sábado, 30 de novembro de 2013

Motor com CAP como tampa e tubeira - Adivinhe o resultado

Este motor foguete foi testado com CAP de PVC como tampa e tubeira.

Infelizmente houve a explosão do motor, é estranho pois isto não deveria acontecer, apenas a pressão foi suficiente para ocorrer a explosão.

Utilizando as constantes da razão de queima (r = a * p ^ n):
a = 3.178 mm e
n = 0.319

Mesmo para a razão entre as áreas queimada e a da garganta máxima, o PVC deveria aguentar com um coeficiente de segurança de 1,9.
Há algumas possibilidades:
- o coeficiente de queima da pressão (n) é mais alto
- o comportamento da queima é diferente (de dentro para fora e de fora para dentro ou algo do tipo ao invés de do interior para o exterior)
- a pressurização é muito rápida e o PVC talvez não aguente impactos tão fortes

O fato é que esmigalhou o PVC, um CAP (a tubeira) sobreviveu enquanto o outro CAP (a tampa) não foi encontrado, os pedaços encontrados estão na miniatura do vídeo, são relativamente pequenos, indicando que o tubo praticamente desintegrou.

Características do motor:
Diâmetro interno de 21,6 mm.
Comprimento total: 50,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 40,0 mm
Massa de propelente colocada: ~19,4 g
Diâmetro da garganta: 2,5 mm
Diâmetro interno do grão: 5,0 mm

quarta-feira, 27 de novembro de 2013

Novo tipo de argila - Ótimos resultados

Foi testado um novo tipo de argila, diferente da esmectita esta é vendida como argila mesmo!
O nome é 'argila branca em pó', foi comprada na Casa do Ceramista, que é especializada neste tipo de material.

Os resultados foram muito bons, dois motores foram testados com esta argila:

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
Comprimento total: 65,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 20,0 mm
Massa de propelente colocada: ~6,7 g
Diâmetro interno do grão e garganta: 3 mm



Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
Comprimento total: 65,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 20,0 mm
Massa de propelente colocada: ~6,7 g
Diâmetro interno do grão e garganta: 2,5 mm



Interessante é que o motor no final da queima fica muito mais resistente, a queima é rápida o suficiente para não esquentar muito a parede do motor e o resíduo que fica na garganta é 'limpo'.

domingo, 24 de novembro de 2013

Tampa e tubeira de epóxi - Problemas na resistência do tubo de PVC

Este motor foi feito usando epóxi na tampa e na tubeira, protegidas na área circunferencial com fita CREPE e seguras por apenas um parafuso,

Notando que neste teste foi reutilizado apenas a tampa do teste anterior, fazendo-se uma nova tubeira de epóxi para este motor.

Neste teste o motor explodiu !!!!
É muito estranho porque era para funcionar corretamente, o que eu acho que aconteceu foi a seguinte:

- O único parafuso que segurava a tubeira teve que resistir uma força muito grande, ele provavelmente aguentaria tranquilo, mas com esta força toda distribuída por apenas um parafuso foi suficiente para trincar o tubo de PVC, desta forma a trinca se propagou por toda a extensão do motor e explodiu.

Os pedaços encontrados eram relativamente grandes, foi encontrado uns 5~6 pedaços do motor, o parafuso da tampa estava intacto enquanto o parafuso da tubeira não foi encontrado, não apenas isto, o tubo estava trincado bem no meio do furo onde estava o parafuso!!

Mas tudo é apenas possibilidades, o fato é que tudo aconteceu muito rápido. Lembrando que a propagação de uma trinca é algo rápido mesmo, da ordem de km/s !!



Outra possibilidade é que houve um impacto muito grande no parafuso: o método de fixação da tubeira requer que faça-se um furo, a posição do furo não foi muito bem calculada e a tubeira ficou alguns milímetros distante do parafuso que a segura.
Provavelmente na hora da pressurização do motor, a tubeira foi acelerada pelos gases, quando ela chegou ao parafuso provavelmente a quantidade de movimento era muito alta! Não dando possibilidade do esquema parafuso/tubo resistir ao impacto...


Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 11,8 mm.
Comprimento total: 95,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 60,0 mm
Massa de propelente colocada: ~8,8g
Diâmetro interno do grão : ~3,0 mm

sábado, 23 de novembro de 2013

Compactação em forma para o divergente / Novos tipos de tampa e tubeira (materiais)

Novos vídeos:

Neste motor foi testado a compactação em uma forma para fazer o divergente, infelizmente não ficou compactado o suficiente e a esmectita se desintegrou durante a queima....

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 11,8 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 65,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~5,9g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~2,5 mm




Este motor foi compactado em uma forma, no entanto não foi furado toda a extensão do grão, ou seja, possui queima cigarro.

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 11,8 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 95,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~5,9g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~2,5 mm




Este motor foi feito com um novo tipo de idéia:
A tubeira e a tampa são de MADEIRA !!! Protegidas na área circunferencial com fita isolante e seguras por dois parafusos,
Infelizmente houve falta de fita isolante na tampa, deixando os gases escaparem nesta região...

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
Comprimento total: 75,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~9,1 g
Diâmetro interno do grão: ~3 mm




Neste motor foi reutilizado a tampa e tubeira de MADEIRA utilizadas no teste anterior, notando que a garganta aumentou consideravelmente para este teste.

Funcionou perfeitamente, mas provavelmente não gerou muita pressão poi a garganta era grande.

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
Comprimento total: 75,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~9,1 g
Diâmetro interno do grão: ~3 mm




Este motor foi feito usando um outro tipo de idéia:
A tubeira e a tampa são de EPÓXI!!!!  Protegidas na área circunferencial com fita isolante e seguras por apenas um parafuso,

Infelizmente neste teste houve o escape de gases pela tampa, isto ocorreu pois quando foi feito o grão tubular com 3 mm de diâmetro, o furo foi passante e a tampa acabou furada.

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 11,8 mm.
Comprimento total: 95,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~4,4g
Diâmetro interno do grão : ~3,0 mm




Este motor também foi feito com tampa e tubeira de epóxi

Notando que neste teste foi reutilizado a tubeira do teste anterior, fazendo-se uma nova tampa em epóxi para este motor (a garganta aumentou um pouco)

Este teste funcionou perfeitamente !!!!
É muito interessante notar que quando o motor está funcionando a fumaça gerada pelo estopim é sugada pela grande velocidade dos gases !!

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 11,8 mm.
Comprimento total: 95,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 40,0 mm
Massa de propelente colocada: ~5,9g
Diâmetro interno do grão : ~3,0 mm

quinta-feira, 21 de novembro de 2013

Motores de diâmetros 20mm e 15 mm

Dois novos motores foram testados:

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 11,8 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 95,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 60,0 mm
Massa de propelente colocada: ~8,8g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~2,5 mm





Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 100,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 40,0 mm
Massa de propelente colocada: ~12,2 g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~3 mm


Novamente, o motor de 20mm de diâmetro externo não funcionou corretamente, ejetando a tubeira rapidamente, deixando bastante propelente ainda dentro do tubo...

terça-feira, 19 de novembro de 2013

Não subestime os motores pequenos

Desta vez fez-se mais um teste com o motor de 15 mm de diâmetro externo, o menor dos testados.

A diferença foi que o comprimento do propelente foi aumentado para 50 mm !!!!!

O som foi extraordinário, infelizmente o vídeo não capta com exatidão, mas ainda sim é muito bom visualizá-lo.

A partir de hoje, os vídeos serão em FULL HD, ou seja, não serão postados neste blog pois a qualidade aqui é muito a desejar. Serão postados no youtube!!

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 11,8 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 84,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 50,0 mm
Massa de propelente colocada: ~7,3g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~2,5 mm



Estima-se que este motor seja classe C com empuxo máximo de 5N, provavelmente um C3-0.
Para saber-se ao certo, seria necesário medir a sua força em relação ao tempo em uma célula de carga.

segunda-feira, 18 de novembro de 2013

Teste com câmera full HD

Foi feito um motor para teste utilizando uma câmera que filma full HD, embora tenha ejetado a tubeira, ficou muito legal a qualidade do vídeo! Basta ver se aqui no blog a qualidade fica boa também...

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 84,0 mm
Diâmetro interno: 17,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 40,0 mm
Massa de propelente colocada: ~12,2g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~2,5 mm


Edit 1: O vídeo não ficou aquela maravilha, acho que postarei no youtube, que permite vídeo em full HD...
Edit 2: O vídeo no youtube está neste link:

http://youtu.be/dt2XEvnKz5Y

Para ver em full HD basta clicar na engrenagem no canto inferior direito e selecionar 1080p.

sábado, 16 de novembro de 2013

Motor com tubo de papelão / Queima em tubo incolor

Novos testes foram realizados para descobrir como seria o comportamento de um motor com tubo de papelão ao invés de PVC:


Funcionou perfeitamente, e o tubo de papelão não era tão resistente quanto o do motor comercial da Bandeirante (fabricante brasileiro de motores foguete).

E finalmente foi encontrado em uma loja de R$1,99 um tubo incolor para visualizar a queima durante o teste !!!!!!

O tubo na verdade é a garrafa PET convencional antes de ser inchada para virar uma garrafa grande, ou seja, possui uma parede bem espessa, ótima para os testes com o propelente KNSU.

Neste vídeo foi utilizado a tampa de alumínio como tubeira, o que não funcionou como o esperado...


Depois do fiasco com a tubeira de alumínio, foi utilizado o fundo como tubeira e a tampa de alumínio (protegida com espuma) como tampa, desta vez funcionou corretamente!!


domingo, 10 de novembro de 2013

Motores de diâmetro pequeno - o tamanho pode enganar

Alguns motores foram feitos com o tubo de 15 mm de diâmetro externo, 11,8 mm interno.

Informalmente um deles foi lançado, utilizando uma vareta para dar estabilidade, foi bem alto, mas não foi filmado... Este tinha garganta de 2,0 mm e 30 mm de comprimento do propelente...

No entanto quando fui tentar fazer mais motores deste tipo a broca de 2,0 mm quebrou dentro do motor, o que impossibilita o uso de motores com este tipo de garganta...
Farei os motores com um diâmetro mínimo de 2,5 mm para a garganta e grão propelente.

Vamos aos vídeos:

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 11,8 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 100,0 mm
Diâmetro interno: 11,8 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 60,0 mm
Massa de propelente colocada: ~8,8g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~2,5 mm


Como este motor estranhamente falhou, fui obrigado a diminuir o comprimento do propelente para 50 mm e refazê-lo:

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 11,8 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 100,0 mm
Diâmetro interno: 11,8 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 50,0 mm
Massa de propelente colocada: ~7,3g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~2,5 mm


quinta-feira, 7 de novembro de 2013

Método de melhor fixação da tubeira e tampa

Foi feito uma maneira mais segura de fixação da tampa e tubeira, consiste em utilizar uma serrinha para fazer sulcos no PVC para um agarrar melhor no tubo.

2 configurações novas foram testadas e funcionaram perfeitamente:

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 100,0 mm
Diâmetro interno: 17,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 40,0 mm
Massa de propelente colocada: ~12,2g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~2,5 mm

Este motor tem 1 mm a menos na garganta e no grão propelente do que o testado na célula de carga e mostrado na postagem anterior deste blog, funcionou perfeitamente:


Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 21,6 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 115,0 mm
Diâmetro interno: 21,6 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 40,0 mm
Massa de propelente colocada: ~19,6 g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~3,5 mm

Foi incrível o som deste motor, quase ensurdeceu minha irmã! Foi aumentando ao poucos, bem bacana !




terça-feira, 5 de novembro de 2013

Motores que serão testados esta semana - parte 3

Foi feito mais um teste de resistência para total segurança no dia dos testes:

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 100,0 mm
Diâmetro interno: 17,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 40,0 mm
Massa de propelente colocada: ~12,2g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~3,5 mm


segunda-feira, 4 de novembro de 2013

Motores que serão testados esta semana - parte 2

Para garantir total segurança no dia dos testes, o motor com CAP de PVC também foi testado, lembrando as características:

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
Tampa e tubeira de CAP de PVC
Comprimento total: ~50,0 mm
Diâmetro interno: 17,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 40,0 mm
Massa de propelente : ~12,2g
Diâmetro interno do grão: ~3,5 mm

Lembrando aqui que as partes inibidas deste motor são menores!!
Apenas a área da parede é inibida, a coroa interna (próximo a tampa) e a coroa externa (próximo a tubeira) são também queimadas!!

Interessante é notar que os gases quentes esquentam o tijolo que está acima do motor, tornando-o vermelho!!
No próximo motor o furo será mais caprichado para não ocorrer esse direcionamento dos gases.


domingo, 3 de novembro de 2013

Motores que serão testados esta semana

Na quinta-feira desta semana (dia 7 de novembro) um professor e cerca de 10 alunos do curso de engenharia aeroespacial da UFSC/Joinville farão uma visita ao grupo de CFD, aerodinâmica e propulsão de foguetes da UFPR.

Ás 15:00 da tarde, haverá uma apresentação dos foguetes experimentais de PVC que o grupo está desenvolvendo, que será apresentada por este próprio blogueiro.

Visando uma boa impressão fiz um motor teste (que falhou) com as seguintes características principais:

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
Tampa e tubeira de esmectita
Comprimento total: 100,0 mm
Diâmetro interno: 17,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 40,0 mm
Massa de propelente : ~12,2g
Diâmetro interno do grão e garganta: ~3,0 mm

O vídeo onde a tampa foi ejetada:



Ou seja, foi necessário aumentar o diâmetro da garganta para 3,5 mm, desta maneira não houve imprevistos, então preparei 2 motores teste, com as seguintes características principais:

Motor teste com tubo de PVC de diâmetro interno de 17,0 mm.
1)Tampa e tubeira de esmectita / 2)Tampa e tubeira de CAP de PVC
Comprimento total: 1)100,0 mm / 2)50,0 mm
Diâmetro interno: 17,0 mm
Comprimento do propelente (KNSU): 40,0 mm
Massa de propelente : ~12,2g
Diâmetro interno do grão: ~3,5 mm

Para conhecimento do comportamento deste tipo de motor, foram queimados 2 motores um em local fechado e outro ao ar livre, como seguem os vídeos:

Local fechado:

Ar livre:


Não houve problemas com este tipo de motor, então eles serão testados na quinta-feira com o pessoal da UFSC.