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Sonstiges => Raumfahrt-Modellbau => Thema gestartet von: Drohne Willi am 08. Februar 2014, 22:36:26

Titel: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 08. Februar 2014, 22:36:26
Hallo Raumfahrtexperten,
ich mache mal einen neuen Threat auf, da ich ein paar Fragen zu Raketentriebwerken habe.
Ich plane zusammen mit einem Freund ein kleines Triebwerk zu konstruieren. Ziel ist ein Schub von 20N.
Da es uns zu aufwändig ist ein pumpensystem zu entwickeln planen wir als Treibstoff Ein Gas wie Propan oder Butan und den Sauerstoff in Druckbehälter wie Co2 Kartuschen für Paintball Pistolen oder "Wasseraufsprudler" zu speichern. Das soll dann nur über Ventile gesteuert in die Brennkammer "gefördert" werden. Als Maximaldruck in der Brennkammer gebe ich mal 30bar vor.
Nun zu meinen Fragen: Wie kann ich Berechnen wie groß das Brennkammervolumen sein muss, wenn ich z.B. den Volumenstrom oder zumindest den Massenstrom habe und wie groß muss dann der Austrittsdurchmesser sein (der Brennkammer)?

Wir planen auch das ganze zu fertigen, da haben wir die Möglichkeit einen selektiven Laserschmelzprozess zu nutzen, wodurch wir Kühlkanäle und Treibstoffleitungen direkt in die Triebwerkswand integrieren können.

Für Antworten bin ich euch dankbar, mir würde auch eine gute Buchempfehlung weiterhelfen.
Ich hoffe ich kann eure Hilfe dann später mit einem spektakulären Video zurückzahlen ;)

Noch als Info, ich studiere Maschinenbau im Master, habe also von Strömungsmaschinen und Thermodynamik schon ein bischen was mitbekommen.

Gruß
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: tobi am 08. Februar 2014, 23:06:22
Hallo Willi, auf Kühlkanäle würde ich am Anfang erstmal verzichten. Besser nur kurze Brennzeiten ( < 5 Sekunden) und Brennkammer aus einer wärmebeständigen Element/Legierung wie Molybdän machen. Bei 20N Schub sind die Materialkosten zu vernachlässigen.

Einfach eine BK mit Düse und zwei Zuleitungen für Brennstoff und Oxidator. Dann brauchst du noch einen Zünder. Die Treibstoffe müssen mit einem höheren Druck gefördert werden, als in der BK vorliegt, sonst fließen die Verbrennungsprodukte wieder die Leitung hinauf und das Triebwerk wird stark instabil.

Außerdem würde ich beide Treibstoffe erstmal nur gasförmig einsetzen und nicht flüssig. Das ist deutlich unkomplizierter. Da kannst du beide Treibstoffe bereits unter Druck in ner Stahlflasche kaufen und musst nur noch die Leitung aufmachen. Z.b. Methan und Sauerstoff, jeweils in einer 200bar Flasche. Dann am besten mit einem Druckminderer beide Stoffe auf denselben Druck bringen von 40-50 bar. Dann kannst du in der BK 30 bar haben.

Performance des Triebwerks kannst du mit NASA CEA Code rechnen. Kostenlos von der NASA Homepage:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/CEAWeb/ (http://www.grc.nasa.gov/WWW/CEAWeb/)

Funktionsweise dieses Programmes musst du dir selber beibringen, ist aber nicht so schwer.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 09. Februar 2014, 09:30:15
Hallo Tobi,
Danke für den Link, den werde ich mir mal angucken.
So wie du das beschreibst mit dem Treibstoff und Oxidator haben wir uns das auch gedacht. Als Werkstoff haben wir erstmal nur 1.4404 Edelstahl zur Verfügung, deshalb wollten wir die Kühlkanäle integrieren und einen extra Wasserkreislauf dafür einplanen. Außerdem ist der SLM Prozess mein Steckenpferd und man kann so ein stark integriertes Bauteil gut als Demonstrationsobjekt verwenden, ;) deshalb denke ich bei der Konstruktion meist so kompliziert wie möglich ;D Aber wir sind ja zu zweit, da wird das dann noch zurechtgestutzt.
Gruß
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: roger50 am 10. Februar 2014, 00:04:42
Hallo Drohne Willi,

wahrscheinlich kennst Du diesen Bericht schon, von einer Klasse, die ebenfalls ein Flüssigkeitstriebwerk gebaut und getestet haben. Vielleicht enthält es interessante Aspekte für Euch:

http://www.raketenmodellbau.org/repository/archive/110750?view=true (http://www.raketenmodellbau.org/repository/archive/110750?view=true)

Ansonsten viel Erfolg bei Eurer Arbeit, ich drücke die Daumen. Laßt uns an Eurem Fortschritt teilhaben.

Gruß
roger50
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 10. Februar 2014, 22:33:56
Hallo Roger50,
nein, die Facharbeit kannte ich noch nicht, hat mir aber jetzt schon weitergeholfen. Danke dafür :)

Zu der Thermodynamik der Verbrennung habe ich mit dem von Tobi geposteten Link ein paar Werte heraus bekommen.
Verwenden wollen wir als Treibstoff Methan und als Oxidator Sauerstoff. Propan ist als Treibstoff rausgeflogen, da er bei Raumtemperatur einen Dampfdruck von 8,3bar hat und somit nicht ohne Pumpe in eine 30bar Brennkammer befördert werden kann. (Jedenfalls nicht ohne zusätzlichen Aufwand).
Bei der Verbrennung ergeben sich folgende interessante Parameter:
Brennkammertemperatur: 3500K
Austrittstemperatur: 2690K
Austrittsgeschwindigkeit: 2700m/s
Interessant ist, dass bei einem höheren Treibstoffanteil als aus stöchiometrischer Sicht erforderlich wäre (nennt man glaube ich fettes Gemisch) ein höherer spezifischer Impuls erreicht werden kann. Dies scheint daran zu liegen, dass eine Vielzahl an verschiedenen Reaktionsprodukten entsteht. Bei einem stöchiometrisch optimalen Verhältnis ist massemäßig das häufigste austretende Gas Sauerstoff :-\  Wie das Programm da wohl drauf kommt, sowas kann man doch eigentlich nur experimentell ermitteln?
Bei der Geometrie sind wir noch nicht besonders weit, ich habe den Brennkammeraustrittsdurchmesser für 20N Schub als 35mm errechnet, ich hoffe aber dass ich da einen Fehler gemacht habe, denn das würde unsere Fertigungskapazität übersteigen, da haben wir einen maximalen Durchmesser von 50mm zu Verfügung und der ist eigentlich für den Austrittsdurchmesser reserviert:( Sollte ich richtig gerechnet haben müssen wir evtl. Abstriche im Schub machen :'(

Soweit Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: tobi am 10. Februar 2014, 22:47:25
Also ich habe es kurz überschlagen und komme auf 2,4 mm für den Halsdurchmesser und 5,3mm für den Düsenenddurchmesser.

Ich sehe also kein Problem. ;)

Schub = Cf * At * pc

Cf~1.5
At Halsfläche
pc BK-Druck =3 MPa
Schub = 20N

Damit folgt: At=4.4 mm^2
Und damit d_Hals=2.4mm

Expansionverhältnis ungefähr 5
Und damit Düsenenddurchmesser 2.4*Wurzel(5)=5.4mm

Darf ich fragen, was eure minimale Auflösung beim SLM ist? Denn bei der Größe, sind die Kühlkanäle eventuell schon unter einem Millimeter breit.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Kryo am 11. Februar 2014, 08:08:54
Zitat
Interessant ist, dass bei einem höheren Treibstoffanteil als aus stöchiometrischer Sicht erforderlich wäre (nennt man glaube ich fettes Gemisch) ein höherer spezifischer Impuls erreicht werden kann. Dies scheint daran zu liegen, dass eine Vielzahl an verschiedenen Reaktionsprodukten entsteht. Bei einem stöchiometrisch optimalen Verhältnis ist massemäßig das häufigste austretende Gas Sauerstoff :-\  Wie das Programm da wohl drauf kommt, sowas kann man doch eigentlich nur experimentell ermitteln?

bei fetten Gemischen ist das durchschnittliche Molekulargewicht kleiner.
Schau dir die grundlegenden Formeln für Raketentriebwerke an und du  wirst erkennen, dass die Austrittsgeschwindigkeit sowohl eine Funktion der Temperatur und umgekehrt proportional des Molekulargewichts ist.
Daraus folgt, dass das Optimum für den spezifischen Impuls nicht bei der höchsten Temperatur (stöchiometrisch) sondern bei fast allen Treibstoffkombinationen im fetten Bereich liegt, weil dort das Molekulargewicht des ausströmenden Gemischs kleiner wird.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Februar 2014, 18:46:46
Hallo Tobi, 
deine kurze Überschlagsrechnung leuchtet ein, auch wenn ich die Bedeutung von cf nicht ganz nachvollziehen kann.
Wie komme ich nun aber zu dem optimalen Durchmesser, mit dem idealen Gasgesetz komme ich auf ein d_Hals von 11,4mm :-\.
Ich poste mal die in meinen Augen wichtigsten Simulationsergebnisse.

                     CHAMBER          THROAT          EXIT
 P, BAR              30.000            17.413          1.0000
 T, K                  3504.97          3350.54        2689.90
 RHO, KG/CU M   2.3134 0        1.4251 0        1.0926-1
Ae/At                                      1.0000           5.6053
Isp, M/SEC                               1170.3           2723.2

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up037725.png)

Zur Einordnung habe ich mal diese Zeichnung gemacht. Chamber ist klar Ort 1 und Exit ist Ort 3. Throat sollte Ort 2 sein, an diesem Ort herrscht aber laut Simulation nur noch ein Druck von 17,4bar. Ich dachte bisher, dass hier mit den Werten der Brennkammer gestartet wird.
Kann man sich das so erklären, dass die Bedingungen von Chamber nur am linken Ende der Brennkammer herrschen und auf dem Weg zum Auslass die Gase schon so beschleunigt werden, dass die Parameter von Throat entstehen?

Hallo Kryo, das mit dem Molekulargewicht der Gase leuchtet auch ein. :)

Zum SLM Prozess: In meiner Bachelorarbeit habe ich Zugproben hergestellt, die hatten eine Dicke von 60µm. Der Eifelturm aus dem folgenden Bild ist wärend einer freien Stunde in meiner Bachelorarbeitszeit entstanden, da kann man ungefär die Auflösung erahnen. Ob das mit den Kühlkanälen so funktioniert muss man dann sehen, aber das ist ja gerade das spannende 8)
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up037726.jpg)
Quelle: http://lzh.de/de/abteilungen/werkstoffundprozesstechnik/oberflaechentechnik (http://lzh.de/de/abteilungen/werkstoffundprozesstechnik/oberflaechentechnik)

Gruß Eibe

PS: Gibt es hier eigentlich einen Formeleditor oder wie stelle ich Berechnungen am anschaulichsten dar
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. Februar 2014, 18:56:46
Im Hals sinkt der statische Druck, weil sich die Gase beschleunigen. Im engsten Querschnitt herrscht Mach 1. Allerdings sollte der Totaldruck und die Totaltemperatur gleich bleiben (im Idealfall).
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up037724.png)
http://en.wikipedia.org/wiki/Rocket_engine_nozzles (http://en.wikipedia.org/wiki/Rocket_engine_nozzles)

cf ist der Schubkoeffizient, den gibt NASA CEA auch aus. Der hängt vom Treibstoff, Düse und Druckverhältnissen ab. Der liegt zwischen 1,5 und 2,x und ist bei kleinen Expansionsverhältnissen (z.B. 5) so bei 1,5. Beim Vinci-Triebwerk ist er glaub ich ungefähr 2.

cf= F/(pc*At)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Februar 2014, 23:08:39
Hallo Tobi,
danke für das Diagramm, so langsam wird die Ahnungslosigkeit in meinem Kopf verdrängt. Meine Durchmesser sind jetzt 2,4mm und 5,6mm, kanzschön klein für 20N :o
Jetzt fehlt mir noch die charakteristische Brennkammerlänge für Methan/Sauerstoff und ich habe für die Geometrie alles beisammen. Die habt ihr nicht zufällig in irgendeiner schlauen Tabelle stehen ::)

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. Februar 2014, 23:19:58
Wegen Brennkammerlänge weiß ich gerade nichts. Ich würde die einfach per Augenmaß abschätzen von anderen Flüssigtriebwerken. Wenn die Länge der BK nicht optimal ist, gibts kleine Impulsverluste. Bei einer starken Wasserkühlung vermute ich mal keine Probleme mit der Kühlung.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Februar 2014, 23:37:16
Die charakteristische Brennkammerlänge soll so um einen Meter liegen, gerechnet mit einem Meter ergibt sich ein Brennkammervolumen von 4520mm^3. Für eine Kugel ergibt sich damit ein Durchmesser von 10,2mm. Wenn die Brennkammer zu klein ist findet ein Teil der Verbrennung in der Düse statt, aber was passiert wenn sie zu groß ist? Ich vermute es ist besser die Brennkammer zu groß als zu klein zu bauen :-\
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. Februar 2014, 23:49:33
Lange BK bringt Reibungsverluste und Wärmeverluste.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: DerSteff am 18. Februar 2014, 21:27:35
Du hast eine PM

Grüße aus der FH Aachen :)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 13. März 2014, 00:00:44
Hallo Leute,
ich bin gerade dabei die Komponenten für unser Triebwerk-/Raketenprojekt zusammenzusuchen. Gestern war ich dafür in einem Paintballshop und da wurden mir gebrauchte Faserverbundflaschen angeboten. Wisst ihr vielleicht ob es da chemisch Probleme mit Sauerstoff oder Methan geben könnte. Leider weiß ich nicht genau woraus die bestehen, ich habe im Netz schon Modelle mit Alu- und PE-Kern als Diffusionsbarriere gefunden (ich glaube ich muss da nochmal hin) ;).
Ein weiteres Problem ist, dass diese Flaschen eine Art Gummibeschichtung haben, welche sich nach der Schilderung des Verkäufers durch zu schnelles Ent- oder Beladen teilweise vom Kern abgelöst hat. Dies führt jetzt dazu, dass sich beim Befüllen an diesen Stellen Blasen bilden (habe ich selber nicht gesehen). Es muss also irgendwie Gas zwischen die Schichten gelangen und meiner Meinung nach kann das nur aus der Flasche kommen. Der Verkäufer hat mir aber versichert, dass sie weiterhin Druckfest sind.
Was meint ihr, kann man dem Ganzen trauen. Oder kennt von euch sogar jemand diese Flaschen und kann sagen wie das passieren kann :-\
Danke und Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 13. März 2014, 19:49:30
Hallo,
ich war heute nochmal in dem Shop, jetzt habe ich den Deffekt der Flaschen auch verstanden. Die sind durch zu schnelles Befüllen zu heiß geworden und haben sich dadurch delaminiert. Druckfest sind sie zwar noch, aber sie lecken. Das ist also gestorben, ich lege mir ja keine leckenden Methanflaschen in die Wohnung ::) Muss ich erstmal weitersuchen, bis ich was bezahlbares gefunden habe...
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 27. März 2014, 20:31:44
Hallo,
so die letzte Klausur naht, und ich habe mir schonmal ein CAD Programm besorgt, jetzt kann es also langsam losgehen mit dem Triebwerksprojekt :D
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up038901.png)
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up038902.png)
Hier mal zwei Bilder des aktuellen Konstruktionsstands. Oben in die Brennkammer münden abwechselnd jeweils drei Leitungen Methan und Sauerstoff. Diese drei Leitungen müssen nun noch in einem "Block" zusammengeführt werden. In diesen Block schneide ich dann später ein Gewinde für die Treibstoffleitungen. Was auchnoch fehlt sind Montagepunkte zum späteren Anflanschen.
Das gesammte Triebwerk sollte ja wassergekühlt sein, da haben wir uns jetzt überlegt, dass das Wasser von oben kommend in einer zweiten Wand an der Brennkammer entlangfließt, dort verdampft und unten an der Austrittsdüse wieder austritt. Das haben wir aber alles noch nicht durchgerechnet und ich muss meine CAD-Fähigkeiten dafür auch noch etwas verbessern ;)
Was man bei dem ganzen Ding immer beachten muss sind die Dimensionen, die Methanleitungen haben z.B. einen Innendurchmesser von 0,5mm :o ein paar Stützstreben muss ich also wohl auchnoch einplanen, nicht das die noch abbrechen ;)
Am oberen Ende der Brennkammer befindet sich noch ein recht "großes" Loch, in das ein Gewinde für die Zündkerze gebohrt wird. Die kleinste Zündkerze die ich finden konnte hat ein Gewinde von 1/4":
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up038903.jpg)
Soweit also erstmal der Stand des Projekts.

PS: Ich habe vor ab und zu von dem Projekt zu berichten, vielleicht passt der Threat dann besser in den Modellbauteil, oder sollte ich da einen neuen eröffnen :-\
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: tobi am 03. April 2014, 15:51:19
Ich bin gespannt wie es weitergeht. ;) Berichte also fleissig!  ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 03. April 2014, 23:20:08
Hallo Tobi,
wenn ich von Fortschritten berichten kann mache ich das gerne.(Meine letzte Klausur liegt jetzt hinter mir ;))
Das hier:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up038900.png)
ist der jetzige Stand. So wie es aussieht sind wir aber von der Wasserkühlung wieder ab und wollen den Sauerstoffstrom jetzt durch die Brennkammerwand leiten. Ich muss den Entwurf also nochmal komplett überarbeiten... Mal sehen ob das in Kombination mit kurzen Brenndauern zur Kühlung ausreicht. Ein bischen Angst habe ich ja um die Zündkerze und um die oxidierende Wirkung des heißen Sauerstoffs. Aber Probieren geht über Studieren ;D
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Kryo am 04. April 2014, 08:09:20
passt dabei aber auf, dass der Sauerstoff nicht in der Kühlung schon zu heiß wird. Das könnte katastrophal enden.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 04. April 2014, 17:30:29
Hallo Kryo,
was meinst du mit katastrophal, dass sich der Sauerstoff durch die Wand frisst und das Triebwerk platzt oder gibt es noch etwas was ich nicht bedenke? Wenn ja, wo liegt denn ungefähr die Temperatur bei der es gefährlich wird?
Gruß Eibe

Edit: OK, ich dachte es gibt bei Eisenwerkstoffen eine nahezu konstante Verzunderungstemperatur aber so wie es aussieht ist das doch stark von der Legierungszusammensetzung abhängig. Ich verwende 1.4404 Edelstahl, ich werde nächste Woche mal gucken, ob ich da was zu finden kann.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Kryo am 04. April 2014, 18:23:58
Wie du selbst schon gesagt hast, die Gefahr einer Selbstzündung ist nicht zu unterschätzen!
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 05. April 2014, 00:18:12
Ich komme jetzt partout nicht auf den Namen - jedenfalls verwendet z.B. Rotax einen Federstahl zum Zusammenhalten der Abschnitte des "Auspuffs", der seine Eigenschaften auch bei hohen Temperaturen behält.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 09. April 2014, 23:06:58
Hallo,
auch wenn noch nicht ganz geklärt ist, wie heiß der Sauerstoff jetzt wird habe ich mich mal an eine neue Zeichnung gemacht.
So sieht das jetzt aus:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up038897.png)
Da man in dem obigen Bild nicht so viel erkennen kann noch zwei Schnittdarstellungen:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up038898.png)
Das Methan soll von rechts durch den obigen Ring strömen und dann durch die Bohrungen in die Brennkammer gelangen. Der Sauerstoff soll von links kommend zuerst bis zum Boden des Triebwerks strömen und dann an der Brennkammerwand wieder nach oben. Da dann durch die Bohrungen in die Brennkammer...
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up038899.png)
Hier sieht man noch Querversteifungen alle 20° eine von denen verdeckt in der oberen Ansicht die Sauerstoffkanäle, deshalb sieht das oben nicht ganz symmetrisch aus.
Soweit das zweite Design, bis zur Fertigung fallen bestimmt noch ein paar Änderungen an ;), ich werde euch auf dem Laufenden halten.
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 11. April 2014, 12:52:08
Hallo zusammen, interessantes Projekt! Wie ist die Fertigung des Triebwerks geplant ? Als Gussteil ?

Gruß Patrick
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: fl67 am 11. April 2014, 18:05:03
Der Sauerstoff soll von links kommend zuerst bis zum Boden des Triebwerks strömen und dann an der Brennkammerwand wieder nach oben. Da dann durch die Bohrungen in die Brennkammer...

Hallo Eibe,

wenn du den Sauerstoff unten am Düsenausgang einleitest, sparst du dir die eine Hohlwand - die ja nicht so einfach zu bauen ist, nehme ich an.
Wie stellst du sicher, dass sich der Sauerstoff gleichmäßig in dem Hohlraum verteilt, so dass überall eine gleichmäßige und ausreichende Kühlung ist ?

Frank
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. April 2014, 19:01:20
Hallo Patrick,
Wie ist die Fertigung des Triebwerks geplant ? Als Gussteil ?
Jein, die Fertigung soll über das selektive Laserschmelzen (SLM) geschehen, das ist ein additives Fertigungsverfahren, diese Verfahren werden oft als 3D Druck zusammengefasst.  Das funktioniert so, dass eine Schicht Pulver auf ein Substratblech aufgebracht wird und an den Stellen wo Material des Bauteils entstehen soll mit einem Laser aufgeschmolzen wird. Das Bauteil wird dann schichtweise aufgebaut, indem immer mehr Pulverschichten aufgebracht und teilweise aufgeschmolzen werden.
Das Verfahren hat den Vorteil, dass man keine aufwändigen Formen herstellen muss und man auch im innern der Bauteile komplexe Geometrien realisieren kann, man muss nur irgendwie das Pulver wieder aus dem Bauteil bekommen. Eine weitere Limitierung ist, dass man nicht direkt im Pulver anfangen kann zu bauen, man braucht quasie immer eine Verbindung zu einer unteren festen Schicht. Aus diesem Grund habe ich bei der Konstruktion des Triebwerks versucht möglichst große Winkel der Oberflächen zur horizontalen Ebene zu erhalten. Würden diese Überhänge zu groß müsste man sie mit Stützstrukturen fertigen und die sind aus dem innern des Bauteils nur sehr schwierig wieder heraus zu bekommen.
Bei Bohrungen lassen sich Überhänge aber z.B. nicht vermeiden. In die "Anflanschbohrungen" oben am Triebwerk werde ich Stützstrukturen einbauen, die Bohrungen in der Brennkammerwand sind so klein, dass das da nicht nötig ist, da wird die Oberflächenrauheit im oberen Teil der Bohrung etwas größer sein aber sonst wird das halten 8) hoffe ich ;D Auch die mittlere Brennkammerwand beginnt "in der Luft", deshalb habe ich da Wände und Verrundungen, als Stützen, mit eigebaut, die den Anfang der Wand bilden. Im folgenden Bild kann man das hoffe ich erkennen:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up038896.png)
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. April 2014, 19:11:32
Hallo Frank,
das mit der zusätzlichen Wand ist eigentlich kein Problem, bei der Fertigung bedeutet das eigenlich nur zusätzliche Belichtungsfläche für den Laser und damit zusätzliche Fertigungszeit.
Über die Sauerstoffverteilung habe ich mir auch Gedanken gemacht, ich habe jetzt oben in der äußeren Wand eine "Beule" eingebaut, um den Querschnitt zu verringern, wodurch der Sauerstoff sich im oberen Ring gleichmäßig verteilen soll und dann durch den engen Querschnitt quetscht. Ob das so funktionert weiß ich auch nicht, wenn ihr bessere Ideen habt nur raus dammit.
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. April 2014, 19:18:05
Echte Triebwerke haben viele Kühlkanäle anstatt eines Kühlungsrings. Das stellt sicher, dass überall genug Kühlung ankommt. Sonst kann es durch Strömungsphänomene an einigen Stellen zu wenig Kühlung geben, z.B. durch Stauung des Fluids. Kühlung ist von der Anströmgeschwindigkeit abhängig und wenn das Gas/Fluid irgendwo nur rumliegt, dann ist der Wärmeübergang zu gering.

Der Wärmeübergang ist bei einer Gaskühlung ohnehin schon deutlich kleiner als bei einer Flüssigkeit. Das Gas sollte also schnell strömen um mehr Wärme abzutransportieren. Am Hals ist der Wärmestrom am höchsten, daher wird bei Triebwerken der Kühlstrom meist da zuerst eingeleitet um durch maximale Temperaturdifferenz eine maximale Kühlung zu ermöglichen. Bei dem Entwurf oben hat das Kühl-Gas am Hals viel Platz, das ist schlecht, dann strömt es langsam und kann nicht genug Wärme abtransportieren.

Was war nochmal der Grund nicht das Methan zur Kühlung zu verwenden?

Du solltest auch an die Druckverluste im Kühlkanäle denken und alles möglichst rund konstruieren. Es gibt da so Designempfehlungen für Rohre, Krümmer etc.. Beim 3D-Druck hast du ja ohne komplette geometrische Designfreiheit.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. April 2014, 19:48:30
Hallo Tobi,
das mit den einzelnen Kühlkanälen habe ich mit den Versteifungsrippen schon ein wenig versucht umzusätzen, wie kann ich aber gewährleisten, dass in jeden Kanal ungefähr der gleiche Massenstrom gelangt? Ich habe ja nur eine Versorgungsleitung für das gesamte Triebwerk.
Das mit dem Hals ist ein guter Hinweis, da werde ich nochmal was verändern. Ich habe eigentlich versucht den Querschnitt überall gleich groß zu halten aber in der Schnittdarstellung sieht das nicht so aus, vielleicht habe ich mich da irgendwo verrechnet ::)
Den Sauerstoff wollen wir zur Kühlung verwenden, weil der einen viermal höheren Massenstrom hat.
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Kryo am 11. April 2014, 21:18:57
Massenstrom ist nicht der einzige entscheidende Punkt für eine Kühlung. Strömungsgeschwindigkeit, Wärmeübergang und Wärmekapazität sind auch wichtig.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Roba am 12. April 2014, 12:11:26
Für Dein Bauteil schlage ich das Laserauftragschweisen vor. Das ist eine Brandneue Technologie die das Lasersintern mit fräsen verbindet. Allerdings Lasersintern ohne Pulverbett. Schau Dir mal das Video an: youtube.com/watch?v=s9IdZ2pI5dA
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 12. April 2014, 13:23:12
Hallo Kryo,
Du hast natürlich recht, die spezifische Wärmekapazität von Methan ist tatsächlich etwa drei mal so hoch wie die des Sauerstoffs, dafür aber ein Viertel der Masse und die Hälfte des Volumens-->Strömungsgeschwindigkeit. Bisher wusste ich das mit der Wärmekapazität aber noch nicht, ich dachte einfach Faktor vier wird da schon nicht zwischen sein ::) Dass der Unterschied doch so groß ist überascht mich, man könnte doch darüber nachdenken, das Methan zum Kühlen zu nehmen...
Hallo Roba,
ich arbeite neben dem Studium im Laser Zentrum Hannover, da haben wir auch eine Laserauftragsschweißanlage. Wir beschäftigen uns da mit einkristallinem Auftragschweißen zur Regeneration von verschlissenen Turbinenschaufeln. Das Problem dabei ist, dass man bei der Formgebung doch etwas mehr eingeschränkt ist als beim SLM. Die Bauteilauflösung der Anlage aus deinem Video wäre z.B. deutlich zu grob. das Triebwerk ist zur Zeit etwa so groß wie die kleinen Rohre auf dem großen aus dem Video. Etwa 50x25mm, die Stege zwischen den Brennkammerwänden haben eine Dicke von 100µm das ginge mit dem Laserauftragschweißen soweit ich weiß nicht. Zudem ist das ein Studentenprojekt, ohne großes Budget und da ich mich mit dem SLM Prozess beschäftige und immer auf der suche nach coolen Demonstrationsobjekten bin ist das Projekt eigentlich erst entstanden. So muss ich für die Fertigung nur einige Überstunden investieren ;)
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Roba am 13. April 2014, 09:10:23
Das ist nicht wirklich groß. Da hast Du natürlich mit dem Pulverbett verfahren wesentlich mehr Möglichkeiten. Dann wird das aber mit dem Pulver aus den Kammern entfernen ein echtes Problem.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 06. Mai 2014, 22:34:17
Hallo, schon wieder fast ein Monat rum, ich komme aber auch zu nichts ::)
Dafür kann ich jetzt aber vermelden, dass ich mit der Produktion begonnen habe 8)
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039506.png)
So sieht das jetzt aus, ich musste das ganze etwas zusammenstauchen, weil ich feststellen musste, dass ich mit dem Bauraum doch begrenzter bin als erhofft.
Die Montagestellen sind auch zusammengeschrumpft, damit ich genug Platz habe um die Gewinde zu schneiden.
Morgen bin ich hoffentlich fertig, dann vielleicht mehr
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 07. Mai 2014, 22:54:58
Hallo,
nach drei Tagen Arbeit war heute der Tag der Wahrheit.
Hier das Ergebnis:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039505.png)
Auf den ersten Blick sieht es super aus, auf den zweiten aber nichtmehr so. Oben am Kopf haben sich während des Prozesses einzelne Schichten delaminiert, wodurch die Sauerstoffleitung jetzt mit Rissen durchzogen ist :'( Das kann man an der unebenen Oberfläche erkennen. Ich muss mal sehen, ob ich das reparieren kann, ich bin da aber guter Dinge ;) Erste Ideen sind, die porösen stellen mit Hartlot zu tränken (hab ich keine Ahnung von) oder mit Pulver zu bestreuen und nochmal mit dem Laser drüberzubraten. Mal sehen...
Kann von euch jemand was zu dem Benetzungsverhalten von Hartlot auf Edelstahl sagen?
Ich zeige morgen nochmal ein Bild mit den kaputten Stellen, dann kann man sich das besser vorstellen
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 07. Mai 2014, 23:01:48
Vielleicht noch was zum Bild ::)
Das ist das Triebwerk, so wie es aus der Baukammer gekommen ist, unten auf der Substratplatte mit Stützstrukturen fest verbunden (der Ring direkt über dem Blech). Die werden dann einfach weggesägt, in den Bohrungen oben an den Montagestellen sind auch noch Stützstrukturen, die kann man relativ einfach wegbrechen.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 07. Mai 2014, 23:13:27
Hartlöten auf Edelstahl würde ich nicht empfehlen. Das hält nur statisch und keine Scherkräfte. Schon gar nicht Vibrationen. Besser ist vlt. nochmal die Fehlerstelle gut "ausgraben" und neu auftragen.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 08. Mai 2014, 09:15:14
Morgen,
so hier noch ein Bild von den Rissen, sieht übel aus :'(
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039504.png)
evtl. muss ich das ganze nochmal mit leicht veränderter Konstruktion und Prozessparametern fertigen. Da das aber fast drei Tage Fertigungszeit gebraucht hat könnten noch ein paar Wochen ins Land ziehen, bis ich da wieder freie Zeit für finde...
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 09. Mai 2014, 09:05:47
Hallo McFire,
jetzt wo du die Risse kennst, meinst du immernoch dass Hartlöten nicht sinnvoll ist. Wie ist denn das Benetzungsverhalten der Schmelze, würde die in die Risse eindringen oder nur die Oberfläche benetzen?
Danke und Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 09. Mai 2014, 12:48:25
Nach dem Bild würde ich sagen - machs neu.
Die Risse scheinen doch bis innen durchzugehen ?
- Du kannst erreichen (unter Top Edelgasschutz) daß Dein Messing in die Ritzen eindringt. Aber es muß ja komplett ausfüllen. Wie willst Du das innen so stoppen, daß Du nicht immense Nacharbeit hast?
- Messing und Edelstahl verbinden sich nicht so perfekt wie anderer Kram. D.h. Vibrationen unter wechselnder Temperatur bringen wieder Risse.
- Und bleibt es an der Stelle (auch innen) überhaupt unter dem Schmelzpunkt von Messing?

Du könntest das Ding aber noch für strömungstechnisches Tuning verwenden. Also z.B. Rundungen, Gasführung etc. Sofern Du in der Lage bist, einen immer wieder reproduzierbaren bestimmten Gasdruck bereitzustellen, um Veränderungen/Verbesserungen auch einschätzen zu können. Da genügt dann Epoxy zum Rissefüllen  ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 09. Mai 2014, 16:23:37
machs neu.
ah  :'( ich habs befürchtet, eine Überarbeitung der Konstruktion hab ich jedenfalls schon angefertigt ;)
Naja vielleicht fällt mir noch was ein. Auch wenn ich es nur als "Strömungsmodell" verwenden kann habe ich es doch schonmal weiter bearbeitet:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039501.png)
Ich habe die Stützstrukturen abgesägt und die Fläche für die Zündkerzendichtung plan geschliffen. Dazu sind noch Montageteile gekommen, die sind jetzt etwas kurz, da ich die schon vor ein paar Wochen gefertigt habe und zu dem Zeitpunkt das Triebwerk noch wie in Post #23 aussah ::).
Und noch zwei Ansichten:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039502.png)
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039503.png)
Als nächstes muss ich dann die Gewinde schneiden...
Gruß Eibe
PS: Cool aussehen tut es schonmal, ich kann es kaum erwarten bis da ein Feuerstrahl rauskommt ;D
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 24. Mai 2014, 19:16:33
Hallo,
ich bin diese Woche dazu gekommen an der Reparatur der Risse zu arbeiten.
Hier ein Schnappschuss der ersten Ergebnisse, ich habe zuerst die Risse sauber ausgefräst (habe ich leider kein Foto von gemacht) dann habe ich zunächst mit dem Laser ein paar Zielübungen gemacht und dann mit einem Pinsel etwas Pulver aufgetragen und geschmolzen. Die Belichtungsgeometrie ist noch ein einfaches Rechteck, wodurch der Riss nicht vollständig bedeckt ist.
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039826.png)
In einem zweiten Schritt habe ich die Oberfläche teilweise wieder abgetragen, um dann beim nächsten Versuch die Belichtungsgeometrie weiter an den Riss anzupassen. Insesondere in der linken Ecke fehlt noch einiges an Material, aber ich bin jetzt zuversichtlich dass ich das repariert bekomme :)
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039827.png)

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Kryo am 24. Mai 2014, 19:19:14
das sieht schon cool aus! Auf der spacepropulsion 2014 wurde übrigens Additive layer manufacturing auch als mögliche Revolution für die Raumfahrt angesehen. Man kann die Teilezahl von Triebwerken extrem verkleinern. Deine Arbeit würde sicher einige interessieren, wenn das triebwerk läuft! :P
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 24. Mai 2014, 19:38:51
Hallo Kryo,
Danke für die Blumen. Ich weiß zwar nicht was du mit der Spacepropulsion zu tun hast, aber ich erzähle gerne auch mal offline von meinem Projekt (auch oder gerade vor dem Raumcon). Aber vielleicht ist es dafür noch etwas zu früh...
wenn das triebwerk läuft! :P
Daran zweifelt ja wohl keiner 8)
Zu einem richtigen Triebwerk gehört ja eigentlich auch noch eine Turbopumpe, da habe ich schon ein bischen überlegt wie ich das machen könnte, aber ich glaube ich sollte erstmal so einen Feuerstrahl erzeugen... ;D
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 31. Mai 2014, 12:46:30
Hallo,
da ich gerade in einer "Beschaffungspause" stecke beschäftige ich mich gerade mit etwas was ich eigentlich später geplant hatte... Der Schubvektorsteuerung. Gehört zu einer ordenlichen Rakete natürlich auch dazu ;)
Bisher so geplant:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039975.png)
An den Wellenenden sollen dann Servomotoren angebaut werden, mit denen das Triebwerk geschwenkt werden kann. Dieses ist dann oben an dem "Dreibein" befestigt.
Dazu habe ich ein paar Fragen. Denkt ihr grundsätzlich, dass die Idee mit zwei beweglichen Achsen senkrecht zueinander funktioniert, oder habe ich gedanklich etwas übersehen? Wie funktioniert z.B. die Drehung der Rakete um ihre Längsachse, durch zirkulieren des Triebwerks?

Und dann zu den Servos, da ist immer eine Verstellkraft in Kg zu angegeben, manchmal auch in Kg/cm, meinen die damit das Drehmoment in N/10/cm oder was für ein Hebelarm ist da angenommen? ???

Wisst ihr etwas über die Anschlussmaße der Servos, sind die Bohrungsabstände irgendwie standardisiert?
Oder die Anschlüsse an den Wellen, da habe ich jetzt schon oft Zahnräder gesehen?

Danke und Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 05. Juni 2014, 22:58:20
Moin moin,
ich habe mir ein paar Fragen selber beantwortet, oder bessser gesagt Conrad. Da sind z.B. Drehmomente angegeben, zwar in Kg*cm ::) aber man weiß wenigstens was gemeint ist. Ich habe mich jetzt einfach für Servos entschieden und bestellt, ich habe sogar Maße dazu gefunden :). Somit konnte ich die Bauteile vervollständigen:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040000.png)
Ein Problem ist noch, dass jetzt die Propanleitung durch einen Servo verläuft :D aber das lässt sich sicher auch noch lösen ;)
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Juni 2014, 22:12:26
Hallo,
von der Schubvektorsteuerung haben sich heute ein paar Teile materialisiert, hier ein Bild der ersten Achse, von der Rakete aus gesehen:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up039999.png)
Leider sind mir die Schrauben ausgegangen...
In die Bauteile habe ich Kugellager eingesetzt, um die Achse aufzunehmen. Leider muss ich noch drei Wochen auf die Servos warten, es dauert also noch etwas bis ich meine Konstruktion testen kann :'(
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 11. Juni 2014, 22:19:47
Hättest mal den Platz um die Löcher etwas dicker geformt, dann hättest Gewinde einschneiden können und brauchtest nicht mit 'nem Winkel schraubendreher an Schlitz(!)schrauben fummeln  ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Juni 2014, 22:23:48
Das passt sogar ;)
Ich war allerdings im Baumarkt und da hatten sie nur diese ::)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: klausd am 11. Juni 2014, 22:29:23

Sehr cool, immer weiter so  :)

Viele Grüße,

Klaus
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Juni 2014, 22:47:50
Sehr cool, immer weiter so  :)
Freut mich, dass es dir gefällt, mir auch ;D
Das ist schon genial, man zeichnet etwas und schwupps die wupps hat man ein Bauteil in der Hand :) (etwas verkürzt dargestellt 8))
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 12. Juni 2014, 22:27:08
Hallo zusammen,
das nächste Bauteil ist da. :) Diesmal nähere ich mich vom Triebwerk aus der Rakete. Aber seht selber:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040013.png)
Das ist das Verbindungsstück zwischen Triebwerk und erster Achse.
Und hier eine erste Anprobe:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040014.png)
Passt
In den kleinen Nippel soll noch ein Gewinde gebohrt werden, um das Teil mit ner Schraube auf der Achse zu fixieren. Jetzt fehlt also nur noch ein SLM Bauteil und ich muss auf die Servos warten :-[
Naja irgendetwas werde ich schon noch machen können in der Zeit ;)

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 12. Juni 2014, 23:24:01
Bleibt das nur geschraubt oder hast da zusätzlich Federstifte vorgesehen? Oder verschweißt die Teile noch? Vibrationen im paarhundert Hertz Bereich lösen alles  ;D
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Roba am 13. Juni 2014, 09:29:57
Ich würde dabei generel auf Muttern verzichten. Leg Deine Verbindungsbleche so aus das Du Gewinde reinschneiden kannst. Sollten die Bleche für Gewinde zu schwach sein frag den Schlosser Deines Vertrauens nach Fliesbohrungen, bzw. Fliesgewinde. Sichern kannst Du die Schrauben mit Loctite. Schraubensicherungsmittel. Das hält fast jede Vibration stand.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 13. Juni 2014, 10:48:15
Zitat
Ich würde dabei generel auf Muttern verzichten.
Genau. Einfach punktuell ein bissel mehr Material stehen lassen, nicht mehr, als die Mutter ja eh einbringen würde.
Mal sehn ob noch ein Dritter das sagt, dann fängt er an zu grübeln  ;D

Eingeschnittenes Gewinde hat auch noch zwei Vorteile. Man spart auf einer Seite den Werkzeugeinsatz und braucht den Platz dafür nicht reservieren. Und ohne Muttern kann man mit Drahtsicherung arbeiten. Loctite ist fein, aber nur wo es nicht heftig heiß wird.

Und dann gibts ja noch das Formfederprinzip...
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Roba am 13. Juni 2014, 16:37:56
Oh richtig. An die Hitzte hab ich gar nicht gedacht. Aber ich denke das dafür auch spezielle Sicherungmittel gibt.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 13. Juni 2014, 22:01:35
Hallo zusammen
Genau. Einfach punktuell ein bissel mehr Material stehen lassen, nicht mehr, als die Mutter ja eh einbringen würde.
Mal sehn ob noch ein Dritter das sagt, dann fängt er an zu grübeln  ;D
Verdammt, da reichen schon zwei ::)
Also bisher hatte ich vorgehabt, das alles zu schrauben und dann wie von Roba gesagt zu kleben. Gewinde in die Bleche zu schneiden ist aber natürlich auch eine Möglichkeit, meint ihr dass das in 1 oder 1,5mm Alu halten würde. Bei den SLM Bauteilen würde ich das gerne vermeiden, aber da bekomme ich ja jetzt eh nicht mehr Material drann.
Was ist denn eine Drahtsicherung ???
Mit der Hitze habe ich gedacht, einfach ausprobieren ;)

Danke und Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: akku am 13. Juni 2014, 22:41:27
im fluzeugbau wird drahtsicherung verwendet da kann es auch heiss werden ;)
http://de.wikipedia.org/wiki/Schraubensicherung (http://de.wikipedia.org/wiki/Schraubensicherung)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 13. Juni 2014, 23:21:00
Siehe mein Post #55
Hier noch ein besseres Bild als in Wiki
http://www.konstruktionsatlas.de/verbindungstechnik/schraube_gewinde_mutter/schraubensicherung.shtml (http://www.konstruktionsatlas.de/verbindungstechnik/schraube_gewinde_mutter/schraubensicherung.shtml)
Kunststoff und Zahnscheiben nimmt man bei sowas nicht, weiter unten auf der Seite ist dann die Drahtsicherung. Wenn keine zweite Schraube in der Nähe ist, sorgt man für einen Ankerpunkt in der Nähe.
Wenn eine Kante in der Nähe ist, kann man auch gut ein Sicherungsblech nehmen.

Denk dran, daß Alu ab 400° unzuverlässig wird. Ansonsten kann man z.B. Stegenden umschlagen und in das jetzt doppelte Material Gewinde schneiden. Gibt gleichzeitig eine geringe Verspannung.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Roba am 14. Juni 2014, 10:16:48
Soviel zum Thema Fliessbohren:
Flow Drilling - Friction Drilling - Form Drilling (http://www.youtube.com/watch?v=NhkWINPRK3A#)
Da bleibt genügend Material für Gewinde stehen.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 14. Juni 2014, 22:39:28
Hallo zusammen,
danke euch für eure Tips, da lernt man ja noch was dazu :) Besonders das Fließbohren finde ich interessant.
Für meine Rakete verwende ich aber weiterhin erstmal Schrauben mit Loctite, aber das mit den Gewinden in den Blechen ist gerade an engen Stellen eine Überlegung wert. Ich habe heute zum Üben ein paar M2 Gewinde in 1mm Alublech gebohrt und würde sagen, dass das ausreihend dick ist, das hält schon einiges.

Aber nun erstmal zum nächsten Bauteil, das ist das Verbindungsstück zwischen den beiden Achsen, mit einer Halterung für den Servo. Im folgenden Bild ist es das große Bauteil, durch das die obere Achse verläuft:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040063.png)
Dazu mal ein bischen was aus der Produktion, so sieht das Bauteil aus, wenn es aus der Maschine kommt:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040064.png)
und zum Vergleich das nackte Bauteil:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040065.png)
Das Material was zusätzlich mit aufgebaut wurde sind Stützstrukturen. Die sind nötig, da bei den additiven Fertigungsverfahren kein Material "in der Luft" aufgebaut werden kann und so braucht man dann je nach Technologie ab einem gewissen Winkel der aufzubauenden Fläche zur Bauplattform eine extra Verbindung zu jener.
Hier sind die Stützen recht dünn, so dass man die je nach Zugänglichkeit mit nem Cuttermesser abknippsen kann. Fertig sieht das Teil dann so aus:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040066.png)

Damit sind dann für die Schubvektorsteuerung alle Teile da und es steht einer ersten Anprobe nichts mehr im Weg ;) also bleibt gespannt.

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 14. Juni 2014, 22:49:14
Das sieht ja richtig optisch lecker aus :)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 15. Juni 2014, 20:06:53
Hallo,
@McFire das finde ich auch, auf das Bauteil bin ich besonders Stolz ;D

Wie versprochen die Anprobe:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040061.png)
Und noch mal mit Triebwerk:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040062.png)

Jetzt entwickelt sich das Projekt so langsam vom Powepoint engineering zu handfesten Bauteilen... schön :)

Noch was anderes, hat von euch zufällig jemand einen dreiteiligen 1/4''-32 Gewindebohrer zu Hause rumliegen, ich habe nämlich nach langer Suche nur einen einfachen gefunden und damit erweist es sich als schwierig da was rein zu bohren. Evtl. ist aber auch das Loch noch zu klein und ich muss das noch etwas ausbohren :-\

Gruß Eibe

Edit: Ich habe gerade noch mal geschaut und festgestellt, dass der Kernlochdurchmesser um mindestens einen Millimeter zu klein ist ::). Ich werde das Loch also noch ausbohren und es dann mit dem einteiligen Gewindebohrer wieder versuchen.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 15. Juni 2014, 22:02:00
Das 4:5 Verhältnis macht man heute eh oft nicht mehr. Kannst also ein bissel größer bohren. Was ist das eigentlich für Material ?
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 15. Juni 2014, 22:15:18
Das ist 1.4404 Edelstahl. Ich hab privat nur nen Dremel, sonst hätte ich das heute schon probiert... In das Loch soll dann die Zündkerze eingeschraubt werden.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 15. Juni 2014, 23:00:06
Und sowas "bäckt" der 3D Drucker zusammen ? Donnerwetter....
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 15. Juni 2014, 23:19:38
Jup, wenn man da mit dem Laser ordentlich drüberbrät 8)
Unter dem Stichpunkt selktives Laserschmelzen (SLM) findest du bei Youtube reichlich Videos, die das schön zeigen
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 15. Juni 2014, 23:29:59
Ja ich glaubs ja, die rötliche Farbe hatte mich etwas irritiert  ;)
Aber ist schon erstaunlich.... :)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: gino847 am 16. Juni 2014, 00:01:24
Hallo Eibe,

ich verfolge nebenbei ganz in Ruhe Deine Künste und muss sagen, unglaublich, was Du da so ablieferst.  :o

Was für eine Höllenmaschine verwendest Du denn dafür, oder lässt Du das von einem Ghostprinter  drucken?  ::)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 16. Juni 2014, 00:31:58
Hallo,
die Teile sind so unbearbeitet recht grau, man würde sie auch nicht sofort als Edelstahl identifizieren. Das liegt an der hohen Oberflächenrauheit und angesinterten Pulverpartikeln. Wenn man die Teile nachbearbeiten würde, z.B. Sandstrahlen, Polieren oder irgendwie chemisch, dann würden sie auch glänzen wie eine Spüle ;) Das rote kommt von der Beleuchtung, ich liefere vielleicht noch mal ein Bild bei Tageslicht nach.
Die Maschine steht im Laser Zentrum Hannover (LZH), da arbeite ich neben meinem Studium an der Anlage im Labor. In ein paar "freiwilligen Überstunden" sind da diese Teile entstanden. Das Triebwerk hat z.B. 17 Stunden gedauert. Die kleineren Teile sind so nebenbei wenn Platz auf der Bauplattform war mit durchgekommen. Auf dem Bild mit dem letzten Bauteil und den Stützstrukturen sieht man z.B., dass da auch mal andere (für die Forschung interessante Teile ;D) mit auf der Plattform standen ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 16. Juni 2014, 11:20:19
Richtig so ! Wie schnell ist der Rost an einer Maschine, wenn sie stillsteht  ;)

Mich würde mal noch ganz kurz die Weiterverarbeitung interessieren. Da müssen ja nun winkelgetreue, teilweise auch fluchtende Bohrungen bzw. Lageraufnahmen feinbearbeitet werden. Hast Du da 'ne CNC, wo Du die Rohteile einfach so einspannen kannst?
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 16. Juni 2014, 16:45:16
Hallo
Richtig so ! Wie schnell ist der Rost an einer Maschine, wenn sie stillsteht  ;)

Genau, man kann das quasi als Wartungsarbeit ansehen ;D
Zu der Nachbearbeitung, da waren bis jetzt eigentlich nur die Aufnahmen für die Lager nötig. Die habe ich mit dem Dremel so lange bearbeitet bis es gepasst hat, dann hat noch der Hammer beim "Einpassen" geholfen :D
Alle anderen Bohrungen, für Schrauben usw. haben reichlich Spiel. Da musste ich nichts nachbearbeiten.
Das Gewinde für die Zündkerze wird noch spannend, aber da werde ich mal bei uns in der Werkstatt nachfragen, die haben auf jeden Fall was zum Einspannen ;).

Gruß Eibe

PS: Heute sind die Servos  angekommen ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 16. Juni 2014, 16:56:05
Ach, dazu wollte ich ja noch was fragen ::)

In der Bedienungsanleitung meiner Fernsteueranlage werden die Servos direkt über den Empfänger angeschlossen. Darf man das ohne das Risiko einzugehen den Empfänger zu Grillen. Ich meine gelesen zu haben, dass die Servos maximal ~1A aufnehmen (kann die Quelle aber grad nicht wiederfinden), kann man das über einen Empfänger leiten?
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 17. Juni 2014, 20:14:23
Hallo zusammen,
die Servos sind da und heute konnte ich auch alles zusammenbauen:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040143.png)
Ich habe in die Wellen ein Gewinde geschnitten, sie in die Servos geschraubt und mit einer Mutter befestigt. Den Rest kann man glaube ich ganz gut erkennen. Da merkt man erstmal was mit Schrauben noch alles kollidiert, die hätte ich ins CAD Modell auch mal mit einbauen sollen ::)
Angesteckt an einen Fernsteuerungsempfänger funktioniert das ganze schon ordentlich. Jetzt fehlt nur noch eine "Intelligenz" die das übernimmt...

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 10. Juli 2014, 19:07:19
Hallo zusammen,
so seit Montag ist die Beschaffungspause vorbei. Ich konnte einen Hersteller von Kompositdrucktanks so sehr von meinem Projekt überzeugen, dass er mir zwei "nur" zu Transportkosten bereitstellt.
Und heute habe ich mir dann noch Druckminderer dafür besorgt. Leider hat das mit den Leitungen noch nicht gepasst, so dass ich da noch mal auf die Suche nach gehen muss. Bisher sieht das jetzt so aus:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040384.jpg)
Die Hähne mit den Manometern sollen noch in die Leitungen, um die Versuche erstmal mit wenig Gas zu beginnen. Langfristig sollten die aber durch irgendetwas fernsteuerbares ersetzt werden. Die Profile der Struktur sind einfache U-Profile aus dem Baumarkt, die weißen Teile sind mit nem 3D Drucker gedruckt.
Bis zur ersten Zündung ist es jetzt nicht mehr weit...

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: akku am 10. Juli 2014, 19:30:52
schaut ja super aus

1,1 liter pro ?
wow die kosten normalerweise ganz schön
http://www.raketenmodellbau.org/forum?action=viewthread&threadid=464065&page=1 (http://www.raketenmodellbau.org/forum?action=viewthread&threadid=464065&page=1)

 :D
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 10. Juli 2014, 20:17:32
Der eine (Sauerstoff) hat 1,5l und wiegt 830g, der andere (Propan) hat 1,2l und wiegt 690g. Die haben einen Betriebsdruck von 300bar und einen Prüfdruck von 450bar :o
Deshalb sind die wohl auch so teuer, hier in Deutschland hätte ich 380€ dafür bezahlt, so habe ich aber immernoch 100€ "Transportkosten" gezahlt.
Die Druckregler geben dann einen Druck von 30bar auf die Leitungen.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 10. Juli 2014, 20:32:23
Donnerwetter, da kann man schon von Schnäppchen sprechen :)
Na denn quäl das arme kleine Triebwerkchen nicht so ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 10. Juli 2014, 20:53:02
Ach da habe ich astronomische Sicherheiten drinn ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 11. Juli 2014, 01:00:17
Deine Fortschritte sind echt bewundernswert !
Die Druckkörper erinnern mich stark an den der an meinem Paintball Markierer montiert ist  ;) . Ebenfalls komposit und 300 Bar Betriebsdruck und auch die Druckminderer sehen dem ähnlich.
Weiterhin wünsche ich dir viel Erfolg bei deinem Projekt und halte uns bitte weiter auf dem laufenden.

Gruß Patrick
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Tracer am 11. Juli 2014, 07:07:18
Nur mal neugierig gefragt, wie willst du Propan mit 300 bar da rein kriegen?
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Kryo am 11. Juli 2014, 08:04:34
nur weil die Tanks 300 bar aushalten, muss er sie ja nicht mit 300 bar füllen! :D
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Juli 2014, 16:24:36
Die Druckkörper erinnern mich stark an den der an meinem Paintball Markierer montiert ist  ;)

Na das kann ja kein Zufall sein ;) :D

Nur mal neugierig gefragt, wie willst du Propan mit 300 bar da rein kriegen?

Also wie Kryo ja schon sagt, auf 300bar muss das ja nicht. Der Brennkammerdruck soll irgendwann mal 30bar betragen, da Propan aber schon so ab 8bar flüssig wird muss ich das zusätzlich unter Druck setzen. Ich dachte entweder an Druckluft, Stickstoff oder CO2. Muss ich mal sehen, Druckluft wird es wohl nicht, da der Typ im Paintballshop zu große Bammel hat mir das zu befüllen :-[

Wegen diesem Dilemma wollte ich das auch zuerst mit Methan betreiben aber zum einen habe ich nirgendwo Methan bekommen und zum anderen wollte ich die Kühlwirkung in der Brennkammerwand beim Phasenübergang von Propan nutzen um die Kühlleistung zu erhöhen. Sauerstoff werde ich da wohl auch nur mit 200bar rein bekommen, da die üblichen Flaschen glaube ich nicht höher gehen. Aber hohe Sicherheitsfaktoren sind mir ganz recht, ich habe keine Lust, dass mir das mal um die Ohren fliegt ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 11. Juli 2014, 16:36:22
Versuchs dochmal in einer Bude, wo Argon oder Stickstoff als Schutzgas verwendet wird. In den großen Flaschen sinds glaub ich 300 Bar. Mußt freilich einen zuverlässigen Abzapfmechanismus mitbringen LOL
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Kryo am 11. Juli 2014, 18:47:41
Die Druckkörper erinnern mich stark an den der an meinem Paintball Markierer montiert ist  ;)

Na das kann ja kein Zufall sein ;) :D

Nur mal neugierig gefragt, wie willst du Propan mit 300 bar da rein kriegen?

Also wie Kryo ja schon sagt, auf 300bar muss das ja nicht. Der Brennkammerdruck soll irgendwann mal 30bar betragen, da Propan aber schon so ab 8bar flüssig wird muss ich das zusätzlich unter Druck setzen. Ich dachte entweder an Druckluft, Stickstoff oder CO2. Muss ich mal sehen, Druckluft wird es wohl nicht, da der Typ im Paintballshop zu große Bammel hat mir das zu befüllen :-[

Wegen diesem Dilemma wollte ich das auch zuerst mit Methan betreiben aber zum einen habe ich nirgendwo Methan bekommen und zum anderen wollte ich die Kühlwirkung in der Brennkammerwand beim Phasenübergang von Propan nutzen um die Kühlleistung zu erhöhen. Sauerstoff werde ich da wohl auch nur mit 200bar rein bekommen, da die üblichen Flaschen glaube ich nicht höher gehen. Aber hohe Sicherheitsfaktoren sind mir ganz recht, ich habe keine Lust, dass mir das mal um die Ohren fliegt ;)

die tanks fliegen dir sicherlich als letztes um die ohren!
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Kryo am 11. Juli 2014, 18:52:16
Bei 30 bar Brennkammerdruck wird das Propan ja komplett flüssig eingespritzt oder mache ich da einen Denkfehler.
Wie sieht es denn dann mit dem idealen Mischungsverhältnis aus?

PS: Müssen eigentlich diese Riesenzitate immer sein?

nö müssen nicht sein, aber leider funktioniert die zitatfunktion halt so!

hast recht, wird flüssig eingespritzt, solange es sich ungefähr bei Raumtemperatur befindet. ab 42 bar ist es sogar überkritisch.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Juli 2014, 19:39:44
Hallo
Bei 30 bar Brennkammerdruck wird das Propan ja komplett flüssig eingespritzt oder mache ich da einen Denkfehler.
Wie sieht es denn dann mit dem idealen Mischungsverhältnis aus?

Puh, da bringst du mich jetzt aber in Schwierigkeiten ;D
Also die Idee war, dass das in der Brennkammerwand so warm wird, dass das verdampft und als Gas einströmt, ob das funktioniert weiß ich allerdings nicht, hat von euch jemand ein Phasendiagramm zur Hand.
Ich glaube flüssig bekomme ich Probleme mit der Verbrennung in der kleinen Brennkammer und die Einspritzbohrungen währen dann auch zu groß.

Für die Befüllung habe ich das hier im Paintballshop bekommen:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040383.jpg)
An der einen Seite ist eine Kupplung, an die man die Flaschen direkt anschließen kann...
Bei uns im Labor verwenden wir sogar Argon, aber bei niedrigen Drücken. Da steht aber auch noch eine Stickstoffflasche rum, da muss ich glaube ich noch etwas Überzeugungsarbeit leisten um mir da was abzwacken zu dürfen ;)

Gruß Eibe

PS: Danke für eure Anregungen, freut mich dass ich auf Interesse stoße
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Juli 2014, 19:43:10
die tanks fliegen dir sicherlich als letztes um die ohren!

Ja um die mache ich mir auch keine sorgen, ich bin aber gerade bei den Leitungen am Teile zusammensuchen und wenn die 30bar abkönnen sollen wird das alles sau teuer. :'(
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 11. Juli 2014, 19:48:35
freut mich dass ich auf Interesse stoße

Großes Interesse, auch wenn wohl die meisten (wie ich) hier aus Mangel an Fachwissen nichts schreiben. Das ist ein tolles Projekt.  :D
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Juli 2014, 19:51:31
Ach, ich hab da selber auch keine Ahnung von. Das kommt so Stück für Stück ;) ;D
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 11. Juli 2014, 22:06:58
nö müssen nicht sein, aber leider funktioniert die zitatfunktion halt so!

Muß aber nicht hingenommen werden, man kann ja innerliegende Teile bzw. Zitate löschen

Und wenn man in einen Text die Zitatfunktion in umgekehrter Folge hineinschreibt, also [ /quote ] eigener Text [ quote ] (ohne die Leerzeichen in den Klammern) kann man den Text zerlegen und so gezielter antworten.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: tobi am 11. Juli 2014, 23:11:04
Phasendiagramm von Propan? Kein Problem! 8)

Bitte sehr: http://www.wolframalpha.com/input/?i=propane+phase+diagram (http://www.wolframalpha.com/input/?i=propane+phase+diagram)

Du kannst auch Temperatur und Druck eingeben, dann wird der Aggregatzustand direkt angezeigt:
http://www.wolframalpha.com/input/?i=propane+30+bar+500+kelvin (http://www.wolframalpha.com/input/?i=propane+30+bar+500+kelvin)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: proton01 am 12. Juli 2014, 09:01:51
Der eine (Sauerstoff) hat 1,5l und wiegt 830g, der andere (Propan) hat 1,2l und wiegt 690g. Die haben einen Betriebsdruck von 300bar und einen Prüfdruck von 450bar :o
Deshalb sind die wohl auch so teuer, hier in Deutschland hätte ich 380€ dafür bezahlt, so habe ich aber immernoch 100€ "Transportkosten" gezahlt.
Die Druckregler geben dann einen Druck von 30bar auf die Leitungen.

Nur daß Du es weißt, in der Raumfahrt wird da ein Sicherheitsfaktor 4 auf den Tankdruck verlangt, solange es keine Einschränkunge bezüglich des Zutritts gibt. Also dürftest Du die Tanks danach nur bis (450/4 =) 112 bar betreiben. Haben die Tanks auch Angaben zum erlaubten Temperaturbereich ?
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: tobi am 12. Juli 2014, 09:05:52
Der Berstdruck ist wahrscheinlich bei 1200 bar. Ich kenne selber so CFK-Feuerwehrflaschen. Da darf auch ca. 300 bar rein und der Berstdruck ist über 1000 bar. Man kann ja nicht mit dem Berstdruck testen. Prüfdruck ist ja nur für die Serienfertigung. Heißt nicht, dass der Tank nicht viel mehr aushält.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: proton01 am 12. Juli 2014, 09:06:50
Wegen diesem Dilemma wollte ich das auch zuerst mit Methan betreiben aber zum einen habe ich nirgendwo Methan bekommen und zum anderen wollte ich die Kühlwirkung in der Brennkammerwand beim Phasenübergang von Propan nutzen um die Kühlleistung zu erhöhen.

Also wenn Du den Phasenübergang in der Kühlung vewenden willst, dann solltest Du mal nachrechnen wie hoch der Druckverlust in Deiner Kühlung wird, wenn das Propan flüssig rein kommt und gasförmig rauskommt. Wenn das vernünftig gehen soll, dann müssen die Kühlkanäle oder was es bei Dir ist entsprechend in der Geometrie ausgelegt sein. Wie schätzt Du denn den Wärmeübergang vom Heißgas über die Wand ins Kühlmittel ab ?

Klingt schwierig, geht aber. Viel Erfolg !
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: proton01 am 12. Juli 2014, 09:43:44
Der Berstdruck ist wahrscheinlich bei 1200 bar. Ich kenne selber so CFK-Feuerwehrflaschen. Da darf auch ca. 300 bar rein und der Berstdruck ist über 1000 bar. Man kann ja nicht mit dem Berstdruck testen. Prüfdruck ist ja nur für die Serienfertigung. Heißt nicht, dass der Tank nicht viel mehr aushält.
o.k., wenn's so gemeint ist dann geht es natürlich.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: R2-D2 am 12. Juli 2014, 11:45:21
Nur daß Du es weißt, in der Raumfahrt wird da ein Sicherheitsfaktor 4 auf den Tankdruck verlangt, solange es keine Einschränkunge bezüglich des Zutritts gibt. Also dürftest Du die Tanks danach nur bis (450/4 =) 112 bar betreiben. Haben die Tanks auch Angaben zum erlaubten Temperaturbereich ?
Hast Du eine Quelle hierfür? In der Raumfahrt (Fluggeräte) kenne ich keinen solchen Sicherheitsfaktor. Nach ECSS wird für Drucktanks auf Bersten ein Sicherheitsfaktor von 2.0 gefordert.
Auch in der "Richtlinie 97/23/EG über Druckgeräte", http://de.wikipedia.org/wiki/Druckger%C3%A4terichtlinie (http://de.wikipedia.org/wiki/Druckger%C3%A4terichtlinie), http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:31997L0023 (http://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX:31997L0023) habe ich keinen solchen Faktor gefunden...
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: proton01 am 12. Juli 2014, 11:54:27
... in der Raumfahrt wird da ein Sicherheitsfaktor 4 auf den Tankdruck verlangt, solange es keine Einschränkunge bezüglich des Zutritts gibt.
Hast Du eine Quelle hierfür? In der Raumfahrt (Fluggeräte) kenne ich keinen solchen Sicherheitsfaktor. Nach ECSS wird für Drucktanks auf Bersten ein Sicherheitsfaktor von 2.0 gefordert.

Aber natürlich. Ich beziehe mich auf die Bestimmungen für Ariane. Genaue Quelle suche ich heute abend raus, sowas habe ich nicht im Kopf. ECSS selbst gilt da nicht, da Ariane-Entwicklung und Qualifikation technisch von der CNES geführt wird. Es wird wohl eine möglichst gute Überwinstimmung mit den ECSS angestrebt, das ist aber nicht in allen Punkten erreicht.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: R2-D2 am 12. Juli 2014, 12:18:00
Hast Du eine Quelle hierfür? In der Raumfahrt (Fluggeräte) kenne ich keinen solchen Sicherheitsfaktor. Nach ECSS wird für Drucktanks auf Bersten ein Sicherheitsfaktor von 2.0 gefordert.
In der ECSS-E-ST-32-02 habe ich einen Burst-Faktor von 4.0 für "Pressure Components" gefunden. Das Bezieht sich m.M.n. aber nicht auf Tanks ("Pressure Vessels"), sondern hier nur auf Leitungen und Anschlüsse mit D<38mm.

Ergänzung:
Was ich eigentlich sagen will:
Ich bezweifle nicht, dass es einen Sicherheitsfaktor 4 bei Gasflaschen o.ä. gibt. Dies kann für den Industriebereich gelten (kenne ich nicht), als auch für Raumfahrtanwendungen am Boden oder im Fluggerät.
Die pauschale Aussage von Sicherheitsfaktor 4 "in der Raumfahrt" halte ich aber für falsch. Mag es in bestimmten Bereichen geben, aber garantiert nicht überall. Speziell bei fliegendem Gerät (Oberstufe, Satellit) kann man sich das gar nicht leisten, weil alles viel zu schwer werden würde! Hier geht es eher um einen Sicherheitsfaktor 2, wie auch nach ECSS gefordert.
Sorry, falls OT...
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Vierer am 12. Juli 2014, 19:41:26
Zitat
Ich dachte entweder an Druckluft, Stickstoff oder CO2. Muss ich mal sehen, Druckluft wird es wohl nicht, da der Typ im Paintballshop zu große Bammel hat mir das zu befüllen :-[
Hallo, habe hier nicht alles genau gelesen, aber Druckluft bis ca.250bar wird auf beim Tauchen verwendet. Tauchbasis oder Tauchladen in der Nähe?
Vierer
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 12. Juli 2014, 21:15:06
Bammel vor Druckluft ist wohl auch begründet. Zumindest in einem Treibstofftank.
Da wäre die Suche nach N oder Ar wohl doch besser.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 12. Juli 2014, 22:00:01
Hallo,
danke für eure Eingaben, ich muss jetzt erst nochmal über die Kühlung nachdenken (rechnen) um mich da qualifiziert zu zu äußern ;)

Bammel vor Druckluft ist wohl auch begründet. Zumindest in einem Treibstofftank.
Ja sehe ich mittlerweile auch so, je mehr ich darüber nachdenke desto entsetzter bin ich auch darüber wie ich auf so eine Idee kommen konnte. Sauerstoff und Treibstoff in einem Tank :o ::)

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Major Tom am 12. Juli 2014, 22:24:02
Ja sehe ich mittlerweile auch so, je mehr ich darüber nachdenke desto entsetzter bin ich auch darüber wie ich auf so eine Idee kommen konnte. Sauerstoff und Treibstoff in einem Tank :o ::)

Das spart einen Tank und damit Gewicht.   ;D
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: proton01 am 13. Juli 2014, 00:48:08

In der ECSS-E-ST-32-02 habe ich einen Burst-Faktor von 4.0 für "Pressure Components" gefunden. Das Bezieht sich m.M.n. aber nicht auf Tanks ("Pressure Vessels"), sondern hier nur auf Leitungen und Anschlüsse mit D<38mm.

Ergänzung:
Was ich eigentlich sagen will:
Ich bezweifle nicht, dass es einen Sicherheitsfaktor 4 bei Gasflaschen o.ä. gibt. Dies kann für den Industriebereich gelten (kenne ich nicht), als auch für Raumfahrtanwendungen am Boden oder im Fluggerät.
Die pauschale Aussage von Sicherheitsfaktor 4 "in der Raumfahrt" halte ich aber für falsch. Mag es in bestimmten Bereichen geben, aber garantiert nicht überall. Speziell bei fliegendem Gerät (Oberstufe, Satellit) kann man sich das gar nicht leisten, weil alles viel zu schwer werden würde! Hier geht es eher um einen Sicherheitsfaktor 2, wie auch nach ECSS gefordert.
Sorry, falls OT...

Egal ob OT oder nicht, hier die Sachlage für Ariane Antriebe:
Maßgebend ist die CNES-Voschrift für die Sicherheit beim Bodenbetrieb, z.B. in Kourou, A5-SG-1-X-0001-CNES, issue 2 revision 2, Kapitel 3-D-5, für Fluid-Systeme und Druckbehälter:

-  Der Sicherheitsfaktor  J ist definiert als  Berstdruck/Betriebsdruck.
-  Es wird eine gefärdete Zone definiert, deren Zutritt kontrolliert wird.
-  Es wird unterschieden zwischen statischer Phase (bedrückt, kein Ein- oder Ausströmen) und dynamischer Phase (ein- oder Ausströmen unter Druck)

J < 2:  statisch und dynamisch:  Zutritt verboten
2 < J < 3:  Statisch:  Zutritt nur erlaubt für Aktitviäten in der Zone (auch Aktivitäten, die vom Drucksystem unabhängig sind);  dynamisch:  Zutritt nur für mit dem Betrieb des Drucksystems notwendige Spezialisten
3 < J < 4:   Statisch:  keine Zutrittsbeschränkung;  dynamisch: Zutritt nur erlaubt für Aktitviäten in der Zone (auch Aktivitäten, die vom Drucksystem unabhängig sind)
4 < J  statisch und dynamisch:  keine Zutrittsbeschränkungen.

@Drohne Willi
Das ist natürlich nicht automatisch anwendbar für den Betrieb eines privat gebauten Triebwerks. Aber wenn Du dass in Kourou testen würdest, müsstests Du genau nachweisen, was Du wie erfüllst.

Wo soll Dein Triebwerk eigentlich getestet werden ?


Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: wulf 21 am 13. Juli 2014, 16:57:31
Achso, das heißt, wenn in Korou der Betriebsdruck großer ist als 1/4 Berstdruck, dann darf niemand in die Nähe der Rakete. (Also mehr eine Betriebsinterne Vorschrift).

Das ganze hat mich auch stutzig gemacht, weil wir im Studium im Rahmen der Druckgeräterichtlinie einen Druckbehälter ausgelegt haben und nur mit einem Sicherheitsfaktor von 1,5 gerechnet haben. Allerdings ist das nur der Grundfaktor, zusätzliche Sicherheiten für Fertigungstoleranzen, Korrosion und Materialschwächung bei höherer Temperatur kamen on top.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: tobi am 13. Juli 2014, 17:02:15
Naja so einfach ist es nicht. Die Satelliten werden auch vor dem Start mit Helium betankt bei mehreren hundert Bar! Die werden so auch auf die Rakete gesetzt und der Sicherheitsfaktor ist da nicht 4, das wäre viel zu schwer. ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 02. August 2014, 20:11:23
Hallo alle zusammen,
so ich habe mich jetzt für Leitungen entscheiden können :) Die Hähne, die ich letztes Mal noch gezeigt habe sind rausgeflogen, weil passende Hähne so viel gekostet haben wie passende Reduziernippel... So sieht das jetzt aus:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040584.jpg)
Bei den Hähnen habe ich mir gedacht, dass ich da für eine Fernsteuerbarkeit Schrittmotoren anbaue, aber das Drehmoment um die zu öffnen ist schon recht hoch. Muss ich mal nachmessen und evtl. über Getriebe nachdenken.
Und hier noch eine Leitung im Detail:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040585.jpg)
Die Manometer sind für Versuche am Boden, in der Flugversion werden die durch einen einfachen Winkel ersetzt, denke ich ::)
Und hier noch eine Aufnahme vom Triebwerk:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040586.jpg)
Da ist jetzt die Zündkerze kontaktiert. Für die Schläuche muss ich noch die Gewinde schneiden und dann sollte das laufen ;) Ein kleines Problem ist noch die Steifigkeit der Schläuche, der jetzige ist noch recht flexibel, aber nur bis 22bar ausgelegt. Ich habe noch einen bis 100bar, aber da werden die Servos Probleme mit haben. Ich muss mal sehen, wie weit das Triebwerk überhaupt geschwenkt werden muss für die Regelung, wenn das nur wenige Grad sind könnte das reichen mit den Schläuchen.
Das nächste Problem ist das Gewicht, das sind knapp über drei Kilo. Da komme ich also mit dem 20N Motörchen nicht weit... also mehr Schub ;D Bei der nächsten Triebwerksgeneration mache ich mir dann auch mal wieder Gedanken zu der Kühlung usw. und kann dann was dazu schreiben.
Aber eins nach dem Anderen...

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 02. August 2014, 20:53:09
Die Spannung steigt ! :)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Philip Lynx am 02. August 2014, 21:03:08
Welche?

Die elektrische vermute ich mal nicht, die mechanische schon eher. Und dann gibt es auch noch die (emotionale) Anspannung. 8)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 02. August 2014, 21:52:01
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up040344.gif)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 02. August 2014, 23:32:16
Ja die Spannung steigt, ich habe mir heute die Flaschen mit Druckluft füllen lassen, um Montag (wenn die Gewinde geschnitten sind) alles unter Druck setzen zu können. Dann steigt zumindest schonmal die mechanische Spannung. Die elektrische steigt hoffentlich auch Montag, wenn ich einen Spannungsregler im Briefkasten habe, dann kann ich die Servos über meine Fernsteuerung bewegen. Bis das der Bordcomputer übernimmt ;). Den werde aber wohl nicht ich programmieren, da muss ich nächste Woche auch noch eine wichtige Konferenz zu abhalten(http://www.smileygarden.de/smilie/Food/nahrung002-001.gif) (http://www.smileygarden.de)

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Sulak am 03. August 2014, 12:16:07
Sind die "knapp über 3 kg" mit leeren Flaschen oder vollen Flaschen gemessen? Bezüglich der zu steifen Schläuche schau dir mal die Schläuche von Miflex ( http://www.miflex.com/en/prodotti.htm (http://www.miflex.com/en/prodotti.htm) ) an. Die haben welche mit einem Betriebsdruck von 35bar und einem Berstdruck von über 150bar. Ich verwende die bei meiner Taucherausrüstung unter anderem mit reinem Sauerstoff (allerdings mit anderen O-Ringen). Die Beständigkeit gegenüber Propan/Butan schaut anscheinend auch nicht schlecht aus.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: akku am 03. August 2014, 12:34:59
200-  300 bar
http://www.gasetechnik24.com/de/Schlaeuche-Kupferboegen (http://www.gasetechnik24.com/de/Schlaeuche-Kupferboegen)
metall auch für sauerstoff
kunststoff für andere ausser sauerstoff
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 04. August 2014, 16:46:44
Hallo,
danke euch beiden für die Links, das sind aber auch ordentliche Preise, solange ich da noch nicht drauf angewiesen bin möchte ich da lieber erstmal drauf verichten (ich musste die Kostensteigerungen in der Raumfahrt leider in der eigenen Tasche erfahren ;))

Komme ich nun zu einer traurigen Nachricht, heute wurde der Spannungsbogen überzogen, der mechanische :'(. Mir ist beim Gewindeschneiden einer der Leitungsstücke vom Triebwerk abgebrochen >:( Und das aus reiner Dummheit, weil ich das nicht ordentlich eingespannt habe  :-[

Mit etwas ratlosen Grüßen Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 04. August 2014, 16:53:27
Obwohl, ich habe da ja noch nen Freund mit nem Schweißgerät, den werde ich mal fragen....
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 22. September 2014, 22:53:05
Hallo "Willi" , wann gibt`s wieder was neues von deinem Projekt ?
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 03. Oktober 2014, 13:21:49
Hallo PaddyPatrone,
tut mir leid, dass ich so spät antworte. In den letzten zwei, drei Monaten ist in dem Projekt garnichts passiert (war beschäftigt). Aber jetzt soll es wieder weiter gehen.
Zur Erinnerung: ich war eigentlich kurz vor fertig und dann ist mir beim Gewindeschneiden ein Treibstoffnippel abgebrochen:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up041913.jpg)
Deshalb macht das Triebwerk gerade eine Reise durch die Weltgeschichte, auf der Suche nach jemandem, der das schweißen kann. Ich bin aber zuversichtlich jetzt jemanden gefunden zu haben...
Also das klärt sich hoffentlich in den nächsten Wochen.
Parallel dazu habe ich angefangen, an einer stärkeren Version des Triebwerks zu arbeiten, da wollte ich mir aber mit eurer Hilfe noch detailliertere Gedanken zu der Kühlung machen (dazu später)
Hier ein erster Eindruck:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up041914.png)
Brennkammer und die Düse sind soweit fest in ihren Abmessungen, die Kavitäten sind erstmal nur so hingezeichnet. Und auch sonst fehlt noch einiges zu nem Triebwerk.
Soweit Gruß Eibe (ich hoffe ich kann in nächster Zeit wieder etwas mehr berichten)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 23. Oktober 2014, 16:49:16
Hallo zusammen,
jetzt will ich mich der Kühlung widmen.
Dabei sind denke ich zwei Fragen entscheidend:
Reicht die Kühlleistung aus, um ein Schmelzen der Brennkammerwand zu verhindern?
Und tritt der Treibstoff (Propan) flüssig oder gasförmig in die Brennkammer ein?
Erstmal habe ich über:
Wärmestrom=a*A*dT
berechnet, wie groß die von der Verbrennung abgegebene Leistung ist.
A, die Brennkammeroberfläche hat mir das CAD-Programm mit 2142mm2 =0,002m2
Für dT habe ich 3280K eingesetzt (das NASA Programm vom Anfang des Threads hat mir für die Verbrennungstemperatur 3580K ausgegeben)
Bei a, dem Wärmeübergangskoeffizienten wirds jetzt undurchsichtig, den habe ich über
a=0,0013*B-0,2*p0,8*T-0,53*v0,8
berechnet. Die Formel stammt aus der Berechnung für Verbrennungsmotoren. Ich habe versucht alles so konservativ wie möglich einzusetzen und bin damit auf ein a von 3,06 W/(m2*K)gekommen. Damit wiederum komme ich auf eine Wärmeleistung von 21,5W.
Im Zusammenhang mit dem nächsten Ergebnis erscheint mir dieser Wert etwas klein, kann daher jemand etwas zu dem Wärmeübergangskoeffizienten sagen, ob der realistisch ist.
Dann habe ich die vom Propan aufgenommene Wärme betrachtet, mit einem Wert für cp von 1,67KJ/(Kg*K)(Für Gas, für flüssig habe ich keinen Wert gefunden) und einem Massenstrom von 8,1g/s komme ich auf 13,5W/K.
Das heißt, die von der Brennkammer abgegebene Leistung würde zu einer Erwärmung des Treibstoffs von unter 2K führen.
Natürlich ist das nur eine ungenaue Abschätzung aber die Größenordnung wundert mich schon.
Mit verwunderten (erfreuten) Grüßen Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: proton01 am 25. Oktober 2014, 15:01:13
jetzt will ich mich der Kühlung widmen.
...
Dann habe ich die vom Propan aufgenommene Wärme betrachtet, mit einem Wert für cp von 1,67KJ/(Kg*K)(Für Gas, für flüssig habe ich keinen Wert gefunden) und einem Massenstrom von 8,1g/s komme ich auf 13,5W/K.
Das heißt, die von der Brennkammer abgegebene Leistung würde zu einer Erwärmung des Treibstoffs von unter 2K führen.
Natürlich ist das nur eine ungenaue Abschätzung aber die Größenordnung wundert mich schon.
Mit verwunderten (erfreuten) Grüßen Eibe
Um da etwas abschätzen zu können müssten folgende Daten bekannt sein:
Generell ist cp von flüssig Propan etwa 130-150% des cp vom Gas, hängt natürlich von Druck und Temperatur ab.
Die Aufheizung von 2 K ist m.E. vie zu niedrig, da würe ich ca. 2 Größenordnungen mehr erwarten.

Du musst die Kühlung so auslegen daß weder die Brennkammerwand zu heiß wird, noch das Kühlmittel innerhalb der Kühlung verdampft. Aus den dazu notwendigen Stömungsbedingungen ergibt sich dann der Druckverlust. Das kann bedeuten daß Du eine ziemlich hohen Eintrittsdruck brauchst.
Ich denke nicht daß Du das mit Hand berechnen kannst. Da braucht man ein Programm daß diese veränderlichen Wärmeübergänge entlang der Kontur/entlang des Kühlkanals berechnet.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 06. November 2014, 18:41:09
Hallo Proton,
ich habe mich jetzt noch nicht weiter mit der Kühlung beschäftigt, was ich aber gefunden habe sind Literaturwerte für den Wärmeübergangskoeffizienten von 10-500 W/(m2*K), das führt zu einer Erwärmung des Treibstoffs von 5K - 260K. Ich gehe mal von ca. 200K aus (habe immer noch mit dem cp der Gasphase gerechnet), dann ist Verdampfung auf jeden Fall ein Problem über das man sich Gedanken machen sollte...

Da ich im Moment immer noch auf das Triebwerk warte habe ich mich um Beine für die Rakete gekümmert. Ich hab da jetzt schon so viel Zeit und Geld rein gesteckt, dass ich zu viel Schiss habe das einfach in den Himmel zu jagen. Deshalb, sollte das Gefährt irgendwann mal in der Lage sein abzuheben, soll es gefälligst auch wieder landen  8);D
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up042698.jpg)
Hier ein Bild eines Fußes, die weißen Teile sind 3D gedruckt und das graue Metallteil ist lasergeschmolzen. In die Aluplatte habe ich Gewinde geschitten und so alles mit Schrauben verbunden. Als Größenvergleich: die Schrauben sind größe M2.
An den gedruckten Teilen habe ich dann CFK Rohre als Beine befestigt:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up042699.jpg)
Die Rohre befestige ich dann an dem U-Profil der Rakete, dazu wohl die nächsten Tage mehr...
Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: PaddyPatrone am 06. November 2014, 19:40:49
Von welchem Gewicht gehst du für das fertige Vehikel denn aus ?

Gruß
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 06. November 2014, 19:59:53
Das wiegt jetzt ohne Treibstoff 3,3Kg und ist soweit fertig, was noch Gewicht im Falle einer Fernsteuerbarkeit bringen wird sind Motoren, um die Hähne zu öffnen oder fernsteuerbare Ventile.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 16. November 2014, 19:50:20
Hallo zusammen,
durch die Aufregung um Philae habe ich ganz vergessen, dass ich ja noch was schreiben wollte...
Ich habe jetzt drei Beine hergestellt und auch alles zusammen gebaut:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up042695.jpg)
Und noch eine Nahaufnahme der Verbindung Bein/U-Profil. Wie bei den Füßen ist das weiße Verbindungsstück 3D gedruckt. CFK bohren ist übrigens nicht besonders gut für Bohrer, der war schon nach vier Bohrungen stumpf ;)
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up042696.jpg)
Das einzige Problem was ich jetzt noch habe ist die große Lücke zwischen den Beinen :(:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up042697.jpg)
Mal sehen, wann ich da von einer Veränderung berichten kann... :-\

Gruß
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 21. Dezember 2014, 15:44:43
Hallo zusammen,
Der Vollständigkeit halber poste ich hier auch noch mal was von meinem Aerospikedesign, falls keiner mehr Tipps hat werde ich das so produzieren:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043604.png)

@ McFire, ich habe an den Montagestellen noch ein bißchen Material zugefügt, um dort Gewinde zu schneiden, um die Muttern einzusparen ;)

Für das ältere Design habe ich jetzt auch jemanden gefunden, der mir das reparieren konnte:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043605.jpg)
Ist echt klasse geworden...

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 28. Dezember 2014, 17:28:34
Hallo zusammen,
nach langem Basteln über Weihnachten habe ich es jetzt geschafft, Gas ins Triebwerk zu bekommen. Es hat nicht alles so geklappt wie es sollte, aber ich habe schon mal Ergebnisse, auf denen ich aufbauen kann...
Hier ein Bild unmittelbar nach der Zündung:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043709.jpg)
Ich habe insgesamt vier Läufe gemacht, jeweils nur so zwei bis drei Sekunden, weil das Triebwerk nicht dicht ist und so am oberen Ende auch Flammen entstehen. Zu sehen im nächsten Bild:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043710.jpg)
Die Ursache für diese Flammen kann man in diesem Thread auf Seite drei nachvollziehen. Anscheinend war mein Versuch die in der Produktion entstandenen Risse zu reparieren nicht von Erfolg gekrönt. Da sollte mit dem Schweißgerät noch mal ne Lage draufgeschmolzen werden...
Ein weiterer interessanter Effekt den ich mir noch nicht ganz erklären kann ist eine ring- oder kugelförmige Flamme um die Austrittsdüse.
Die Raketenkonstruktion hat sich zudem für reine Triebwerkstests als nicht besonders praktikabel erwiesen, da werde ich für die nächsten Versuche eine einfache Holzkonstruktion verwenden und die Flaschen mit längeren Schläuchen weiter vom Triebwerk weg platzieren. Man sollte erstmal eins nach dem anderen machen...

Soweit Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 28. Dezember 2014, 17:38:39
Ach so, zu der Kühlung kann ich noch nicht viel sagen, da das Triebwerk nur so kurz gelaufen ist. Natürlich war es warm danach, aber ich denke richtig kann man da erst nach der Reparatur was zu sagen. So weit ich in die Düse gucken kann, kann man jedenfalls nichts besoderes erkennen, also Anlauffarben oder gar Lochfraß.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: gino847 am 28. Dezember 2014, 17:55:33
Hallo Eibe,

das ist alles sehr beeindruckend, was Du so fabrizierst,  8) nur gut, dass die Umgebung für Deine Tests zumindest feuerfest zu sein scheint.  :o
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: akku am 28. Dezember 2014, 18:04:22
geil
sehr schöne flammenform

wenn das nicht zumindest teilweise
eine art schaummetall währe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 28. Dezember 2014, 18:46:10
Danke für die Blumen, das macht auf jeden Fall Bock auf mehr :D

nur gut, dass die Umgebung für Deine Tests zumindest feuerfest zu sein scheint.  :o

Ja, bis auf meinen Kopf war sie das. Der war allerdings so auf gleicher Höhe etwa 40cm entfernt. Deshalb gibt es nächstes Mal einen halbwegs ordentlich zusammengeschusterten "Teststand"...

wenn das nicht zumindest teilweise
eine art schaummetall währe

Ja, in die Richtung gehen meine Überlegungen auch, dass die Wand in Bereichen mit schräger Aufbaurichtung (im Bereich der Düse) so große Poren hat, dass da Propan austritt.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: proton01 am 28. Dezember 2014, 20:10:06
Hallo zusammen,
nach langem Basteln über Weihnachten habe ich es jetzt geschafft, Gas ins Triebwerk zu bekommen. Es hat nicht alles so geklappt wie es sollte, aber ich habe schon mal Ergebnisse, auf denen ich aufbauen kann...

Ich habe insgesamt vier Läufe gemacht, jeweils nur so zwei bis drei Sekunden, weil das Triebwerk nicht dicht ist und so am oberen Ende auch Flammen entstehen.
Die Ursache für diese Flammen kann man in diesem Thread auf Seite drei nachvollziehen. Anscheinend war mein Versuch die in der Produktion entstandenen Risse zu reparieren nicht von Erfolg gekrönt. Da sollte mit dem Schweißgerät noch mal ne Lage draufgeschmolzen werden...
Ein weiterer interessanter Effekt den ich mir noch nicht ganz erklären kann ist eine ring- oder kugelförmige Flamme um die Austrittsdüse.
Die Raketenkonstruktion hat sich zudem für reine Triebwerkstests als nicht besonders praktikabel erwiesen, da werde ich für die nächsten Versuche eine einfache Holzkonstruktion verwenden und die Flaschen mit längeren Schläuchen weiter vom Triebwerk weg platzieren. Man sollte erstmal eins nach dem anderen machen...

Soweit Gruß Eibe

Hallo Eibe,
Gratulation zum doch kurzzeitig halbwegs erfolgreichen Triebwerkstest. Für eine reine Amateur-Unternehmng ist das eine tolle Leistung. Sie zeigt aber auch die neuen Problematiken mit SLM auf. Das Material ist nicht unbeding ganz dicht (hast Du vorher eine Dichtheitstest gemacht ?) und Reparaturen sind nicht einfach.

Die Flamme sieht so aus daß ich nicht ganz sicher wäre ob überhaupt Überschallströmung im Triebnwerk erreicht wurde. Kennst Du den Eintrittsdruck der beiden Treibstoffe und den Druckverlust im Einspritzsystem ? Kannst Du daraus den Kammerdruck herleiten ? Der sollte wenigstens 2 bar betragen haben.

Die kugelförmige Flammenform mag ein Resultat der Umströmung des Triebwerks sein. Die schnelle Gasströmung saugt die Umgebung mit, und daraus gibt es eine (unvollständige) Nachverbrennung.

Lass uns mal ein paar mehr Daten sehen soweit vorhanden, dann können wir auch mehr dazu sagen. Mit eine Video könnte man auch die Verbrennung besser beurteilen.

Aber das Vorgehen ist super:  erste Ideen gleich praktisch probieren, wenn es nicht ganz funktioniert verbessern und nochmals versuchen. So hat es SpaceX auch geschafft.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 29. Dezember 2014, 19:38:00
Hallo Proton,

Gratulation zum doch kurzzeitig halbwegs erfolgreichen Triebwerkstest. Für eine reine Amateur-Unternehmng ist das eine tolle Leistung. Sie zeigt aber auch die neuen Problematiken mit SLM auf. Das Material ist nicht unbeding ganz dicht (hast Du vorher eine Dichtheitstest gemacht ?) und Reparaturen sind nicht einfach.

Danke für dein Lob.
Mit dem schwierigen reparieren hast du sicherlich recht für hoch integrierte Bauteile. Das mit der Dichte würde ich aber nicht veralgemeinernd unterschreiben. Hier hatte ich eindeutig wärend der Produktion Probleme mit Delamination der einzelnen Schichten. Das Triebwerk ist mit Abstand das "größte" Bauteil was wir bisher mit der Anlage gefertigt haben (ungefähr Faktor fünf) da hat sich einfach gezeigt, dass das Hochskalieren mit Problemen verbunden ist.
Einen Dichtetest habe ich nicht vorher gemacht (das waren ja gerade die vier Brennversuche ;))

Zur Beurteilung der Probeläufe werde ich sicher demnächst noch mal eine Video einstellen, mit weiteren Daten kann ich aber leider nicht dienen. Ich habe in der Sauerstoffleitung zwar ein Manometer, habe aber im Eifer des Gefechts nicht dran gedacht mal drauf zu schauen (war ja auch recht kurz). Dem werde ich vielleicht nächstes Mal eine eigene Kamera spendieren, wenn ich eine auftreiben kann...

Aber das Vorgehen ist super:  erste Ideen gleich praktisch probieren, wenn es nicht ganz funktioniert verbessern und nochmals versuchen. So hat es SpaceX auch geschafft.

Das wiederum ist ja der Vorteil des SLM. Da zeichnet man abends im Bett noch schnell ein Bauteil und schaut ihm nächsten Morgen beim entstehen zu, das ist schon geil :D
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: proton01 am 29. Dezember 2014, 19:50:03

Mit dem schwierigen reparieren hast du sicherlich recht für hoch integrierte Bauteile. Das mit der Dichte würde ich aber nicht veralgemeinernd unterschreiben. Hier hatte ich eindeutig wärend der Produktion Probleme mit Delamination der einzelnen Schichten. Das Triebwerk ist mit Abstand das "größte" Bauteil was wir bisher mit der Anlage gefertigt haben (ungefähr Faktor fünf) da hat sich einfach gezeigt, dass das Hochskalieren mit Problemen verbunden ist.
Einen Dichtetest habe ich nicht vorher gemacht (das waren ja gerade die vier Brennversuche ;))

Zur Beurteilung der Probeläufe werde ich sicher demnächst noch mal eine Video einstellen, mit weiteren Daten kann ich aber leider nicht dienen. Ich habe in der Sauerstoffleitung zwar ein Manometer, habe aber im Eifer des Gefechts nicht dran gedacht mal drauf zu schauen (war ja auch recht kurz). Dem werde ich vielleicht nächstes Mal eine eigene Kamera spendieren, wenn ich eine auftreiben kann...

Das wiederum ist ja der Vorteil des SLM. Da zeichnet man abends im Bett noch schnell ein Bauteil und schaut ihm nächsten Morgen beim entstehen zu, das ist schon geil :D

Wenn schon bei der Produktion Delaminationen beobachtet werden, dann würde ich erstmal daß Problem lösen. Sonst funktioniert das nie.

Damit die Verbesserungen ziegerichtet werden muss aber richtig vertanden sein, was nicht funktioniert hat. Dazu braucht man Daten, sprich vernünftige Messungen und Aufzeichnungen Mehrere Aufzeichnunge brauchen ein gemeinsames Signal zur Synchronisation.

Die Dichte einer zusammengebauten Einheit prüft man immer vor dem Heißtest !  Einfach alles abschließen, Druck drauf, warten, kontrollieren ob der Druck gehalten wird. Sowas ist auch viel billiger als einfach kaputt-testen.

Viel Erfolg.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: CnLearn am 06. Januar 2015, 00:59:21
Hallo Eibe,
es ist sehr interessant zu sehen wie ihr euer Projekt Stück für Stück weiterentwickelt. Mir fehlt zwar leider das nötige Fachwissen um das alles zu verstehen, aber ich persönlich finde so viel Durchhaltevermögen (immerhin bald ein Jahr) sollte zumindest mit ein paar lobenden Worten gewürdigt werden (kam ja auch schon einiges an positivem Feedback).

Ich fände es noch interessant zu wissen was euch das bisher an Arbeitsstunden gekostet hat, grob geschätzt versteht sich.

Hut ab und wünsche euch weiterhin viel Erfolg.
Gruß Chris
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 06. Januar 2015, 21:40:14
Hallo Chris,
danke für deine lobenden Worte.
Bisher habe ich mich eigentlich kommplett alleine um das Projekt gekümmert. Meine Idee ist allerdings dies ab Ende des Jahres (bin ab April ein halbes Jahr für meine Masterarbeit in den USA, da komme ich zu nichts) als studentisches Konstruktionsprojekt a la Formula Student oder das STERN Programm des DLR aufzubauen. Ich muss dafür aber noch ein paar Leute überzeugen... :D Die, mit denen ich bisher gesprochen habe waren recht angetan von der Idee, aber irgendwo muss ja auch Geld dafür herkommen ::)

Zu dem Zeitaufwand...? Hm, also die Produktion nur des Triebwerks hat mich 17 Stunden gekostet, da musste ich auch die ganze Zeit beistehen (ist eine Laboranlage) ansonsten sind da sicher auch noch ein paar hundert Stunden reingegangen. Meistens sitze ich abends im Bett mit dem Laptop auf dem Schoß und tüftel noch ein bischen, in den letzten Tagen ist z.B. das hier entstanden:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043727.png)
Das soll 1KN leisten und müsste von einem Dienstleister gefertigt werden, deshalb ist das eher aus der Hoffnung entstanden mal zu viel Geld zu kommen ;D

Gruß Eibe

PS: Wenn dir etwas nicht klar ist, einfach fragen, ich habe auch nicht besonders Ahnung von alldem... einfach machen!
Das ganze hier soll ja auch nicht nur meinem Selbstdarstellungsbedürfnis dienen, sondern auch lehrreich sein ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 11. Januar 2015, 18:16:41
Hallo zusammen,
ich musste diese Woche wieder etwas mit der SLM Anlage produzieren und hatte die Gelegenheit noch etwas auf der Bauplattform unterzubringen.
Hier das Ergebnis:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043875.jpg)

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043876.jpg)

Es sind noch reichlich Stützstrukturen vorhanden, aber das Bauteil sieht sonst wirklich klasse aus... 8), vielleicht kann man ja schon erkennen, was es geworden ist?

Nachdem die Stützen entfernt sind müssen noch Gewinde geschnitten werden und dann kann ich es schon ausprobieren. Diesmal sind ´während des Prozesses keine Delaminationen aufgetreten, und ich muss nicht mit "Seitenbrennern" rechnen, solange es nicht komplett durchbrennt...

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: akku am 11. Januar 2015, 19:35:04
8), vielleicht kann man ja schon erkennen, was es geworden ist?
ein Fahrrad ?  ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 12. Januar 2015, 23:23:31
ein Fahrrad ?  ;)

Hm, na nicht ganz.
Hier noch mehr Bilder zum probieren:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043873.jpg)
frisch abgesägt von der Plattform, die Stützen ließen sich dann recht einfach mit ner Zange abbrechen. Probleme hatte ich damit das Pulver aus der Wand zu bekommen, aber nach viel Klopfen und mit nem Draht drin rum stochern ist die jetzt auch durchlässig.
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043874.jpg)
Und hier noch mit Gewinden, in den Zuleitungen und den Montagestellen. Beim Schneiden der Gewinde habe ich mir ja letztes Mal ein "Rohr" abgebrochen... Diesmal habe ich das ganz vorsichtig gemacht, die Angriffflächen für nen Schraubenschlüssel haben aber nicht gehalten und so musste ich die Nippel mit ner Zange festhalten. Deshalb sind die nicht ganz zuende geschnitten... vielleicht finde ich noch mal ne schmalere Zange, dann kann ich noch etwas weiter schneiden.

Soweit Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: akku am 12. Januar 2015, 23:43:56
den rest wo noch kein gewinde ist abschleifen dünner machen
das das  gewinde leicht zum schneiden ist
da unten muss gewinde nicht mehr perfekt sein
kann ruhig nur halb eingeschnitten sein ihmo ?

schön immer sauerstoffarm brennen beim testen ;)
dann sollte nix pasieren

Lösung :
ahh  Dornfortsatz-glühend machen 
also eine heizung ;)
ähnlich
da ist ein heizungs- Tisch
(http://t3.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRw4SLA586Qe4kXEchgdUTysvWiz4r6RfApwR2QJ8WJZ7MCU_XG)

 ;D

freu mich schon auf heitztest  sollte so ähnlich ausschauen youtu...  -> "UCF AE..........."
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 13. Januar 2015, 11:17:12
Wenn Du das Teil sowieso absägen mußt, warum hast Du das nicht gleich auf 3 oder 4 "Füße" gestellt?
Und daß 6kant bei "Pulver" dieser Art nicht hält, weiß man doch...
Hast keinen ollen, im Berufsleben ergrauten Mechaniker bei Dir greifbar ? ;)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Drohne Willi am 14. Januar 2015, 16:59:37
Hallo,
habe mit ner passenderen Zange an einer Seite noch was rausholen können:

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043871.jpg)
Die andere Seite lasse ich jetzt so, das Gewinde was da rauf geschraubt wird ist auch nicht viel tiefer, das hält schon gut.
Hier noch mal beide Designs zum Vergleich:
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043872.jpg)
Das alte kann ich demnächst hoffentlich noch etwas reparieren und dann kann ich mal testen, welcher Heizstrahler besser einheizen kann...

Wenn Du das Teil sowieso absägen mußt, warum hast Du das nicht gleich auf 3 oder 4 "Füße" gestellt?

Verstehe nicht ganz was du damit meinst, die Stützstrukturen dienen ja auch dem darüber liegenden Material, erstmal Fuss zu fassen. Das sind ganz viele einspurige, dünne Wände, kann man denke ich an den "Fransen" ganz gut erkennen. Lange sägen muss man da auch nicht, das ist weniger Material als es auf den ersten Blickk scheint.

Und daß 6kant bei "Pulver" dieser Art nicht hält, weiß man doch...

Na, ich weiß das nicht. ;) Und ich würde die Schuld da auch nicht unbedingt auf das Material schieben, das lag denke ich vor allem am Design der Flächen, die ich nur an einer Seite der Rohre angebracht habe und damit der Eingriff im Schlüssel sehr klein und die Flächenpressung sehr hoch geworden ist. -> Verbesserungspotential fürs nächste Mal ;)

Gruß Eibe
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: McFire am 14. Januar 2015, 17:05:31
Zitat
Lange sägen muss man da auch nicht, das ist weniger Material als es auf den ersten Blickk scheint.
Ah so, klar , ich hatte gedacht , das ist da "unten" noch massiv und nur beim Sägen ausgefranst.
Deshalb mein Gedanke mit Durchbrüchen, die die Füße bilden.
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: akku am 16. Januar 2015, 23:00:40
wenn schon zange  mit feststellzange gibts kein durchdrehen  ;D
(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up043870.jpg)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: KruX am 26. August 2016, 12:26:31
Hallo zusammen,

Bin erst jetzt auf das Projekt gestoßen und wollte fragen, ob es noch weitere Ergebnisse gibt.
Wirklich klasse, was du auf die Beine gestellt hast... hoffe sowas demnächst hier in Aachen auch machen zu können.

Viele Grüße
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: 15062018 am 15. Januar 2019, 21:48:28
Hallo Tobi, 
deine kurze Überschlagsrechnung leuchtet ein, auch wenn ich die Bedeutung von cf nicht ganz nachvollziehen kann.
Wie komme ich nun aber zu dem optimalen Durchmesser, mit dem idealen Gasgesetz komme ich auf ein d_Hals von 11,4mm :-\.
Ich poste mal die in meinen Augen wichtigsten Simulationsergebnisse.

                     CHAMBER          THROAT          EXIT
 P, BAR              30.000            17.413          1.0000
 T, K                  3504.97          3350.54        2689.90
 RHO, KG/CU M   2.3134 0        1.4251 0        1.0926-1
Ae/At                                      1.0000           5.6053
Isp, M/SEC                               1170.3           2723.2

(http://www.raumfahrer.net/forum/yabbfiles/Attachments/up037725.png)


Mit welchem Programm hast du das berechnet?
Kennt jemand ein Link wo man CEA auch als nicht US-Bürger Download kann?
 


Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: Kryo am 15. Januar 2019, 22:40:01
hier kannst du CEA direkt im browser benutzen
https://www.grc.nasa.gov/www/CEAWeb/ (https://www.grc.nasa.gov/www/CEAWeb/)
Titel: Re: Projekt SLM Raketentriebwerk
Beitrag von: 15062018 am 16. Januar 2019, 00:22:29
Also ich habe es kurz überschlagen und komme auf 2,4 mm für den Halsdurchmesser und 5,3mm für den Düsenenddurchmesser.

Ich sehe also kein Problem. ;)

Schub = Cf * At * pc

Cf~1.5
At Halsfläche
pc BK-Druck =3 MPa
Schub = 20N

Damit folgt: At=4.4 mm^2
Und damit d_Hals=2.4mm

Expansionverhältnis ungefähr 5
Und damit Düsenenddurchmesser 2.4*Wurzel(5)=5.4mm

Kannst du mir bitte verraten, Wie du auf das Ergebnis gekommen bist? Verstehe leider die Rechnung nicht…