne artikel er at fortælle, hvordan gasbrænderen er færdig med deres egne hænder. Gasbrændere i små virksomheder, individuelle tekniske værker og i hverdagen er meget bredt udbredt til klæbemiddel, mekaniske sorte og tagdækning, smykker, for at starte gasvarmeanlæg og opnå for forskellige flammebehov med en temperatur på mere end 1500 grader.

I det teknologiske aspekt er gasflammen god, fordi den har en høj reducerende evne (renser overfladen af \u200b\u200bmetallet fra forurenende stoffer og genopretter den oxideres i et rent metal) uden at vise nogen mærkbar anden kemisk aktivitet.

I varmeteknik - Gas Heary Energy Relativt billigt og rent brændstof; 1 gd. gasvarme Det er sædvanligvis billigere end fra en hvilken som helst anden energibærer, og såning af gasvarmeanlæg og aflejringen af \u200b\u200bsodet i dem er minimal eller fraværende.

Men samtidig gentager vi hovedstaden: ikke joke med gas. Gasbrænderen er ikke så svært, men hvordan man opnår sin økonomi og sikkerhed - om det og vil gå videre samtale. Eksempler på korrekt teknisk udførelse og producenter på egen hånd.

Vælg Gas.

Med deres egne hænder er det udelukkende lavet en gasbrænder på propan, butan eller propan-butanblanding, de der. på gasformige mættede carbonhydrider, og atmosfærisk luft. Når du bruger 100% isobutan (se nedenfor), er det muligt at opnå en flamme-temperatur op til 2000 grader.

Acetylen Giver dig mulighed for at få en flamme temperatur på op til 3000 grader, men på grund af dens fare er de høje omkostninger ved calciumcarbid og behovet for rent ilt som oxidationsmiddel praktisk taget ude af brug og i svejsning værker.. Få rent hydrogen derhjemme er muligt; Hydrogenflammen fra brænderen med en overlegen (se nedenfor) giver temperaturen til 2500 grader. Men råmaterialet til produktion af hydrogen er dyrt og usikre (en af \u200b\u200bkomponenterne er stærk syre), men det vigtigste er hydrogenet, vi føler ikke på lugten og smagen, det giver ingen mening at tilføje mercaptan duft til det, fordi Hydrogenet er en størrelsesorden ret fordelt, og en blanding af den til luften i kun 4% giver allerede en eksplosiv vækstgas, og den kan tændinges simpelthen i lyset.

Methane. Ikke anvendt i husholdningsgasbrændere på lignende årsager; Derudover er han meget giftig. Hvad angår dampene til LVZ, pyrolyse gasser og biogas, så ved brænding i gasbrændere, giver de en meget ren flamme med en temperatur under 1100 grader. Middle Lodge og under gennemsnittet volatilitet (fra benzin til brændselsolie) brændes i særlige flydende brændere, for eksempel i brændere til dieselbrændstof; Alkoholer - i lav-power fiery-enheder, og ethere har ikke udnyttet overhovedet - lav energi, men er meget farlige.

Sådan opnås sikkerhed

For at gøre en gasbrænder sikker på arbejde og ikke fortære forgæves brændstof, skal den gyldne regel tages: Ingen skalering og generelt ændringer i prototypens tegninger!

Dette er tilfældet i T. Naz. Reynolds fordømmer, viser forholdet mellem strømningshastighed, tæthed, viskositet af det nuværende medium og den karakteristiske størrelse af det område, hvori den bevæger sig for eksempel. diameter tværsnit Rør. Ifølge Re er det muligt at bedømme tilstedeværelsen af \u200b\u200bturbulens i strømmen og dens karakter. Hvis for eksempel røret ikke er rund, og begge dets karakteristiske størrelse er større end en vis kritisk værdi, vil vorticerne blive 2nd og højere ordrer. Fysisk fremhævede vægge af "røret" kan ikke for eksempel være i havstrømme, men mange af deres "tricks" forklares præcist ved overgangen af \u200b\u200bre gennem kritiske betydninger.

Bemærk: Bare i tilfælde, til reference - for gasser, er værdien af \u200b\u200bReynolds nummer, hvor laminærstrømmen går i turbulent, re\u003e 2000 (i SI-systemet).

Ikke alle hjemmelavede gasbrændere beregnes nøjagtigt i henhold til gensdynamikens love. Men hvis du vilkårligt ændre størrelsen på dele vellykket design., Jeg kan spille brændstof eller bæredygtig luft ud over de grænser, den overholdt det ophavsretligt beskyttede produkt, og brænderen vil være i bedste fald ryge og vanude, og helt muligt og farligt.

Injektor diameter

Den afgørende parameter for kvaliteten af \u200b\u200bgasbrænderen er diameteren af \u200b\u200btværsnittet af brændstofinjektoren (gasdyse, dyser, zibler - synonymer). For brænderne på propanbutan for den normale temperatur (1000-1300 grader) kan det være omtrent taget som:

• På den termisk magt Op til 100 W - 0,15-0,2 mm.
• Strømmen er 100-300 W - 0,25-0,35 mm.
• POWER 300-500 W - 0,35-0,45 mm.
• Strømmen er 500-1000 W - 0,45-0,6 mm.
• Strøm 1-3 kW - 0,6-0,7 mm.
• Strøm 3-7 kW - 0,7-0,9 mm.
• Ved kraften på 7-10 kW - 0,9-1,1 mm.

I høj temperaturbrændere gør injektorer en smalere, 0,06-0,15 mm. Fremragende materiale. For injektoren vil tjene et segment af nålen til en medicinsk sprøjte eller dråber; Af disse er det muligt at vælge dyse på en hvilken som helst af de angivne diametre. Nåle til opblæsning af bolde værre, de er ikke varmebestandige. De bruges mere som luftkanaler i Microgorellas med tilsyn, se nedenfor. I klip (kapsel) af injektoren er den forseglet med en fast loddemetal eller gluke med varmebestandig lim (kold svejsning).

Strøm

Gør gasbrænderen på kraften på mere end 10 kW på ingen måde. Hvorfor? Antag, at brænderens effektivitet er 95%; For amatørdesign er dette en meget god indikator. Hvis brænderens kraft er 1 kW, vil 50 W tage brænderen selv deseprocery. O 50 W lodning jern kan brændes, men han truer ikke en ulykke. Men hvis du laver en brænder til 20 kW, så vil det være overflødigt, det vil være 1 kW, disse er allerede efterladt uovervåget jern eller elektrisk stænk. Faren forværres af det faktum, at dens manifestation, som Ranolds numre, tærskel - eller bare varmt eller blinker, smelter, eksploderer. Derfor er tegningerne af den hjemmelavede brænder mere end 7-8 kW bedre og ikke at se.

Bemærk: Industrielle gasbrændere er tilgængelige på magt til mange MW, men det opnås ved nøjagtig profilering af gascylinderen, der er umuligt; Et eksempel se nedenfor.

Armature.

Den tredje faktor, der bestemmer sikkerheden for brænderen, er sammensætningen af \u200b\u200bdens forstærkning og proceduren for anvendelse af den. I general Scheme. Sådan er:

1. Brænderen kan under ingen omstændigheder ikke slukke ved justeringsventilen, brændstofforsyningen stoppes af ventilen på cylinderen;
2. For brændere med en kapacitet på op til 500-700 W og høj temperatur (med en smal injektor, der eliminerer overgangsgasstrømmen for en kritisk værdi), der drives af propan eller isobutan fra en cylinder op til 5 liter med udendørs temperatur op til 30 grader, tilladt at kombinere justeringen og afbrydeventilerne i en - regelmæssig på cylinderen;
3. I brænderne til kraften på mere end 3 kW (med en bred injektor) eller fra en cylinder med mere end 5 liter, er sandsynligheden for "slippage" re for 2000 meget stor. Derfor er det i sådanne brændere mellem låse- og justeringsventilerne også nødvendigt for en gearkasse, der opretholder trykket i tilførselsgasledningen inden for visse grænser.

Hvad skal man gøre?

Gasbrændere med lav effekt til liv og lille privat produktion på operationelle indikatorer er klassificeret trail. vej:

• Højtemperatur - for nøjagtige adhæsioner og svejsning, smykker og glasvarer. Effektiviteten er ikke vigtig, du skal opnå maksimal flamme temperatur for dette brændstof.
• Teknologisk - til VVS og Blacksmithing Works. Flammetemperaturen er ret ønskelig ikke lavere end 1.200 grader, og med overholdelsen af \u200b\u200bdenne tilstand brænder brænderen maksimal effektivitet.
• Opvarmning og tagdækning - Opnå den bedste effektivitet. Flamme temperatur er normalt op til 1100 grader eller lavere.

Med hensyn til brændstofforbrændingsmetoden kan gasbrænderen udføres på et af stien. Ordninger:

1. Fri atmosfærisk.
2. Atmosfærisk udstødning.
3. Med superposition.

Atmosfærisk

I fri atmosfæriske brændere forbrændes gas i ledig plads; Luftstrømmen er forsynet med fri konvektion. Sådanne brændere er ikke økonomisk, flammen er rød, rygning, danser og slår. Interesse, præsenteret først, fordi enhver anden brænder kan oversættes til fri atmosfærisk tilstand med overdreven forsyning af gas eller utilstrækkelig luft. Det er i det, at brænderne antændes - på et minimum af brændstofforsyning og endnu mindre luftindstrømning. For det andet kan den frie tilstrømning af sekundær luft være meget nyttig i T. Naz. Enårig brændere til opvarmning, fordi Meget forenkler deres design er ikke til skade for sikkerhed, se yderligere.

Udstødning

I udstødningsbrændere er mindst 40% af den luft, der kræves til forbrænding, er egnet af en gasstrøm fra injektoren. Udstødningsbrændere er konstruktivt enkle og giver dig mulighed for at opnå en flamme med en temperatur på op til 1500 grader med en effektivitet på mere end 95%, derfor bruges mest bredt, men kan ikke gøres modulad, se nedenfor. Til brug af luft er udstødningsbrændere opdelt i:

• Enkeltmonteret - al den nødvendige luft suges straks. Med en korrekt profileret gaskanal ved kapaciteten på mere end 10 kW vises effektiviteten på over 99%. Gentag ikke med dine egne hænder.
• Dobbeltkredsløb - ca. 50% af luften er inspiceret af en injektor, resten - til forbrændingskammeret og / eller længsel. Tillad at opnå enten flammen på 1300-1500 grader, eller CPV over 95% og flammen op til 1200 grader. Bruges på nogen måde fra ovenstående. Konstruktivt nok kompleks, men på egen hånd gentagne.
• En årsrunde, der ofte henvises til to-kredsløb - primærluften, er egnet med en strøm af injektoren, og den sekundære kommer frit ind i det begrænsede volumen (fx ovnens ovn), hvor brændstoffet er trampet. Kun en-dimensionel (se nedenfor), men konstruktivt simpelt, så meget udbredt til midlertidig lancering varmeovne og kedler på gas.

Med tilsyn

I brænderne med en overlegen af \u200b\u200balt luft og primær og sekundær, serveret i forbrændingszonen af \u200b\u200bbrændstof med magt. Den enkleste microgorelob med en overlegen til desktop adhæsioner, smykker og glasværker kan laves uafhængigt (se nedenfor), men fremstillingen af \u200b\u200bvarmebrænderen kræver en omfattende produktionsbase. Men præcist, brænderne med superimposser giver dig mulighed for at indse alle mulighederne for at kontrollere forbrændingsordningen; Ifølge vilkårene er de opdelt i:

1. Lugt-tilstand;
2. Dual-mode;
3. Moduleret.

Kontrollere

I enkeltkølemiddelbrændere bestemmes forbrændingsmetoden for brændstof enten en gang for evigt strukturelt (fx i industrielle brændere til annealingovne) eller installeres manuelt, for hvilken brænderen skal eller tilbagebetale eller afbryde den teknologiske cyklus med dens anvendelse. Duplexbrændere arbejder som regel på fuldstændig eller halvkraft. Overgangen fra tilstand til tilstand udføres i løbet af arbejdet eller brugen. Duplex gør opvarmning (vinter - forår / efterår) eller tagbrændere.

I de modulerede brændere er brændstof- og luftforsyningen glat og kontinuerligt reguleret af automatik, der arbejder på et kompleks af kritiske kildeparametre. For eksempel for varmebrænderen - i forholdet mellem temperaturer i rummet, den ydre og kølevæske i afkastet. Output parameter er mulig en ( minimumstrømning Gassen, den højeste flamme temperatur) eller der kan også være flere, for eksempel ved temperaturen af \u200b\u200bflammen på den øvre grænse minimerer brændstofforbruget, og når det falder, er temperaturen optimeret til denne tekniske proces.

Eksempler på strukturer.

Optager i design gasbrændereLad os gå undervejs for at øge magten, det giver dig mulighed for bedre at forstå materialet. Og fra begyndelsen vil vi blive bekendt med en så vigtig omstændighed som at forberede.

Mini fra beholderen

Hvordan single-load mini gasbrænderen er indrettet til desktop arbejde med en cateringhule til tankning lightere, velkendt: disse er 2 nåle indsat i hinanden, pos. Og i fig.:

Forberedelse - fra akvariekompressor. Siden uden modstand mod sprøjten under vand, giver den en markant pulserende strøm, du har brug for en modtager af 5 liter kerner. Sodaen er ikke tilgængelig i sådan, således at modtagerkorkken skal være yderligere forseglet med rå gummi, silikone eller blot plastik. Hvis du tager en kompressor til et akvarium med 600 liter og mere, og brændstoffet er 100% isobutan (sådanne dåser er dyrere end normalt), er det muligt at opnå en flamme over 1500 grader.

Stumbling Stumbling Stumbling Når gentagelse af dette design, første, gasforsyningsjustering. Der er ingen problemer med luft - dens foder er installeret af kompressoren regelmæssig regulator. Men gasjusteringen af \u200b\u200bslangen med slangen er meget trist, og regulatoren fra dråberne fejler hurtigt, han er også engangsbrug. For det andet er parringsbrænderen med en beholder - således at dens ventil har åbnet, du skal skubbe påfyldningsmonteringen

Det vil hjælpe med at løse problemerne først, noden vist i POS. B; Gør det fra det samme nålepar. Først skal du afhente et rør til en ærme, med en lille indsats for at passe til dådens plan, og så også med en lille indsats, sæt den ind i kanylens nåle; Det må muligvis bore lidt. Men ærmet bør ikke hænge på beslaget eller i kanylen separat.

Derefter laver vi et klip til en beholder med en justeringsskrue (pos. B), indsæt dåsen, brug en regulator på stikkontakten. B, og pakk skruen, inden du får den ønskede gasforsyning. Justeringen er meget præcis, bogstaveligt talt mikroskopisk.

Lodning brændere

Den nemmeste måde at lave en loddebrænder ca. 0,5-1 kW, hvis du har en gasventil på lager: Oxygen VK-serie, fra gammel autogen (acetylen tønde fast) osv. En af udførelsesformerne af loddebrænderen baseret på gasventilen er vist i fig.

Dens funktion er det mindste antal nøjagtige dele, og du kan vælge færdige og ret store muligheder for at justere flammen ved at flytte dyserne 11. Materialet af dele 7-12 er tilstrækkeligt varmebestandigt stål; I dette tilfælde er den relativt billige ST45 egnet, fordi Flamme temperatur på grund af komplet fravær Profilering Gaskanal- og ejektorvinduer (som er som sådanne og ikke) vil ikke overstige 800-900 grader. På grund af det faktum, at denne brænder er single-monteret, er det temmelig voracious.

Dobbelt kredsløb

En to-kinning gasbrænder til lodning er meget mere økonomisk og giver dig mulighed for at få en flamme op til 1200-1300 grader. Eksempler på design af denne art med en klem fra 5 liter cylinder er angivet i fig.

Brænderen til venstre er kraften af \u200b\u200bOK. 1 kW består derfor af kun 3 dele, der ikke tæller gas tønder og håndtag, så den separate ventil ikke er nødvendig for at justere flammen. Hvis du ønsker det, kan du gøre udskiftelige injektorkapsler til mindre magt; Brændstofforbrug ved lav kapacitet på samme tid vil mærkbart falde. Simpliciteten af \u200b\u200bdesignet i dette tilfælde opnås ved brug af en ordning med en ufuldstændig adskillelse af luftkredsløbene: All luft suges gennem hullerne i huset, men en del af det nydes af en brændende gasstråle gennem et hul med en diameter på 12 mm i skoen.

Den ufuldstændige adskillelse af luftkonturer tillader dig ikke at nå kraften på mere end 1,2-1,3 kW: re i forbrændingskammeret hopper "over taget", som begynder at brænde med bomuld ned til eksplosionen, hvis du forsøger at etablere en flamme, giver mig en gas. Derfor, uden at have erfaring, er injektoren i denne brænder bedre at sætte 0,3-0,4 mm.

Brænderen med en fuldstændig adskillelse af luftkonturer, hvis tegninger gives til højre i fig., Udvikling af kraft op til flere KW. Derfor, i sin forstærkning, ud over afbrydelsen på cylinderen og justeringsventilen. Sammen med en glidende primær ejektor tillader det i forholdsvis brede grænser for at regulere flammens temperatur, modstå sit minimum i denne kraft. Praktisk set sætter flammen af \u200b\u200bden ønskede styrke, bevæger den primære ejektor, mens der er en smal blå jet (meget varm) eller bred gullig (ikke så varmt).

For horn og smede

To-kredsløbsbrænderen med fuld adskillelse af konturerne er egnet til smedning af værker. For eksempel, som i 10-15 minutter, at bygge fra kæreste bjergmaterialer til netop beskrevet, se video:

Video: Gasbjerget om 10 minutter

VVS og Blacksmith Gas Burner specifikt til bjerget kan også bygges fuldt ud dobbeltkredsløbsordning, Se næste. Roller.

Video: Gasbrænder til bjerge gør det selv

Og endelig kan mini gasbrænderen helbrede og lille tablet morn; Hvordan man gør dem sammen selv, se:

Video: Mini-Mountain gør det selv hjemme

For fint arbejde

Her i fig. Forbandede tegningerne af gasbrænderen med den indbyggede justeringsventil til særligt nøjagtige og ansvarlige værker. Dens funktion er et massivt forbrændingskammer med kølefinner. På grund af dette for det første reduceres de termiske deformationer af brænderdelene. For det andet påvirker tilfældige gas- og lufthoppet næsten ikke temperaturen i forbrændingskammeret. Som følge heraf, den installerede flamme i lang tid Det har meget stabilt.

Høj temperatur

Endelig overveje brænderen beregnet til den maksimale flamme høje temperaturer. - 100% isobutan uden styrke denne brænder giver en flamme med en temperatur på mere end 1.500 grader - nedskæringer blad stål, smelves i mini-digel eventuelle smykker legeringer og blødgør enhver silikat glas undtagen kvarts. En god injektor for denne brænder opnås fra nålen fra insulinsprøjten.

Opvarmning

Hvis du planlægger en gang for at oversætte din gamle brændeovn eller kedel fra brænde-kul på gas, så du ikke har en anden vej ud, hvordan man kan købe en moduleret brænder med tilsyn, pos. 1 i fig. Ellers vil eventuelle besparelser på hjemmelavet snart blive spist af en brændstofoverskridelse.

I det tilfælde, hvor strømmen er påkrævet til opvarmning mere end 12-15 kW, og derudover er der en person, der er klar og i stand til at overtage pligten til et ekstrakt, der regulerer levering af gas i henhold til udetemperaturer, vil der være en to-dørs atmosfærisk brænder til kedlen, diagrammet af anordningen, som er givet til positiv. 2. Godt i denne kapacitet har bevist sig selv. Saratov Brændere, POS. 3; De produceres af bred rækkevidde. Magt, lang tid og med succes anvendt i varmekontingeniør.

Hvis du har brug for at holde på gas i nogen tid, for eksempel indtil slutningen af \u200b\u200bvarmesæsonen, og derefter genoprette genopbygningen af \u200b\u200bvarmesystemet eller kør på gas, for eksempel en sommer og og og en halv -party gasbrænder kan gøres med deres egne hænder for dette. Ovne. Ordningen af \u200b\u200bdens enhed og arbejde er angivet på POS. 4. En uundværlig tilstand - Varmens ovn skal være med forvirring: Hvis du starter sekundærluften i kløften mellem gabens ovn og brænderhuset, vil brændstofforbruget stige betydeligt. Tegning af den semi-tredje vindende gasbrænder til ovnen med en kapacitet på op til 10-12 kW Dan på POS. fem; De aflange huller til hegnet af primærluft bør være udenfor!

Tagdækning.

Den gasbrænder til tagdækning værker med moderne velocked materialer (tagdækning lampe) nødvendigvis udføres af en duplex: halv-power varmes den underliggende overflade, og belægningen på den fulde, efter at rullen er opvarmet. Sendance er uacceptabelt her, så vi bruger tid på brænderindstillingen (som kun er mulig efter dets køling) kan ikke være.

Taggasbrænderen af \u200b\u200bindustriproduktionen er vist til venstre i fig. Det er en to-integreret ordning med ufuldstændig adskillelse af konturer. I dette tilfælde er en sådan løsning tilladt, fordi Brænderen arbejder på fuld kraft OKAY. 20% af tidspunktet for den teknologiske cyklus og drives af det forberedte personale udendørs.

Den mest komplekse taglampe node gentages næppe i hjemmet - Power Switching Valve. Men uden det er det muligt at lave prisen på en lille stigning i brændstofforbruget. Hvis du er en master vogn og tagdækning De er involveret i episodisk, så vil reduktionen i rentabiliteten på grund af dette ikke være mærkbar.

Teknisk set implementeres denne beslutning i brænderen med tilsluttede par af luftkonturer, se til højre i fig. Overgangen fra tilstand til tilstand udføres enten ved at installere / fjerne huset indre konturereller bare flytte lampen i højden, fordi Betjeningsmetoden af \u200b\u200ben sådan brænder afhænger stærkt af undertrykkelsen af \u200b\u200budstødningen. For at varme den underliggende overflade tilhører lampen det væk, så vil en kraftig bred strøm ikke være for varmgasser gå fra dysen. Og for den overflade vil lampen være tættere: Ved tagdækningsmateriale. En bred "forunderlig" flamme er spredt.

Langt om længe

Denne artikel diskuterer kun separate eksempler Gasbrændere. Samlet nummer. Deres design er kun på "Home" rækkevidde af magt op til 15-20 kW beregnede hundredvis, hvis ikke tusinder. Men lad os håbe, at nogle af dem, der er beskrevet her, er nyttige.

John C. Whitehead, Lawrence Livermore National Laboratory L-43, Postboks 808 Livermore, Californien 94551 925-423-4847 [E-mail beskyttet]

Resumé. Da størrelserne af de udviklede satellitter falder, bliver det mere og vanskeligere at vælge motorinstallationer (DF) for dem, hvilket giver de nødvendige parametre for styrbarhed og manøvredygtighed. Komprimeret gas bruges traditionelt på de mindste satellitter. For at øge effektiviteten, og samtidig reduceres omkostningerne i forhold til hydrazinfjernelse, foreslås hydrogenperoxid. Mindste toksicitet og små nødvendige installationsdimensioner tillader flere tests i bekvemme laboratoriebetingelser. Præstationer er beskrevet i retning af at skabe billige motorer og brændstoftanke med selv-annonce.

Introduktion

Klassisk teknologi AU har nået et højt niveau og fortsætter med at udvikle sig. Det er i stand til fuldt ud at tilfredsstille rumfartøjernes behov, der vejer hundredvis og tusindvis af kilo. Systemer sendt til flyvning, undertiden ikke engang passerer tests. Det viser sig at være ret tilstrækkeligt til at bruge velkendte konceptuelle løsninger og vælge de noder, der er testet i flyvning. Desværre er sådanne noder normalt for høje og tunge til brug i små satellitter, vejning af kilo. Som følge heraf måtte sidstnævnte hovedsageligt stole på motorer, der opererer på komprimeret nitrogen. Komprimeret nitrogen giver UI kun 50-70 C [ca. 500-700 m / s], kræver tunge kampvogne og har lav densitet (for eksempel ca. 400 kg / kubikmeter. M ved et tryk på 5000 psi [ca. 35 MPa]) . En væsentlig forskel i DU's pris og egenskaber på det komprimerede nitrogen og på hydrazinen gør det til at se efter mellemliggende løsninger.

I de senere år er interessen blevet genfødt i brugen af \u200b\u200bkoncentreret hydrogenperoxid som raketbrændstof til motorer af forskellige skalaer. Peroxidet er mest attraktivt, når de anvendes i nye udviklinger, hvor tidligere teknologier ikke kan konkurrere direkte. Sådanne udviklinger er satellitterne, der vejer 5-50 kg. Som et-komponent brændstof har peroxidet en høj densitet (\u003e 1300 kg / kubikmeter) og en specifik impuls (UI) i et vakuum på ca. 150 ° C [ca. 1500 m / s]. Skønt det er signifikant mindre end hydrazin UI, er ca. 230 S [ca. 2300 m / s], alkohol eller carbonhydrid i kombination med peroxid i stand til at løfte UI til intervallet 250-300 s [fra ca. 2500 til 3000 m / s ].

Prisen er en vigtig faktor her, da det kun giver mening at bruge peroxid, hvis det er billigere end at bygge reducerede varianter af klassiske DU teknologier. Skarphed er meget sandsynligt at overveje, at arbejdet med giftige komponenter øger udviklingen, kontrollen og lanceringen af \u200b\u200bsystemet. For eksempel til testning raketmotorer På giftige komponenter er der kun et par stande, og deres nummer falder gradvist. I modsætning hertil kan mikrosatellitudviklere selv udvikle deres egen peroxidant teknologi. Brændstofsikkerhedsargumentet er særligt vigtigt, når du arbejder med små accelererede systemer. Det er meget lettere at lave sådanne systemer, hvis du kan udføre hyppige billige tests. I dette tilfælde bør de ulykker og udslip af komponenterne i raketbrændstof betragtes som korrekt, ligesom for eksempel en nødsituation for at stoppe et computerprogram, når debugging det. Derfor, når de arbejder med giftige brændstoffer, er standarden arbejdsmetoder, der foretrækker evolutionære, gradvise ændringer. Det er muligt, at brugen af \u200b\u200bmindre giftige brændstoffer I MicroSteps vil du drage fordel af alvorlige ændringer i designet.

Arbejdet beskrevet nedenfor er en del af et større forskningsprogram, der tager sigte på at studere nye rumteknologier til små applikationer. Testene udfyldes af de færdige prototyper af mikrosatellitter (1). Lignende emner, som er af interesse, omfatter små fyldninger med en pumpe forsyning af brændstof til fly til Mars, Moon og ryg med små økonomiske omkostninger. Sådanne muligheder kan være meget nyttige til at sende små forskningsapparater til fradragsberettigede baner. Formålet med denne artikel er at skabe en DU-teknologi, der bruger hydrogenperoxid og kræver ikke dyre materialer eller udviklingsmetoder. Effektivitetskriterium I dette tilfælde er en betydelig overlegenhed over mulighederne for fjernbetjeningen på det komprimerede nitrogen. En pæn analyse af mikrosatellitbehov hjælper med at undgå unødvendige systemkrav, der øger prisen.

Krav til motorteknologi

I den perfekte verden af \u200b\u200bsatellitten skal satellitten være sømløs såvel som computerens periferiudstyr i dag. Men ikke har de egenskaber, der ikke har noget andet satellitsubsystem. For eksempel er brændstof ofte den mest massive del af satellitten, og dens udgifter kan ændre midten af \u200b\u200bmassen af \u200b\u200benheden. Vektorer af tryk, der er designet til at ændre satellithastigheden, skal selvfølgelig passere gennem massens centrum. Selvom de problemer, der er forbundet med varmeveksling, er vigtige for alle komponenter i satellitten, er de især komplekse for DU. Motoren opretter de hotteste satellitpunkter, og samtidig har brændstof ofte et snævrere tilladt temperaturområde end andre komponenter. Alle disse grunde fører til, at manøvreringsopgaver alvorligt påvirker hele satellitprojektet.

Hvis for elektroniske systemer. Typisk betragtes egenskaberne anses for specificeret, så er det slet ikke overhovedet. Dette vedrører muligheden for at lagre i kredsløb, skarpe indeslutninger og nedlukninger, evnen til at modstå vilkårligt lange perioder med inaktivitet. Fra motoringeniørens synspunkt indeholder definitionen af \u200b\u200bopgaven en tidsplan, der viser, hvornår og hvor længe hver motor skal fungere. Disse oplysninger kan være minimal, men under alle omstændigheder sænker den tekniske vanskeligheder og omkostninger. For eksempel kan AU testes ved hjælp af relativt billigt udstyr, hvis det ikke betyder noget for at observere tidspunktet for driften af \u200b\u200bDU med en nøjagtighed på millisekunder.

Andre forhold, der normalt reducerer systemet, kan f.eks. Være behovet nøjagtig forudsigelse Trækkraft og specifik impuls. Traditionelt gjorde sådanne oplysninger det muligt at anvende netop beregnet hastighedskorrektion med en forudbestemt tid for drift af DU. I betragtning af det moderne niveau af sensorer og beregningsmæssige kapaciteter, der er tilgængelige ombord på satellitten, giver det mening at integrere acceleration, indtil en bestemt ændring i hastigheden er nået. Forenklede krav giver dig mulighed for at reducere individuelle udviklinger. Det er muligt at undgå nøjagtigt passende tryk og vandløb, såvel som dyre test i et vakuumkammer. Vakuumets termiske forhold skal dog stadig tage hensyn til.

Den nemmeste motor maswer - tænder motoren kun en gang, på et tidligt stadium af satellitten. I dette tilfælde indledende betingelser Og tidspunktet for opvarmning påvirker ikke mindst. Brændstoflækage Theaches før og efter manøvren vil ikke påvirke resultatet. Et sådant simpelt scenario kan være svært af en anden grund, for eksempel på grund af den store hastighedsgevinst. Hvis den nødvendige acceleration er høj, bliver motorens størrelse og dens masse endnu vigtigere.

De mest komplekse opgaver af DU er titusinder eller mere korte impulser adskilt af ur eller minuts manglende handling gennem årene. Overgangsprocesser i begyndelsen og slutningen af \u200b\u200bpulsen, termiske tab i enheden, brændstoflækage - alt dette bør minimeres eller elimineres. Denne type tryk er typisk for opgaven med 3-akse stabilisering.

Problemet med mellemliggende kompleksitet kan betragtes som periodiske indeslutninger i DU. Eksempler er ændringer Orbit, atmosfærisk tabskompensation eller periodiske ændringer i orienteringen af \u200b\u200bsatellitten stabiliseret ved rotation. En sådan driftstilstand findes også i satellitter, der har inertielle svinghjul, eller som stabiliseres af gravitationsfeltet. Sådanne flyvninger omfatter normalt korte perioder med højaktivitetsg. Dette er vigtigt, fordi brændstofens varme komponenter vil miste mindre energi i sådanne perioder med aktivitet. Samtidig kan du bruge enklere enheder end til langsigtet vedligeholdelse af orientering, så sådanne flyvninger er gode kandidater til brug af billige flydende døre.

Krav til den udviklede motor

Et lille niveau af tryk, der er egnet til manøvrer, ændrer bane af små satellitter, er omtrent lig med den, der anvendes på stort rumfartøj for at opretholde orientering og kredsløb. De eksisterende mindre stødmotorer, der blev testet i flyvninger, er dog normalt designet til at løse den anden opgave. Sådanne yderligere knudepunkter som en elektrisk varmelegeme opvarmning af systemet før brug, samt varmeisolering gør det muligt at opnå en høj medium specifik impuls med talrige korte motorer. Dimensionerne og vægten af \u200b\u200budstyret øges, hvilket kan være acceptabelt for store enheder, men ikke passer til små. Den relative masse af tryksystemet er endnu mindre gavnligt for elektriske raketmotorer. Arc- og ionmotorer har en meget lille tryk i forhold til motorens masse.

Krav til levetiden begrænser også den tilladte masse og størrelse på motorinstallationen. For eksempel, i tilfælde af et-komponent brændstof, kan tilsætningen af \u200b\u200bkatalysatoren øge levetiden. Orienteringssystemmotoren kan fungere i mængden af \u200b\u200bflere timer i løbet af tjenesten. Imidlertid kan satellittanke være tomme i minutter, hvis der er en tilstrækkelig stor ændring af kredsløb. For at forhindre lækager og sikre den tætte lukning af ventilen, selv efter mange starter i linjerne, sætter flere ventiler i en række. Yderligere ventiler kan være uberettiget for små satellitter.

Fig. 1 viser, at flydende motorer ikke altid kan reduceres i forhold til brug for små tryksystemer. Store motorer hæver normalt 10 - 30 gange mere end deres vægt, og dette tal øges til 100 for bærebærermotorerne med brændstofpumpen. De mindste flydende motorer kan dog ikke engang hæve deres vægt.

Motorer til satellitter er svært at lave små.

Selv hvis en lille eksisterende motor er lidt let at tjene som den vigtigste motor manøvrering motor, skal du vælge et sæt af 6-12 til flydende brændstof for en 10-kilo-enhed er næsten umuligt. Derfor anvendes mikrosavers til orientering af komprimeret gas. Som vist i fig. 1 er der gasmotorer med et trækkraftforhold til masse det samme som store raketmotorer. Gasmotorer er simpelthen en magnetventil med en dyse.

Ud over at løse problemet med fremdrivningsmassen, giver systemet på komprimeret gas dig mulighed for at opnå kortere pulser end flydende motorer. Denne ejendom er vigtig for kontinuerlig opretholdelse af orientering for lange flyvninger, som vist i applikationen. Som størrelsen af \u200b\u200brumfartøjer falder, kan stadig mere korte pulser være ret tilstrækkelige til at opretholde orientering med en given nøjagtighed for denne levetid.

Selvom systemerne på komprimeret gas ser ud som en helbrønde til brug på små rumfartøjer, indtager gasopbevaringsbeholdere ret stort volumen og vejer ret meget. Moderne sammensatte tanke til opbevaring af nitrogen, designet til små satellitter, veje så meget som kvælstof selv, der er dannet i dem. Til sammenligning, tanke til flydende brændstof I rumfartøj kan det opbevare brændstof, der vejer op til 30 masser af tanke. Betragtning af vægten af \u200b\u200bbåde tankene og motorer, ville det være meget nyttigt at opbevare brændstoffet i flydende form, og konvertere den til gassen for fordelingen mellem forskellige orientering systemets motorer. Sådanne systemer blev designet til at anvende hydrazin i korte underborede eksperimentelle flyvninger.

Hydrogenperoxid som raketbrændstof

Som enkomponentbrændstof dekomponerer rene H2O2 på oxygen og overophedet damp, der har en temperatur, der er lidt højere end 1800F [ca. 980 ° C - ca. Pr.] I mangel af varmetab. Normalt anvendes peroxidet i form af en vandig opløsning, men i en koncentration er mindre end 67% af ekspansionsenergien ikke nok til at fordampe alt vandet. Pilotable testenheder i 1960'erne. 90% perooles blev anvendt til at opretholde orienteringen af \u200b\u200bindretningerne, som gav temperaturen af \u200b\u200bden adiabatiske nedbrydning på ca. 1400F og specifik impuls med den stadige proces 160 s. Ved en koncentration på 82%, peroxidet giver en gastemperatur på 1030F, som fører til bevægelsen af \u200b\u200bde vigtigste pumper af motorens raket raket union. Forskellige koncentrationer anvendes, fordi prisen på brændstof vokser med en stigning i koncentrationen, og temperaturen påvirker materialernes egenskaber. For eksempel anvendes aluminiumlegeringer ved temperaturer til ca. 500F. Ved anvendelse af den adiabatiske proces begrænser den koncentrationen af \u200b\u200bperoxid til 70%.

Koncentration og rengøring

Hydrogenperoxid er tilgængelig kommercielt i en bred vifte af koncentrationer, grader af rengøring og mængder. Desværre er små beholdere af rent peroxid, som kunne bruges direkte som brændstof, praktisk taget ikke tilgængelige ved salg. Rocketperoxid er tilgængelig i store tønder, men kan ikke være ganske tilgængelige (for eksempel i USA). Derudover, når du arbejder med store mængder Peroxy har brug for specielt udstyr og yderligere sikkerhedsforanstaltninger, som ikke er fuldt berettiget, hvis det kun er nødvendigt i små mængder.

Til brug i dette projekt købes 35% peroxid i polyethylenbeholdere med et volumen på 1 gallon. For det første koncentrerer den sig til 85%, derefter rengøres på installationen vist i fig. 2. Denne variant af den tidligere anvendte metode forenkler installationsordningen og reducerer behovet for at rengøre glasdelene. Processen er automatiseret, så for at opnå 2 liter peroxid pr. Uge kræver kun daglig påfyldning og tømning af fartøjer. Selvfølgelig er prisen pr. Liter høj, men det fulde beløb er stadig berettiget til små projekter.

For det første, i to liter briller på elektriske ovne i udstødningsskabet, fordampes det meste af vandet i perioden kontrolleret af timeren kl. 18.00. Volumenet af væske i hvert glas falder fire faststof til 250 ml eller ca. 30% af den oprindelige masse. Når fordampning, går en fjerdedel af de oprindelige peroxidmolekyler tabt. Tabssatsen vokser med en koncentration, således at den praktiske koncentrationsgrænse for denne metode er 85%.

Installation til venstre er en kommercielt tilgængelig roterende vakuuminddamper. 85% opløsning med ca. 80 ppm Fremragende urenheder opvarmes af mængderne på 750 ml på et vandbad ved 50 ° C. Installation understøttes af et vakuum ikke højere end 10 mm Hg. Kunst. Der sikrer hurtig destillation i 3-4 timer. Kondensat strømmer ind i beholderen til venstre nedenfor med tab mindre end 5%.

Badet med en vandstrålepumpe er synlig for fordamperen. Den har to elektriske pumper, hvoraf den ene leverer vand til vandstrålepumpe, og de andre cirkulerer vandet gennem fryseren, vandet køleskab af rotationsinddamperen og vandbadet selv, opretholdelse vandtemperaturen lige over nul, hvilket forbedrer både kondensering af dampen i køleskabet og vakuumet i systemet. Packeypar, der ikke kondenserede på køleskabet falder ind i badet og opdrættet til en sikker koncentration.

Rent hydrogenperoxid (100%) er signifikant tæt vand (1,45 gange ved 20 ° C), således at det flydende glasområde (i området 1,2-1,4) normalt bestemmer koncentrationen med en nøjagtighed på op til 1%. Som købt oprindeligt blev peroxidet og den destillerede opløsning analyseret til indholdet af urenheder, som vist i tabel. 1. Analysen omfattede plasma-emissionsspektroskopi, ionkromatografi og målingen af \u200b\u200bdet fuldstændige indhold af organisk kulstof (TOTAL ORGANIC CARBON - TOC). Bemærk, at fosfat og tin er stabilisatorer, tilføjes de i form af kalium- og natriumsalte.

Tabel 1. Analyse af hydrogenperoxidopløsning

Sikkerhedsforanstaltninger ved håndtering af hydrogenperoxid

H2O2 dekomponerer på ilt og vand, så det har ikke langsigtet toksicitet og repræsenterer ikke farer for omgivende. De hyppigste problemer fra peroxidet forekommer under kontakt med læderdråber, for lille til at detektere. Dette medfører midlertidige ikke-farlige, men smertefulde misfarvede pletter, der skal rulles med koldt vand.

Handling på øjnene og lungerne er farligere. Heldigvis er trykket af peroxiddampen ret lavt (2 mm Hg. Kunst. Ved 20C). Udstødningsventilation Nem at opretholde koncentrationen under grænsen for vejrtrækning i 1 ppm installeret af OSHA. Peroxidet kan overfylde mellem åbne beholdere over folderne i tilfælde af spild. Til sammenligning, bør N2O4 og N2H4 være konstant i lukkede beholdere, en særlig åndedrætsværn bruges ofte, når der arbejdes med dem. Dette skyldes deres betydeligt højere tryk af dampe og begrænsende koncentration i luft ved 0,1 ppm for N2H4.

Vask spildt peroxidvand gør det ikke farligt. Hvad angår beskyttelsesbeklædningskrav, kan ubehagelige dragter øge sandsynligheden for strait. Når du arbejder med små mængder, er det muligt, at det er vigtigere at følge de bekvemmelighedsproblemer. For eksempel arbejder arbejdet med våde hænder et rimeligt alternativ til at arbejde i handsker, der selv kan springe over stænk, hvis de fortsætter.

Skønt det flydende peroxid ikke nedbrydes i massen under virkningen af \u200b\u200bildkilden, kan det par koncentrerede peroxid detekteres med ubetydelige virkninger. Denne potentielle fare sætter grænsen for produktionsvolumenet for installationen beskrevet ovenfor. Beregninger og målinger viser en meget høj grad af sikkerhed for disse små produktionsvolumener. I fig. 2 Luften trækkes i vandrette ventilationsgab, der ligger bag anordningen, ved 100 CFM (kubikmeter pr. Minut, ca. 0,3 kubikmeter pr. Minut) langs 6 fod (180 cm) af laboratorietabellen. Koncentrationen af \u200b\u200bdampe under 10 ppm blev målt direkte over koncentreringsbriller.

Udnyttelsen af \u200b\u200bsmå mængder peroxid efter avl dem fører ikke til miljømæssige konsekvenser, selv om det modsiger den strengeste fortolkning af reglerne for bortskaffelse af farligt affald. Peroxid - oxiderende middel, og derfor potentielt brandfarlig. På samme tid er det imidlertid nødvendigt for tilstedeværelsen af \u200b\u200bbrændbare materialer, og angst er ikke berettiget, når der arbejdes med små mængder materialer på grund af varmeafledning. For eksempel vil våde pletter på væv eller løs papir stoppe den grimme flamme, da peroxidet har en høj specifik varmekapacitet. Beholdere til opbevaring af peroxid skal have ventilationshuller eller sikkerhedsventiler, da den gradvise nedbrydning af peroxidet pr. Oxygen og vand øger trykket.

Kompatibilitet af materialer og selvudladning, når de opbevares

Kompatibilitet mellem koncentreret peroxid og strukturelle materialer indbefatter to forskellige klasser af problemer, der skal undgås. Kontakt med peroxid kan føre til en skade på materialer, som det sker med mange polymerer. Desuden adskiller dekomponeringshastigheden af \u200b\u200bperoxid stærkt afhængigt af de kontaktbare materialer. I begge tilfælde er der en virkning af akkumuleringseffekter med tiden. Således bør kompatibilitet udtrykkes i numeriske værdier og betragtes som i forbindelse med ansøgning og ikke betragtes som en simpel ejendom, som enten er der, eller ej. For eksempel kan et motorkamera bygges fra et materiale, der er uegnet til brug for brændstoftanke.

Historiske værker omfatter eksperimenter på kompatibilitet med prøver af materialer udført i glasfartøjer med koncentreret peroxid. Ved opretholdelse af traditionen blev små tætningsbeholdere lavet af prøver til testning. Observationer til udskiftning af tryk og fartøjer viser nedbrydningshastigheden og peroxidlækage. Ud over dette bliver den mulige stigning i volumen eller svækkelse af materialet mærkbart, da beholdervæggene udsættes for tryk.

Fluoropolymerer, såsom polytetrafluorethylen (polytetraflurothylen), polychlochlorotriflurothylen) og polyvinylidenfluorid (PLDF-polyvinylidenfluorid) dekomponeres ikke under virkningen af \u200b\u200bperoxid. De fører også til en afmatning i perioxid-dekomponeringen, således at disse materialer kan bruges til at dække tanke eller mellemliggende beholdere, hvis de har brug for at opbevare brændstof i flere måneder eller år. Tilsvarende er kompaktorerne fra fluoroelastomeren (fra standard "Witon") og fluorholdige smøremidler ganske egnede til langvarig kontakt med peroxid. Polycarbonatplastik er overraskende ikke påvirket af koncentreret peroxid. Dette materiale, der ikke danner fragmenter, anvendes, hvor gennemsigtighed er nødvendigt. Disse tilfælde omfatter oprettelsen af \u200b\u200bprototyper med en kompleks intern struktur og tanke, hvor det er nødvendigt at se væskeniveauet (se figur 4).

Nedbrydning Ved kontakt af materialet AL-6061-T6 er kun flere gange hurtigere end med de mest kompatible aluminiumlegeringer. Denne legering er holdbar og let tilgængelig, mens de mest kompatible legeringer har utilstrækkelig styrke. Åbn rent aluminiumoverflader (dvs. AL-6061-T6) gemmes i mange måneder ved kontakt med peroxid. Dette er på trods af at vand for eksempel oxiderer aluminium.

I modsætning til historisk etablerede anbefalinger er komplekse rengøringsoperationer, der bruger sundhedsskader, ikke nødvendige for de fleste applikationer. De fleste dele af de anordninger, der blev anvendt i dette arbejde med koncentreret peroxid, blev simpelthen vasket af med vand med vaskepulver ved 110F. Preliminære resultater viser, at en sådan tilgang er næsten lige så god resultater som anbefalede rengøringsprocedurer. Specielt reducerer vaske af fartøjet fra PVDF i løbet af dagen med 35% salpetersyre nedbrydningshastigheden på kun 20% i en 6-måneders periode.

Det er let at beregne, at dekomponeringen af \u200b\u200ben procent af peroxidet indeholdt i det lukkede beholder med 10% frit volumen, hævder trykket til næsten 600PSI (pund pr. Kvadrat tomme, dvs. ca. 40 atmosfærer). Dette tal viser, at reduktion af effektiviteten af \u200b\u200bperoxid med et fald i koncentrationen er signifikant mindre vigtig end sikkerhedsmæssige overvejelser under opbevaring.

Planlægning af rumflyvninger ved hjælp af koncentreret peroxid kræver en omfattende overvejelse af det mulige behov for at nulstille trykket ved ventilation af tanke. Hvis driften af \u200b\u200bmotorsystemet begynder i dage eller uger fra starten af \u200b\u200bstarten, kan tankets tomme volumen straks vokse flere gange. For sådanne satellitter giver det mening at lave all-metal tanke. Opbevaringsperiode omfatter selvfølgelig den tid, der er tildelt aktionen.

Desværre forbyder de formelle regler for arbejde med brændstof, som blev udviklet under hensyntagen til brugen af \u200b\u200bstærkt giftige komponenter, normalt automatiske ventilationssystemer på flydende udstyr. Normalt brugte dyre tryksporingssystemer. Ideen om at forbedre sikkerheden ved forbuddet mod ventilationsventiler i modstrid med den normale "jordiske" praksis, når du arbejder med væsketrykssystemer. Dette spørgsmål må muligvis revideres afhængigt af, hvilke luftfartsselskabet der bruges, når den startes.

Om nødvendigt kan nedbrydning af peroxid opretholdes på 1% om året eller lavere. Ud over kompatibilitet med tankmaterialer er dekomponeringskoefficienten stærkt afhængig af temperaturen. Det kan være muligt at opbevare peroxid på ubestemt tid i rumflyvninger, hvis det er muligt at fryse. Peroxidet udvider ikke under frysning og skaber ikke trusler for ventiler og rør, som det sker med vand.

Da peroxidet dekomponerer på overfladerne, kan en stigning i volumenforholdet til overfladen øge holdbarheden. Sammenlignende analyse. Med prøver af 5 kubikmeter. Se og 300 kubikmeter. cm Bekræft denne konklusion. Et eksperiment med 85% peroxid i 300 Cu beholdere. Se, fremstillet af PVDF, viste nedbrydningskoefficienten på 70F (21c) 0,05% om ugen eller 2,5% om året. Ekstrapolering op til 10 liter tanke giver resultatet på ca. 1% om året på 20C.

I andre sammenlignende eksperimenter under anvendelse af PVDF eller PVDF-belægning på aluminium, perixid, der har 80 ppm stabiliserende additiver, dekomponeret kun 30% langsommere end renset peroxid. Dette er faktisk godt, at stabilisatorer ikke stærkt øger holdbarheden af \u200b\u200bperoxid i tanke med lange flyvninger. Som vist i den næste sektion er disse additiver stærkt interferere med brugen af \u200b\u200bperoxid i motorer.

Motorudvikling

Den planlagte mikrosatetter kræver i første omgang en acceleration på 0,1 g for at styre en masse på 20 kg, det vil sige ca. 4,4 pund kraft [ca. 20n] tryk i vakuum. Da mange egenskaber af almindelige 5-pund-motorer ikke var nødvendige, blev der udviklet en specialiseret version. Talrige publikationer betragtes som blokke af katalysatorer til brug med peroxid. Massestrømning For sådanne katalysatorer estimeres det at være ca. 250 kg pr. Kvadratmeter katalysator pr. Sekund. Skitser af klokkeformede motorer, der anvendes på blokke af kviksølv og centaur, viser, at kun omkring en fjerdedel af det faktisk blev brugt under styringsindsatsen omkring 1 pund [ca. 4,5 N]. Til denne ansøgning blev en katalysatorblok valgt med en diameter på 9/16 inches [ca. 14 mm]. Massestrømmen er ca. 100 kg pr. Kvadrat. m pr. Sekund vil give næsten 5 pund af tryk ved en specifik impuls i 140 ° C [ca. 1370 m / s].

Sølvbaseret katalysator

Sølv trådnet og sølvdækkede nikkelplader blev i vid udstrækning brugt i fortiden til katalyse. Nikkeltråd som en base øger varmebestandigheden (for koncentrationer over 90%) og mere billig til masseprogram. Ren sølv blev valgt til forskningsdata for at undgå belægningsprocessen af \u200b\u200bnikkel, og også fordi det bløde metal nemt kan skære i strimler, som derefter foldes i ringe. Derudover kan problemet med overfladebeklædning undgås. Vi brugte let tilgængelige gitter med 26 og 40 tråde på en tomme (den tilsvarende tråddiameter på 0,012 og 0,009 inches).

Sammensætningen af \u200b\u200boverfladen og mekanismen for katalysatoroperationen er fuldstændig uklar, som følger af en række uforklarlige og modstridende udsagn i litteraturen. Den katalytiske aktivitet af overfladen af \u200b\u200brent sølv kan forbedres ved anvendelse af samariumnitrat med efterfølgende calcination. Dette stof dekomponerer på samariumoxid, men kan også oxidere sølv. Andre kilder ud over dette henviser til behandling af ren sølv salpetersyre, som opløses sølv, men også er et oxidationsmiddel. En endnu nemmest måde er baseret på det faktum, at en rent sølvkatalysator kan øge sin aktivitet, når den anvendes. Denne observation blev kontrolleret og bekræftet, hvilket førte til brugen af \u200b\u200ben katalysator uden et nitrat af Samaria.

Sølvoxid (Ag2O) har en brunlig-sort farve, og sølvperoxid (Ag2O2) har en grå sort farve. Disse farver dukkede op efter hinanden og viste, at sølv gradvist oxiderede mere og mere. Den yngste farve svarede til katalysatorens bedste handling. Derudover blev overfladen i stigende grad ujævn sammenlignet med "frisk" sølv, når de analyseres under et mikroskop.

En simpel fremgangsmåde til kontrol af katalysatorens aktivitet blev fundet. Separate krus af sølvnet (diameter 9/16 tommer [ca. 14 mm] blev overlejret på dråberperoxid på ståloverfladen. Kun købt sølvgitter forårsaget en langsom "hiss". Den mest aktive katalysator er gentagne gange (10 gange) forårsaget en dampstrøm i 1 sekund.

Denne undersøgelse viser ikke, at oxideret sølv er en katalysator, eller at den observerede mørkning hovedsageligt skyldes oxidation. Angivelsen er også værd at nævne, at både sølvoxid er kendt for at dekomponere med relativt lave temperaturer. Overskydende oxygen under motorens drift kan imidlertid skifte reaktionsligevægten. Forsøg på eksperimentelt at finde ud af betydningen af \u200b\u200boxidation og uregelmæssigheder af overfladen af \u200b\u200bdet utvetydige resultat gav ikke. Forsøg på en analyse af overfladen ved hjælp af et røntgenfotoelektronspektroskopi (X-ray fotoelektron spektroskopi, XPS), også kendt som en elektronisk spektroskopisk kemisk analysator (elektronspektroskopi kemisk analyse, ESCA). Der blev også forsøgt at eliminere sandsynligheden for overfladforurening i frisklavede sølvgitter, som forværret katalytisk aktivitet.

Uafhængige kontroller har vist, at hverken nitratet af Samaria eller dets faste nedbrydningsprodukt (som sandsynligvis oxid) ikke katalyserer dekomponeringen af \u200b\u200bperoxid. Det kan betyde, at samariumnitratbehandling kan arbejde ved oxidation af sølv. Der er dog også en version (uden en videnskabelig begrundelse), at behandlingen af \u200b\u200bsamariumnitrat forhindrer adhæsionen af \u200b\u200bbobler af gasformige nedbrydningsprodukter til overfladen af \u200b\u200bkatalysatoren. I det nuværende arbejde blev udviklingen af \u200b\u200blette motorer anset for vigtigere end opløsningen af \u200b\u200bkatalysens puslespil.

Motorskema

Traditionelt anvendes stål svejset konstruktion til peroxidary motorer. Højere end stål, koefficient varmeudvidelse Sølv fører til en kompression af en sølvkatalysatorpakke, når de opvarmes, hvorefter slidserne mellem pakken og væggene i kameraet vises efter afkøling. For at det flydende peroxid for at omgå kødet af katalysatoren for disse slidser, anvendes de ringformede tætninger mellem gitterne sædvanligvis.

I stedet blev der i dette papir opnået ganske gode resultater ved hjælp af motorkameraerne lavet af bronze (kobberlegering C36000) på drejebænk. Bronze er let behandlet, og desuden er dets termiske ekspansionskoefficient tæt på sølvkoefficienten. Ved nedbrydningstemperaturen på 85% peroxid, ca. 1200F [ca. 650 c], har bronzen fremragende styrke. Denne relativt lave temperatur giver dig også mulighed for at bruge en aluminiuminjektor.

Et sådant valg af let forarbejdede materialer og peroxidkoncentrationer, der let opnås i laboratoriebetingelser, er en ret vellykket kombination for eksperimenter. Bemærk, at brugen af \u200b\u200b100% peroxid ville føre til smeltning af både katalysatoren og kammerets vægge. Det resulterende valg er et kompromis mellem pris og effektivitet. Det er værd at bemærke, at bronzekamrene anvendes på RD-107 og RD-108-motorer, der anvendes på en sådan vellykket bærer som alliance.

I fig. 3 viser en letmotorvariant, der skruer sig direkte til bunden af \u200b\u200bvæskeventilen i en lille manøvreringsmaskine. Venstre - 4 gram aluminium injektor med fluoralastomerforsegling. 25-gram sølvkatalysatoren er opdelt for at kunne vise den fra forskellige sider. Højre - 2-gramplade, der understøtter katalysatornettet. Den samlede vægt af de dele, der er vist i figuren, er ca. 80 gram. En af disse motorer blev brugt til jordbaserede kontroller af 25 kg forskningsapparatet. Systemet fungerede i overensstemmelse med designet, herunder brugen af \u200b\u200b3,5 kg peroxid uden synligt tab af kvalitet.

150-gram Kommercielt tilgængelig magnetventil af direkte virkning, der har et 1,2 mm hul og en 25 ohm spole, der styres af en 12 volt kilde, viste tilfredsstillende resultater. Overfladen af \u200b\u200bventilen, der kommer i kontakt med væsken, består af rustfrit stål, aluminium og af Witon. Den fulde masse er positivt forskellig fra masse over 600 gram til en 3-pund [ca. 13N] motor, der bruges til at opretholde orienteringen af \u200b\u200bCentaurian-scenen indtil 1984.

Motorprøvning

Motoren, der var beregnet til at udføre eksperimenter, var noget tungere end den endelige, så det var muligt at teste, for eksempel effekten af \u200b\u200bmere katalysator. Dysen blev skruet til motoren separat, hvilket gjorde det muligt at tilpasse katalysatoren i størrelse, justere kraften til at stramme boltene. Lidt over strømningsdyserne var forbindelser til tryksensorer og gastemperatur.

Fig. 4 viser installationen klar til eksperimentet. Direkte eksperimenter inden for laboratoriebetingelser er mulige på grund af brugen af \u200b\u200btilstrækkeligt harmløse brændstof, lave værdier af tryk, arbejde under normale rumforhold og atmosfærisk tryk, og anvende enkle enheder. Beskyttelsesvæggene i installationen er fremstillet af polycarbonatark af tykkelser i halvdelen: ca. 12 mm], som er installeret på aluminiumsramme., i god ventilation. Panelerne blev testet for en skylningskraft i 365.000 n * c / m ^ 2. For eksempel stopper et fragment på 100 gram, der bevæger sig med en supersonisk hastighed på 365 m / s, hvis slagtilfælde af 1 kV. cm.

På billedet er motorkameraet orienteret lodret, lige under udstødningsrøret. Trykfølere ved indløbet i injektoren og trykket inde i kammeret er placeret på platformen af \u200b\u200bde skalaer, der måler trangen. Digital ydeevne og temperaturindikatorer er uden for installationsvæggene. Åbningen af \u200b\u200bhovedventilen indeholder et lille udvalg af indikatorer. Dataoptagelse udføres ved at installere alle indikatorer i videokameraets synlighedsfelt. De endelige målinger blev udført under anvendelse af et varmefølsomt kridt, som udførte en linje langs længden af \u200b\u200bkatalysekammeret. Farveændring svarede til temperaturer over 800 f [ca. 430C].

Kapacitansen med koncentreret peroxid er placeret på venstre side af skalaerne på en separat understøtning, således at ændringen i brændstofets masse ikke påvirker måling af trykket. Ved hjælp af referencevægte blev det kontrolleret, at rørene, der bringer peroxid til kammeret, er ret fleksible for at opnå målingsnøjagtighed inden for 0,01 pund [ca. 0,04N]. Peroxidkapacitansen blev fremstillet af et stort polycarbonatrør og kalibreres således, at ændringen i væskeniveauet kan bruges til at beregne UI'en.

Motorparametre

Den eksperimentelle motor blev gentagne gange testet i løbet af 1997. Tidlige kørsler brugt begrænsende injektor og små kritiske sektioner, med meget lavt tryk. Motorens effektivitet, som den viste sig, stærkt korreleret med aktiviteten af \u200b\u200bden anvendte enkeltlagskatalysator. Efter opnåelse af pålidelig nedbrydning blev trykket i tanken registreret ved 300 psig [ca. 2,1 MPa]. Alle eksperimenter blev udført ved den indledende temperatur af udstyr og brændstof i 70F [ca. 21c].

Den oprindelige kortsigtede lancering blev udført for at undgå en "våd" start, hvor en synlig udstødning syntes. Typisk blev den oprindelige start udført inden for 5 s til forbrug<50%, но вполне хватало бы и 2 с. Затем шёл основной прогон в течение 5-10 с, достаточных для полного прогрева двигателя. Результаты показывали температуру газа в 1150F , что находится в пределах 50F от теоретического значения. 10-секундные прогоны при постоянных условиях использовались для вычисления УИ. Удельный импульс оказывался равным 100 с , что, вероятно, может быть улучшено при использовании более оптимальной формы сопла, и, особенно, при работе в вакууме.

Længden af \u200b\u200bsølvkatalysatoren blev med succes reduceret fra en konservativ 2,5 tommer [ca. 64 mm til 1,7 inches [ca. 43 mm]. Det endelige motordeskema havde 9 huller med en diameter på 1/64 inches [ca. 0,4 mm] i en flad overflade af injektoren. Den kritiske sektion af størrelsen på 1/8 inches gjorde det muligt at opnå en 3,3 pund af kraftkraften ved et tryk i psigkammeret 220 og trykforskellen 255 psig mellem ventilen og den kritiske sektion.

Destilleret brændstof (tabel 1) gav stabile resultater og stabile trykmålinger. Efter et løb på 3 kg brændstof og 10 starter var et punkt med en temperatur på 800F på kammeret i en afstand på 1/4 inches fra overfladen af \u200b\u200binjektoren. Samtidig var motorens ydeevne tid ved 80 ppm urenheder uacceptabel. Trykfluktuationer i kammeret med en frekvens på 2 Hz nåede en værdi på 10% efter kun at bruge 0,5 kg brændstof. Temperaturpunktet er 800F afgået over 1 inches fra injektoren.

Et par minutter i 10% salpetersyre restaurerede en katalysator til en god stand. På trods af det faktum, at sammen med forurening var en vis mængde sølv opløst, var katalysatoraktiviteten bedre end efter salpetersyrebehandling af en ny, ikke anvendt katalysator.

Det skal bemærkes, at selvom motorens opvarmningstid beregnes med sekunder, er der betydeligt kortere emissioner mulige, hvis motoren allerede er opvarmet. Det dynamiske respons af det flydende delsystem af trækkraftvejning på 5 kg på den lineære del viste pulsetiden kort, end i 100 ms, med en transmitteret puls ca. 1 time. Specielt var forskydningen ca. +/- 6 mm med en frekvens på 3 Hz med en begrænsning fastsat af systemhastighedssystemet.

Valg til Building du

I fig. 5 viser nogle af de mulige motorkredsløb, selvfølgelig ikke alle. Alle flydende ordninger er egnede til anvendelse af peroxid, og hver kan også anvendes til en to-komponentmotor. Den øverste række lister de skemaer, der almindeligvis anvendes på satellitter med traditionelle brændstofkomponenter. Det gennemsnitlige tal angiver, hvordan man bruger systemer på en komprimeret gas til orienteringsopgaver. Mere komplekse ordninger, der muliggør potentielt en mindre vægt af udstyret, vist i den nederste række. Væggene i tankene viser skematisk forskellige niveauer af tryk typisk for hvert system. Vi bemærker også forskellen mellem betegnelserne for EDD og DU, der arbejder på komprimeret gas.

Traditionelle ordninger.

Mulighed A blev brugt på nogle af de mindste satellitter på grund af sin enkelhed, og også fordi systemer på komprimeret gas (ventiler med dyser) kan være meget nemme og små. Denne mulighed blev også brugt på stort rumfartøj, for eksempel et nitrogen-system til opretholdelse af Orienteringen af \u200b\u200bSkylab Station i 1970'erne.

Udførelsesform B er det enkleste væskeskema og blev gentagne gange testet i flyvninger med hydrazin som brændstof. Gasunderstøttende tryk i tanken tager normalt en fjerdedel af en tank under starten. Gas udvider gradvist under flyvningen, så de siger, at trykket "blæser ud". Trykfaldet reducerer imidlertid både trang og UI. Det maksimale væsketryk i tanken finder sted under lanceringen, hvilket øger tankeens masse af sikkerhedsmæssige årsager. Et nyligt eksempel er enheden af \u200b\u200bLunar Prospector, som havde ca. 130 kg hydrazin og 25 kg vægt af du.

Varianten C er meget udbredt med traditionelle giftige enkeltkomponent og to-komponent brændstoffer. For de mindste satellitter er det nødvendigt at tilføje du på komprimeret gas for at opretholde orienteringen, som beskrevet ovenfor. For eksempel er tilsætningen af \u200b\u200bDU på en komprimeret gas til varianten C fører til option D. Motorsystemer af denne type, der arbejder på nitrogen og koncentreret peroxid, blev bygget i Laurenov Laboratory (LLNL), så du sikkert kan opleve orienteringen systemer til mikrosteps prototyper, der opererer på ikke-brændstoffer.

Vedligeholdelse af orientering med varme gasser

For de mindste satellitter for at reducere udbuddet af komprimeret gas og tanke er det fornuftigt at lave et system med orienteringssystem, der kører på varme gasser. På niveauet af tryk mindre end 1 pund af kraft [ca. 4,5, er de eksisterende systemer på komprimeret gas lettere end en-komponent EDD, en størrelsesorden (figur 1). Styring af gasstrømmen, mindre impulser kan opnås end at styre væsken. Men for at få komprimeret inert gas ombord i naturen på grund af det store volumen og masse af tanke under tryk. Af disse grunde vil jeg gerne generere gas for at opretholde orientering fra væsken, da satellitstørrelserne falder. I rummet er denne mulighed endnu ikke blevet brugt, men i laboratorieversionen blev testet testet ved hjælp af hydrazin, som nævnt ovenfor (3). Niveauet af miniaturisering af komponenterne var meget imponerende.

For yderligere at reducere udstyrets masse og forenkle opbevaringssystemet, er det ønskeligt at generelt undgå gaslagerkapacitet. Mulighed F er potentielt interessant for miniaturesystemer på peroxid. Hvis der før starten af \u200b\u200barbejdet er påkrævet, kræves der en langsigtet opbevaring af brændstof i kredsløb, systemet kan starte uden indledende tryk. Afhængigt af det ledige rum i tankene, størrelsen af \u200b\u200btanke og deres materiale, kan systemet beregnes for at pumpe tryk på et forudbestemt øjeblik i flyvningen.

I Version D er der to uafhængige brændstofkilder, manøvrering og vedligeholdelse af orienteringen, hvilket gør det særskilt at tage højde for strømningshastigheden for hver af disse funktioner. E og F-systemer, der producerer varm gas for at opretholde brændstoforientering, der anvendes til manøvrering, har større fleksibilitet. For eksempel, ubrugt, når manøvreringsbrændstof kan bruges til at forlænge satellitets levetid, som skal opretholde sin orientering.

Idéer Samonaduva.

Kun mere komplekse muligheder i den sidste række. 5 kan gøre uden en gaslagringstank og samtidig give konstant tryk som brændstofforbrug. De kan lanceres uden den oprindelige pumpe eller lavt tryk, hvilket reducerer tankeens masse. Fraværet af komprimerede gasser og trykvæsker reducerer farerne ved starten. Dette kan medføre betydelige reduktioner i værdi, i det omfang det standardkøbte udstyr anses for at være sikkert for at arbejde med lavt tryk og ikke for giftige komponenter. Alle motorer i disse systemer bruger en enkelt tank med brændstof, som sikrer maksimal fleksibilitet.

Varianter G og H kan kaldes flydende systemer af "varmgas under tryk" eller "blow-up" samt "gas fra væske" eller "selvstamme". Til kontrolleret overvågning af tanken kræves det brugte brændsel for at øge trykket.

Udførelsesform G bruger en tank med en membran afbøjet ved tryk, så først fluidtrykket over gastrykket. Dette kan opnås ved anvendelse af en differentialventil eller en elastisk membran, der deler gas og væske. Acceleration kan også bruges, dvs. Tyngdekraft i jordapplikationer eller centrifugalkraft i et roterende rumfartøjer. Mulighed H arbejder med en tank. En særlig pumpe til opretholdelse af tryk giver cirkulation gennem en gasgenerator og tilbage til et frit volumen i tanken.

I begge tilfælde forhindrer den flydende styreenhed udseendet af feedback og forekomsten af \u200b\u200bvilkårligt større tryk. Til normal drift af systemet er en yderligere ventil inkluderet i sekventielt med regulatoren. I fremtiden kan den bruges til at styre trykket i systemet inden for trykket af regulatoren, der installeres. For eksempel vil manøvrere om ændringen af \u200b\u200bkredsløb blive foretaget under fuldt pres. Det reducerede tryk vil muliggøre en mere præcis vedligeholdelse af orientering på 3 akser, samtidig med at brændstof opretholdes for at forlænge enhedens levetid (se bilag).

I årenes løb blev eksperimenter med pumper af forskelsområde udført både i pumper og i tanke, og der er mange dokumenter, der beskriver sådanne strukturer. I 1932 byggede Robert H. Goddard og andre en pumpe drevet af en maskine for at styre væske og gasformigt nitrogen. Flere forsøg blev fremstillet mellem 1950 og 1970, hvor mulighederne G og H blev betragtet for atmosfæriske flyvninger. Disse forsøg på at reducere volumen blev udført for at reducere forrudenes modstand. Disse værker blev efterfølgende afbrudt med den udbredte udvikling af faste brændstof missiler. At arbejde på selvtilfekte systemer og differentialventiler blev udført relativt for nylig med nogle innovationer til specifikke applikationer.

Flydende brændstofopbevaringssystemer med selvannoncer blev ikke anset for alvorligt for langsigtede flyvninger. Der er flere tekniske grunde, hvorfor for at udvikle et vellykket system er det nødvendigt at sikre godt forudsigelige egenskaber af tryk under hele DU's levetid. For eksempel kan en katalysator, der er suspenderet i en gasforsyningsgas, nedbrydes brændstof inde i tanken. Det vil kræve adskillelse af tanke, som i versionen G, for at opnå præstationer i flyvninger, der kræver en lang hvileperiode efter den første manøvrering.

Arbejdscyklusen af \u200b\u200btryk er også vigtig fra termiske overvejelser. I fig. 5g og 5 timer, der frigives under reaktionen i gasgeneratoren, går tabt i de omgivende dele i processen med lange flyvning med sjældne indeslutninger af du. Dette svarer til brugen af \u200b\u200bbløde tætninger til varmgasystemer. Højtemperatur metalforseglinger har større lækage, men de vil kun være nødvendige, hvis arbejdscyklusen er intens. Spørgsmål om tykkelsen af \u200b\u200btermisk isolering og varmekapacitet af komponenterne bør overvejes, godt repræsenterer den påtænkte karakter af DU's arbejde under flyvningen.

Pumpe motorer

I fig. 5J pumpe leverer brændstof fra lavtryksbeholder til højtryksmotor. Denne tilgang giver maksimal manøvredygtighed og er standard for faser af bærestangsanlæg. Både hastigheden af \u200b\u200benheden og dens acceleration kan være stor, da hverken motoren eller brændstoftanken er særlig tung. Pumpen skal være konstrueret til et meget højt energiforhold til masse for at retfærdiggøre sin ansøgning.

Selvom fig. 5J er noget forenklet, det er inkluderet her for at vise, at dette er en helt anden mulighed end H. I sidstnævnte tilfælde anvendes pumpen som en hjælpemekanisme, og pumpekravene adskiller sig fra motorpumpen.

Arbejdet fortsætter, herunder testning af raketmotorer, der arbejder på koncentreret peroxid og ved anvendelse af pumpenheder. Det er muligt, at let gentagne billige tests af motorer, der bruger ikke-toksisk brændstof, muliggør at opnå endnu enklere og pålidelige ordninger end tidligere opnået ved anvendelse af pumpning af hydrazinudviklingen.

Prototype selvklæbende systemtank

Selv om arbejdet fortsætter med gennemførelsen af \u200b\u200bordningerne H og J i fig. 5, den nemmeste mulighed er G, og han blev først testet. Det nødvendige udstyr er noget andet, men udviklingen af \u200b\u200blignende teknologier forbedrer udviklingseffekten. For eksempel er temperatur- og levetiden af \u200b\u200bfluoroelastomerforseglinger, fluorholdige smøremidler og aluminiumlegeringer direkte relateret til alle tre konceptkoncepter.

Fig. 6 viser billigt testudstyr, der anvender en differentialventilpumpe fremstillet af et segment af et aluminiumrør med en diameter på 3 inches [ca. 75 mm med en vægtykkelse på 0,065 inches [ca. 1,7 mm], presset ved enderne mellem tætningsringe. Svejsning her mangler, hvilket forenkler systemet efter test, ændring af systemkonfigurationen og reducerer også omkostningerne.

Dette system med selvtilsigtet koncentreret peroxid blev testet under anvendelse af magnetventiler, der er tilgængelige ved salg, og billige værktøjer, som i motorudvikling. Et eksempel på systemdiagrammet er vist i fig. 7. Ud over termoelementet nedsænket i gas måles temperaturen også på tanken og gasgeneratoren.

Tanken er udformet således, at væskens tryk i det er lidt højere end gasens tryk (???). Talrige starter blev udført ved hjælp af det oprindelige lufttryk på 30 psig [ca. 200 kPa]. Når kontrolventilen åbnes, leverer strømmen gennem gasgeneratoren damp og ilt i trykvedligeholdelseskanalen i tanken. Den første rækkefølge af positiv feedback af systemet fører til eksponentiel trykvækst, indtil væskekontrolleren er lukket, når 300 psi er nået [ca. 2 MPa].

Indgangsfølsomhed er ugyldig for gastrykregulatorer, som i øjeblikket anvendes på satellitter (figur 5A og C). I væskesystemet med selvbevaring forbliver regulatorens indgangstryk i det smalle område. Det er således muligt at undgå mange vanskeligheder, der er forbundet med konventionelle regulatorer, der anvendes i luftfartsindustrien. En regulator, der vejer 60 gram, har kun 4 bevægelige dele, ikke tæller fjedre, sæler og skruer. Regulatoren har en fleksibel forsegling til lukning, når trykket overskrides. Dette enkle aksisymmetriske diagram er tilstrækkeligt på grund af det faktum, at det ikke er nødvendigt at opretholde trykket på visse grænser ved indgangen til regulatoren.

Gasgeneratoren er også forenklet takket være de lave krav til systemet som helhed. Når trykforskellen i 10 psi er brændstofstrømmen tilstrækkelig lille, hvilket tillader brug af de enkleste injektorsystemer. Desuden fører fraværet af en sikkerhedsventil ved indløbet i gasgeneratoren kun til små vibrationer på ca. 1 Hz i dekomponeringsreaktionen. Følgelig starter en relativt lille omvendt strøm i starten af \u200b\u200bsystemet regulatoren ikke højere end 100F.

Indledende tests brugte ikke regulatoren; I dette tilfælde blev det vist, at trykket i systemet kan opretholdes af nogen i grænserne for den kompaktor, der er tilladt ved friktion til det sikre trykbegrænser i systemet. Sådan fleksibilitet i systemet kan bruges til at reducere det nødvendige orienteringssystem for det meste af satellitlivet af de ovenfor anførte grunde.

En af de observationer, der synes at være tydelige senere, var, at tanken opvarmes stærkere, hvis der forekommer lavfrekvente trykfluktuationer i systemet under kontrol uden anvendelse af regulatoren. Sikkerhedsventil ved indgangen til tanken, hvor komprimeret gas leveres, kan eliminere den yderligere varmestrøm, der forekommer på grund af trykfluktuationer. Denne ventil ville heller ikke give Baku til at akkumulere pres, men det er ikke nødvendigvis vigtigt.

Skønt aluminiumdelene smeltes ved en nedbrydningstemperatur på 85% peroxid, er temperaturen lidt lidt på grund af tab af varme og den intermitterende gasstrøm. Tanken vist på billedet havde en temperatur mærkbart under 200F under test med tryk vedligeholdelse. Samtidig oversteg gastemperaturen ved udløbet 400F under en temmelig energisk omskiftning af en varm gasventil.

Gastemperaturen ved udgangen er vigtig, fordi den viser, at vand forbliver i en tilstand af overophedet damp inde i systemet. Området fra 400F til 600F ser perfekt ud, da dette er koldt nok til billig lette udstyr (aluminium og bløde tætninger) og varme nok til at opnå en væsentlig del af brændstofenergien, der anvendes til at understøtte apparatets orientering ved anvendelse af gasstråler. I perioder med arbejde under reduceret tryk er en yderligere fordel, at minimumstemperaturen. Kræves for at undgå fugtkondensation, falder også.

For at arbejde så længe som muligt i de tilladte temperaturgrænser, skal sådanne parametre såsom tykkelsen af \u200b\u200bden termiske isolering og den samlede varmekapacitet af designet tilpasses til en specifik trækkraftprofil. Som forventet blev det kondenserede vand efter test i tanken opdaget, men denne ubrugte masse er en lille del af den samlede brændstofmasse. Selv om alt vandet fra gasstrømmen, der anvendes til orienteringen af \u200b\u200bapparatet, kondenseres, vil ethvert lig med 40% af brændstofmassen være gasformigt (for 85% peroxid). Selv denne mulighed er bedre end at bruge komprimeret nitrogen, da vand er lettere end den kære moderne nitrogentank.

Testudstyr vist i fig. 6, naturligvis langt fra at blive kaldt et komplet trækkraftsystem. Flydende motorer af en omtrent samme type som beskrevet i denne artikel kan for eksempel være forbundet med udgangstank-forbindelsen, som vist i fig. 5g.

Planer for at overvåge pumpen

For at kontrollere konceptet vist i fig. 5h, der er en udvikling af en pålidelig pumpe, der opererer på gas. I modsætning til tank med justering af trykforskel skal pumpen fyldes med mange gange under drift. Dette betyder, at flydende sikkerhedsventiler vil blive påkrævet, såvel som automatiske gasventiler til gasemissioner i slutningen af \u200b\u200barbejdsslaget, og stigningen i tryk er igen.

Det er planlagt at bruge et par pumpekamre, der virker skiftevis, i stedet for det mindste nødvendige enkeltkamera. Dette vil sikre det permanente job i orienteringssystemet på varm gas ved konstant tryk. Opgaven er at afhente tanken for at reducere systemets masse. Pumpen vil fungere på gasdelen af \u200b\u200bgasgeneratoren.

Diskussion

Manglen på passende muligheder for små satellitter er ikke nyheder, og der er flere muligheder (20) for at løse dette problem. En bedre forståelse af de problemer, der er forbundet med udviklingen af \u200b\u200bDU, blandt kundernes kunder vil bidrage til at løse dette problem bedre, og den bedste forståelse af satellitternes problemer er naply for motorudviklere.

Denne artikel behandlede muligheden for at anvende hydrogenperoxid ved hjælp af lavprismaterialer og teknikker, der gælder i små skalaer. De opnåede resultater kan også påføres på DU på en enkeltkomponenthydrazin, såvel som i tilfælde, hvor peroxidet kan tjene som et oxidationsmiddel i usikrede to-komponentkombinationer. Sidstnævnte mulighed omfatter selvflamfrie alkoholbrændstoffer, der er beskrevet i (6), såvel som flydende og faste carbonhydrider, som er brandfarlige, når de kommer i kontakt med varmt oxygen, hvilket resulterer i nedbrydning af koncentreret peroxid.

Relativt enkel teknologi med peroxid, der er beskrevet i denne artikel, kan anvendes direkte i eksperimentelt rumfartøjer og andre små satellitter. Kun en generation tilbage lavt nær-jordbånd og endda dybt rum blev undersøgt ved hjælp af faktisk nye og eksperimentelle teknologier. For eksempel omfattede Lunar Sotewiper Planting System mange bløde sæler, som kan betragtes som uacceptable i dag, men var helt tilstrækkelige til opgaverne. I øjeblikket er mange videnskabelige værktøjer og elektronik meget miniaturiseret, men DU's teknologi opfylder ikke anmodningerne om små satellitter eller små månens landingsprober.

Tanken er, at brugerdefineret udstyr kan udformes til specifikke applikationer. Dette modsiger selvfølgelig ideen om "arv" teknologier, som normalt hersker, når de vælger satellitsystemer. Basen for denne udtalelse er den antagelse, at detaljerne i processerne ikke er godt studeret godt for at udvikle og lancere helt nye systemer. Denne artikel er forårsaget af den opfattelse, at muligheden for hyppige billige eksperimenter vil give mulighed for at give den nødvendige viden til designerne af små satellitter. Sammen med forståelsen af \u200b\u200bbåde satellitternes behov og kapaciteten i Technole, kommer den potentielle reduktion af unødvendige krav til systemet.

Tak

Mange mennesker hjalp med at gøre forfatteren med raketteknologi baseret på hydrogenperoxid. Blandt dem Fred Oldridge, Kevin Bolinerger, Mitchell Clapp, Tony Ferion, George Garboden, Ron Humble, Jordin Kare, Andrew Kyubika, Tim Lawrence, Martin Minor, Malcolm Paul, Jeff Robinson, John Rozek, Jerry Sanders, Jerry Sælgere og Mark Ventura.

Undersøgelsen var en del af Clementine-2-programmet og mikrosatellitteknologier i Laurerens laboratorium med støtte fra US Air Force Research Laboratory. Dette arbejde brugte de amerikanske regeringsmidler og blev afholdt på Louurens nationale laboratorium i Livermore, University of California som en del af W-7405-ENG-48-kontrakten med US Department of Energy.