Пиротехника

Информация о пользователе

Привет, Гость! Войдите или зарегистрируйтесь.


Вы здесь » Пиротехника » Ракеты и ракетное моделирование » Ракета напечатанная на 3D-принтере


Ракета напечатанная на 3D-принтере

Сообщений 1 страница 30 из 96

1

Являюсь обладателем 3D-принтера "хобби-класса", который умеет печатать детали из пластиков PLA и ABS объемом до 20x20x20 см, выдавливая из сопла разогретрый пластик послойно. Недавно в интернете нашумела новость, что удалось разработать реально работающую конструкцию пистолета, который можно "напечатать" на подобном принтере. Вдохновившись этим я решил разработать нечто попроще... ракету :) Я в курсе, что ракеты можно делать из пластиковых труб, клеить из картона или даже бумаги - но я не ставил целью сэкономить. Скорее, это просто развлечение и азартный интерес - получится достичь цели или нет. Если удастся - можно будет выложить 3D-модели в открытый доступ и любой желающий имеющий доступ к принтеру сможет быстро повторить результаты.

Пиротехникой я занимался до этого последний раз в детстве лет 20 назад :) и самым большим достижением тогда были ракетки из бумаги пропитанной селитрой и фольги. Сейчас благодаря интернету есть куча информации, которую я в течени пары недель активно изучал - после чего решил попробовать сделать ракету на самодельном черном порохе.

Порох я сделал составом: 65:17:18 - соответственно в процентах по весу калийная селитра, сера и уголь. Компоненты размолол по отдельности в кофемолке (которую пришлось купить вместе с весами) и потом тщательно смешал, но вместе не перемалывал - опасаюсь. Слегка гранулировал, смочив 60 градусной водкой и продавив через сито, без связующих веществ. Порох сгорает довольно быстро, но без хлопка.

Решил зарядить ракету разрывным зарядом и приготовил еще и алюминиевый порох: серебрянка, селитра и сера - сгорает пожалуй даже быстрее, чем черный - и с яркой вспышкой.

Ракета в первой редакции состояла из трех монолитных частей: двигателя с интегрированными стабилизаторами и нижней заглушкой с соплом, верхней заглушкой двигателия, и верхней части. Для печати использовался пластик PLA.

Двигатель внутренним диаметром 20 мм, стенки толщиной 3 мм, нижняя стенка (заглушка) толщиной 20 мм, сопло диаметром 6 мм. Порох смочил спиртом до слегка влажного, но рассыпчатого состояния и запрессовал молотком. Влезло 28 грамм, потом высверлил 1 грамм проделав канал длинной 40 мм - глухая часть получается 30 мм (то есть общая длина топливного цилинда 70 мм). Посчитал плотность запрессовки - выходит ~1.27 грамм/см.куб. После запрессовки дал просохнуть трое суток, прежде чем установил верхнюю заглушку.

Верхняя заглушка толщиной 20 мм, с центральным каналом толщиной 3 мм. Вклеил ее суперклеем в двигатель. В центральный канал запрессовал черный порох, который по задумке должен был передать горение в разрывной заряд.

Верхняя часть ракеты имел стенки толщиной 2 мм и вместила 21 грамм разрывного заряда. Вклеил в нее двигатель суперклеем. Общий вес ракеты составил 143 грамма.

Фитиль изготовил двойной для надежности. Свернул тонкую трубочку из бумаги пропитанной селитрой, а сквозь нее продел еще один фитиль, сделанный из 5 тонких скрученных ниток, вывалянных в мокром черном порохе. Этот фитиль без усилия вставлялся в канал двигателя, но держался там хорошо, не выпадая. К нему привязал более длинный из простой селитровой бумаги, чтобы успеть удалиться на достаточное расстояние.

Запуск был произведен с соблюдением ТБ - на большой отдаленной лесной поляне, а я прятался за деревом - и на всякий случай в пейнтбольных очках :) Увы, ракета взорвалась сразу, даже не начав взлетать. Не было слышно свиста и "выхода на режим". Просто тихо горел фитиль, а потом сразу - бум!!! Разрывной заряд похоже не сработал, иначе вспышка думаю была бы намного ярче - это рванул сам двигатель. На месте происшествия обнаружил только остаток нижней части двигателя, всё еще надетый на направляющую (погнутую взрывом) с раздробленными стабилизаторами.

Текущих идей у меня пока две. Первая - возможно не выдержала трубка двигателя. Детали распечатанные на принтере имеют сниженную прочность в поперечном направлении - т.е. слои имею свойство отслаиваться друг от друга. Возможно двигатель просто разорвало давлением вдоль одного из слоев. Против этого предположения говорит тот факт, что взрыв был мгновенный как бомба - двигатель даже не начал выходить на режим. Наверно он бы развалился не так сразу. Вторая идея - что-то не так с топливом. Хотя вроде запрессовка была нормальной. Где-то я читал, что у кого-то к регулярным взрывам приводила запрессовка со спиртом.

Что я решил - попробовать изготовить ракету тем же калибром, но без сопла и порох запрессовать насухую. Буду выкладывать результаты по мере появления новостей :) Если у кого есть какие идеи - пишите!

Топливо:
http://s017.radikal.ru/i434/1306/27/2f99ba65e5a2t.jpg

Набитый двигатель и заглушка к нему, справа приспособления для набивки:
http://s020.radikal.ru/i705/1306/50/f6f753911b36t.jpg

Собранная ракета:
http://s019.radikal.ru/i610/1306/d8/eb0fafb6b2d0t.jpg

Скрытая реклама чипсов :) в коробке из-под которых я понес запускать ракету:
http://s019.radikal.ru/i611/1306/d2/48cdbb6a19fct.jpg

Фитиль зажжен!
http://s004.radikal.ru/i205/1306/f8/8ce80bd9d362t.jpg

Бум! Челленджер даже не взлетел:
http://s019.radikal.ru/i623/1306/e2/d21cade6fd57t.jpg

От ракеты осталось только облачко дыма:
http://s017.radikal.ru/i413/1306/1b/56cb51bff2f0t.jpg

И вот это:
http://s017.radikal.ru/i412/1306/9b/f2fef3940cc4t.jpg

Отредактировано freeflyer777 (2013-06-02 01:23:04)

0

2

Если у кого есть какие идеи - пишите!

Есть, делать ракеты из бумаги например. Я еще могу понять печать сложного профиля обтекателя или элементов модели-копии, но двигатель и весь корпус, это как гвозди микроскопом забивать. Дорого и не эффективно. К стати у разработчика печатного пистолета патрон штатный, врядли ему в голову приходила мысль отпечатать гильзу и пулю. Подумай почему.

0

3

Я еще могу понять печать сложного профиля обтекателя или элементов модели-копии

Кстати, на базе работающей отлаженной модели можно будет и развить до чего-нибудь такого. Или, скажем, заняться потом и системой спасения. В результате получится целый комплект 3D-моделей, который уже не так просто будет сделать "из бумаги". Ну а начать можно с чего-то простого - чтоб вообще взлетела :)

двигатель и весь корпус, это как гвозди микроскопом забивать

С одной стороны так оно и есть... а с другой - если не делать ракеты десятками, а с целью изредка поразвлечься... то почему бы и нет?

К стати у разработчика печатного пистолета патрон штатный, врядли ему в голову приходила мысль отпечатать гильзу и пулю. Подумай почему

Возможно, прочность деталей не позволит сделать то, что я хочу - эксперименты покажут. Но с другой стороны - наверно в нормально сделанной ракете нагрузки должны быть всё же помягче, чем в пистолете.

0

4

Идея хороша, я лично считаю что за 3Д принтерами будущие, в недалеком будущем на них будут печатать как и автомобили так и дома(Возможно).
Проблема что на сей день 3Д принтеры являются лишь развлечением, как было написано выше принтер работает расплавляя пластик и укладывая его слой за слоем, ракетное топливо за доли секунды прожжет такой пластик, если конечно разработать специальное топливо для таких пластиков, например что-то на основе нитрата целлюлозы, тогда будет шанс что пару секунд корпус из данного пластика выдержит.
П.С. Будем ждать развития в области 3Д принтеров, и конечно, freeflyer777 продолжайте экспериментировать, тема интересная.

0

5

хорошая тема, мне понравилась. Вернее делать сам двигло из пластика - это конечно не совсем не гуд, но всякие обтекатели, крылья и прочие, вплоть до футуристических корпусов, это конечно впечатляет.

0

6

Было бы мудро заливать в корпус уже запрессованную шашку в бумажном корпусе. Ну и без спирта, конечно.

0

7

Даже если ракета полетит, на первых секундах полета прожжет сопло.
Так что, если печатать - сопло надо делать из огнеупорных материалов
Керамика или металл.

0

8

На фиг сопло.
Безсопловик!

0

9

Я вот покупал магазинные ракеты и некоторые сделаны из пластика(гильзы), там внутри заглушка из глины потом мелкий слой пластика(чтобы глина не высыпалась), я разобрал одну и решил запустить её на порохе бес серы(чтоб огня было меньше), первый раз полетела, потом я нашёл корпус и повторил запуск, она уже только оторвалась от земли, пластик 2-ого раза не выдержал. Могу фотки движка выложить до и после полётов  :)

Отредактировано tester man (2013-06-02 18:09:40)

0

10

Было бы мудро заливать в корпус уже запрессованную шашку в бумажном корпусе

Если после нескольких экспериментов станет ясно, что распечатанные корпуса не держат - наверно так и поступлю. Но пока еще хочу попробовать сразу в корпус. Так как первоначальная идея в том, чтобы ракета получалась сразу из принтера, с минимумом дополнительных операций.

На фиг сопло.
Безсопловик!

Да, я так и решил - сначала попробую запустить безсопловик, а там будет видно.

0

11

Уже сделал второй двигатель, на этот раз безсопловый. Внутренний диаметр тот же - 20 мм. Канал - 6 мм. Порох запрессовывал на этот раз всухую, поэтому плотность запрессовки получилась пониже: 1.12 (по сравнению с 1.27 со спиртом). Состав немного сыплется при манипуляциях с двигателем. Кроме того, решил сделать всего лишь два стабилизатора, но зато скошенных - в рассчете на то, что они раскрутят ракету вокруг своей оси (если вообще взлетит :D ).

http://s019.radikal.ru/i602/1306/77/e0c73ef7ded5t.jpg

http://i023.radikal.ru/1306/a5/df2404ad8929t.jpg

http://s07.radikal.ru/i180/1306/d8/803a3d8fdc95t.jpg

0

12

Дело тут не в "прочности" корпуса, тут и сталь порвет, а в топливе. Уж больно резвый порох у тебя получился. Используй "карамельку". Или порох надо замедлять, изменяя его состав. По сути ты делаешь пороховые шашки с крылышками.   :D

0

13

Уж больно резвый порох у тебя получился.

этот состав пороха, раньше для мин применяли...

freeflyer777, попробуй классический 75/15/10

0

14

этот состав пороха, раньше для мин применяли...

freeflyer777, попробуй классический 75/15/10

В топливо 75/15/10  lol*)

0

15

Уж больно резвый порох у тебя получился. Или порох надо замедлять, изменяя его состав. По сути ты делаешь пороховые шашки с крылышками.

Хм, а я думал, что наоборот, раз типа меньше окислителя, то он должен спокойнее быть. Тогда следующая серия экспериментов будет с другим составом. Этот порох как раз уже заканчивается, я его немного сделал.

Используй "карамельку".

Тоже хочу попробовать. Только собираюсь не плавить, а перемолоть сахар и селитру и запрессовать порошок. А то читал, что у новичков карамель бывает воспламеняется прямо на сковородке, а я живу на съемной квартире.....  ;)

0

16

:P  Что тебе арендодатели говорят про занятия пиркой в их квартире?)

0

17

Хм, а я думал, что наоборот, раз типа меньше окислителя, то он должен спокойнее быть. Тогда следующая серия экспериментов будет с другим составом. Этот порох как раз уже заканчивается, я его немного сделал.

Тоже хочу попробовать. Только собираюсь не плавить, а перемолоть сахар и селитру и запрессовать порошок. А то читал, что у новичков карамель бывает воспламеняется прямо на сковородке, а я живу на съемной квартире.....  ;)

http://pirotehnika.ruhelp.com/index.php?showtopic=3843

0

18

Ну да, если на газовой плите, да еще с сигаретой в зубах плавить. Внимательно почитай технологию той же авиабазы. Страшного ни чего нет. К стати какую температу без деформации держит пластик?

0

19

Что тебе арендодатели говорят про занятия пиркой в их квартире?)

К счастью, я пока не оставил заметных следов - поэтому еще ничего не говорят  ;)

http://pirotehnika.ruhelp.com/index.php?showtopic=3843

Спасибо, изучу.

К стати какую температу без деформации держит пластик?

Тот которым я печатаю - PLA - наверно не больше 100 градусов (а температура печати им 225 градусов).

Отредактировано freeflyer777 (2013-06-05 22:53:30)

0

20

Близятся выходные, а значит время испытаний  :D
Одну новую ракету сделал (на том пороховом двигателе, что на фотке выше) и еще одну собираюсь сделать сегодня вечером на запрессованном порошке сахара и селитры - посмотрю, что покажут испытания и буду думать дальше. Уже приготовил размолотую смесь сахара и селитры - проверил, несколько щепоток сгорают очень неплохо.
Вопрос, можно ли добавлять в карамельное топливо опилки магния? У меня есть кусочек. Чтобы увеличить зрелищность полета. Если можно, то сколько процентов добавить к уже приготовленному топливу? Ракета будет пока что тоже безсопловой, 20 мм внутренний диаметр.

0

21

Сделал второй движок, на запрессованной сахарной пудре с размолотой селитрой. Досыпал еще 1% магниевых опилок, в смеси их еле видно. Не знаю будет ли с этого какая-то польза, но надеюсь не навредит  :) Забыл взвесить движок перед набивкой, так что точно не знаю сколько поместилось топлива - где-то 35-40 грамм. Набивал молотком как и порох. Канал 6 мм, высверлил.

http://s43.radikal.ru/i101/1306/11/257329de29dat.jpg

http://s018.radikal.ru/i518/1306/be/d2dddeb53979t.jpg

0

22

Стабилизаторы с уклоном? Тобишь она будет стабилизировать себя за счет вращения? Или так фотка искажает?

0

23

Стабилизаторы с уклоном? Тобишь она будет стабилизировать себя за счет вращения? Или так фотка искажает?

Да, он писал, хочет чтобы закручивалась во время полета.

0

24

Просто читал первый - последний пост его  (там ничего не сказанно). Предыдущие я видел.
Что касается последнего фото, я думаю его запускать с прутка надо. И к двигателю приклеить два колечка. Ему достаточно пару оборотов набрать и прощай земля.
С земли и с трубы он завалится на землю.

0

25

Стабилизаторы с уклоном?

Да.

Тобишь она будет стабилизировать себя за счет вращения?

По-крайней мере, так задумывалось. Что из этого реально вышло сейчас напишу  ;)

я думаю его запускать с прутка надо.

Я с прутка и запускал - и первую попытку, и две сегодняшних. На фотке выше не вся ракета, а только движок со стабилизаторами - поэтому на нем нет крепления на пруток.

0

26

Сегодняшние два пуска были успешнее, чем первый - оба безсопловых двигателя отработали и не взорвались - и карамельный и пороховой. Но на этом хорошие новости почти что заканчиваются  :D

Ракета на карамели сначала довольно бодро стартовала, но на высоте нескольких метров вдруг совершила резкий маневр - петлю - дальше немного пролетела параллельно земле и упала. Предполагаемых причин пока две: деформация двигателя приведшая к несимметричной тяге (кажется вероятнее всего), или результат плохой балансировки (мне кажется маловероятно, учитывая резкость маневра).

Пороховая ракета не сошла с направляющей, хотя двигатель дал и сильное пламя и кучу дыма - предполагаю, что ракету просто заклинило на направляющей. В этой ракете была неудачная конструкция крепления под направляющую - слишком короткая трубочка, легко клинит при перекосе. Я этого опасался, так оно похоже и произошло.

В обеих ракетах отработали разрывные заряды - 10 грамм черного пороха - оба на земле  :)  Рвало неслабо, с раскатистым эхом.

Ракеты и фитили к ним:
http://i060.radikal.ru/1306/13/e094f36e7308t.jpg

Запаковано для переноски, чипсы по-прежнему рулят:
http://s019.radikal.ru/i614/1306/77/efa735e32604t.jpg

Карамельная ракета перед стартом:
http://s020.radikal.ru/i723/1306/bb/98033bd45ed9t.jpg

Старт!
http://s020.radikal.ru/i708/1306/9f/4d04fde34e3dt.jpg

Чудеса на виражах :)
http://s019.radikal.ru/i615/1306/2c/5de66a20515et.jpg

Место катастрофы:
http://s001.radikal.ru/i193/1306/ca/8c02ed6684bbt.jpg

Остатки двигателя от второй ракеты (пороховой, которая не сошла с направляющей):
http://i038.radikal.ru/1306/46/142b28e47389t.jpg

Двигатель пороховой ракеты деформировался:
http://s017.radikal.ru/i414/1306/a0/da9baf379fect.jpg
Возможно, с карамельной произошла та же история? Поэтому она и развернулась.

Отредактировано freeflyer777 (2013-06-09 00:29:45)

0

27

Выводы и дальнейшие мысли:

1) Похоже, двигатели деформируются. Во-первых, надо бы испытать на земле - и посмотреть наверняка (пока что удалось посмотреть только на отработавший пороховой). Во-вторых, можно попробовать увеличить толщину стенки с 3 до 5 мм. Ну и как третий вариант - вкладывать в двигатель топливные шашки обмотанные несколькими слоями проклеенной бумаги. Не хотелось бы, т.к. была задумка максимальной простоты конструкции, но может всё же придется.

2) Замедлитель к разрывному заряду в виде запрессованного черного пороха в канал диаметром 3 мм и длинной 20 мм (в верхней заглушке двигателя) работает довольно медленно. Надо бы как-то ускорить наверно. Впрочем, это не самая главная проблема.

3) 1% магниевых опилок в карамель не повлиял ни на что - искр не было, только дым.

Отредактировано freeflyer777 (2013-06-09 00:36:12)

0

28

Кстати, насчет стабилизации раскруткой возникла еще такая идея... что, если сделать двухступенчатую ракету, в которой задачей первой ступени будет начальный разгон и раскрутка? Поэтому она будет короткой и отрабатывать очень быстро, поднимая ракету на метров 10-20 - своего рода аналог вышибного заряда. А затем в дело будет вступать вторая ступень с основным двигателем - уже заранее раскрученная вокруг своей оси, и поэтому не нуждающаяся в стабилизаторах - за счет чего можно обеспечить меньшее сопротивление воздуха и простоту конструкции. Первую ступень сделать на черном порохе, а вторую на карамели. Так, мысли на будущее - пока что нужно хотя-бы одноступенчатую запустить  :D

0

29

Так просто пару фоток, если кому интересно - как выглядит процесс печати:

http://s41.radikal.ru/i093/1306/17/73ab25755a66t.jpg

http://s09.radikal.ru/i182/1306/57/950dedaf8704t.jpg

0

30

4-й запуск, снова не очень удачный - хотя взлетела выше предыдущих  ;)

Решил попробовать сделать стенки двигателя 5 мм толщиной, и вклеить суперклеем сопло диаметром 6 мм равным диаметру канала - нижняя заглушка высотой 20 мм.
Вот ее, похоже, сразу после старта и выбило - судя по глухому звуку, в отличии от резкого и звонкого, когда разорвало двигатель.

Ракета просто пропала из видимости, ничего не разлетелось по сторонам и не падало сверху.

http://s019.radikal.ru/i626/1306/43/c7ee4ade4eedt.jpg

http://s60.radikal.ru/i169/1306/12/dd211960e225t.jpg

http://s019.radikal.ru/i641/1306/b1/ff608b5ef7fdt.jpg

http://s017.radikal.ru/i444/1306/2f/30d21e74798ft.jpg

http://s019.radikal.ru/i636/1306/7c/3b0deb44035dt.jpg

http://s16.radikal.ru/i191/1306/59/ad18c56536b2t.jpg

http://s018.radikal.ru/i520/1306/6b/1ffb6c01731et.jpg

Отредактировано freeflyer777 (2013-06-16 01:14:29)

0


Вы здесь » Пиротехника » Ракеты и ракетное моделирование » Ракета напечатанная на 3D-принтере