Все починалося з маленької смоляної ракети, надрукованої на резиновому принтері. Вона пульсувала, поводилася не так, як очікувалось, і мала всі шанси розплавитися за лічені секунди. Але саме ця провальна спроба запустила ланцюжок рішень, який врешті привів автора каналу Integza до чогось, чого в такому форматі, здається, ще не робив ніхто.
Чому ракета пульсуєПерша проблема виявилась банальною, але неочевидною. Повітря подавалося під тиском 8 барів, а бутан — лише під 2. Різниця в тиску буквально виштовхувала паливо назад з камери згоряння ще до того, як воно встигало зайнятися нормально. Варто було знизити тиск компресора — і пульсація зникла.
Але тоді з’явилася нова деталь: полум’я відривалося від інжектора, між ними утворювалась порожнина без горіння. Після невеликого розслідування виявилось, що швидкість поширення полум’я бутану — 40 см/с. А інжектор подавав пальне швидше, ніж полум’я фізично встигало «наздогнати» паливну суміш. Вирішення — більше отворів, менша швидкість подачі.
На практиці — кілька перероблених інжекторів і море задоволення, коли нарешті вийшло.
Коли перша резинова ракета таки запустилася і згоріла за 10 секунд — автор був щасливий як ніколи від тотального знищення власної роботи. Цитата дня: «це один із рідкісних випадків, коли повний провал є абсолютним успіхом».
Але смола — не метал. Для нормальних випробувань потрібна металева камера.
Металева ракета і проблема тиску бутануСтарий металевий двигун із попереднього проекту переробили під бутан. Мідний і алюмінієвий корпуси, новий інжектор, іскровий запал із Amazon. Запустили — і от воно, стабільне горіння. Гарне, рівне, без пульсацій.
Але є нюанс: бутановий балон дає лише 2 бари, а компресор здатен на всі 8. Різниця у тязі — колосальна. І тут народилась ідея: бутан у балоні — рідина, яка випаровується при виході. Якщо нагріти балон — тиск усередині зросте.
Що й було перевірено. З першого разу трохи надто ентузіастично — балон повівся непередбачувано. Але принцип підтвердився: тепло підвищує тиск. Наука.
Пористий метал — випадкова знахідка, яка все змінилаОсь де починається справді цікаве. У автора є друг Боб, який працює в нідерландській компанії K3D — єдиній у світі фірмі з патентом на 3D-друк пористих металевих деталей.
Боб подарував йому ніж із пористим лезом — просто так, для демонстрації технології.
І в якийсь момент клацнуло: а що якщо зробити всю внутрішню стінку камери згоряння пористою? Тоді паливо буде просочуватися крізь стінки рівномірно і повільно — жодного відриву полум’я, жодних нестабільностей горіння.
Боб погодився надрукувати. Через тиждень прийшла блискуча хромована ракета.
Результат першого запуску — стабільне, рівне, агресивне полум’я. Саме те, чого шукали від початку.
Гіроїд і фінальна версіяАле й тут виникла проблема: пористий метал — це все одно більше метал, ніж пори. Для нормальної подачі палива потрібна більша площа поверхні. Рішення прийшло з попереднього проекту — генератора водню, де для збільшення площі електродів використовувалась математична геометрія гіроїд.
Гіроїд — це така структура, що виглядає одночасно і потворно, і красиво, і має максимальну площу поверхні при мінімальному об’ємі. Ідеально для задачі.
Боб отримав нове технічне завдання. Через тиждень — нова ракета, зовні майже ідентична попередній, але всередині — геометрія з іншого виміру.
Запустили. Анемометр, яким вимірювали швидкість вихлопу, просто впав від потоку газів. Без зайвих слів — це працює краще.
Чи є це справді революцією в підході до інжекції палива — автор чесно не знає і просить фахівців у коментарях. Але те, що він пройшов шлях від пульсуючої смоляної іграшки до металевого двигуна з гіроїдною камерою згоряння — це факт.
Запис Ентузіаст надрукував унікальний ракетний двигун на 3D-принтері спершу з'явиться на ProstoMob.
