Há várias formas de preparar o propelente KNSU, a maneira que foi feita até aqui foi simples compressão do propelente no interior do motor foguete usando um martelo.
Mas há outras formas, uma bastante utilizada é o preparo à quente seco, onde o propelente é aquecido a uma temperatura próximo da caramelização do açúcar e então ele é injetado no molde que se deseja.
Esta forma não é tão segura pois as temperaturas que são atingidas estão próximas das temperaturas de fulgor do propelente!!! Um erro com a temperatura pode gerar sustos ou até no pior dos casos ser fatal para o fogueteiro amador.
Mas há uma outra forma, que foi encontrada no site do James Yawn:
http://www.jamesyawn.net/
Em seu site o autor cita uma forma de preparação do propelente utilizando-se água!!!
A água é utilizada para misturar e decompor totalmente o nitrato de potássio no açúcar.
Quando a mistura úmida é aquecida e seca, obtêm-se um propelente onde não há discussão sobre os tamanhos do grão de nitrato de potássio ou do açúcar pois o propelente está misturado na escala molecular!!
Os testes feitos HOJE dia 22/03/14 foram surpreendentes e incríveis. Ao contrário do método utilizado por James Yawn onde é utilizado uma quantia de Sorbitol, no teste feito hoje foi utilizado apenas propelente já misturado com 65% de KNO3 e 35% de Açúcar e decomposto em uma quantidade de água aquecida.
Infelizmente foi utilizado muuuuita água, a secagem total do propelente demorou mais de 1h.
Quando a mistura estava parcialmente seca, a mesma foi retirada do forno elétrico. Infelizmente ela ficou na forma de grânulos e não na forma de uma massa de pasta de amendoim como a do James Yawn, provavelmente pela falta do Sorbitol/Frutose/Etc.
Os testes a seguir mostram o comportamento da queima deste tipo de propelente, observa-se que não há praticamente nenhum resíduo na queima do propelente.
Neste primeiro vídeo a amostra tinha 25 mm e a queima se deu em cerca de 10 s, ou seja obteve-se uma taxa de queima de 2.5 mm/s, não é uma queima muito rápida, mas é muito interessante!!
CONCLUSÕES:
Este tipo de propelente é viável para motores foguete, no entanto melhores maneiras de prepará-lo são necessárias.
Em 2 dos 3 testes houve a separação da amostra em vários outros pedaços aumentando imensamente a área de queima e isto no interior de um motor foguete poderia ser suficiente para gerar uma falha catastrófica pelo aumento na pressão de estagnação.
Mais testes devem ser feitos, desta vez utilizando-se um pouco de Sorbitol como aglomerante para obter-se uma massa de verdade após a secagem do propelente!!
sábado, 22 de março de 2014
Motores feitos com tubos de papel (realmente funciona)
Foram feitos alguns tubos de papel com o intuito de utilizá-los para a fabricação de motores foguetes!
Foram utilizados 3 tipos de tubos de papel com 2 materiais diferentes, papel kraft e papel cartão, como mostra a figura a seguir:
Foram feitos 3 testes, um com cada tipo de tubo, utilizando a seguinte configuração em todos:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: ~19 mm
Diâmetro interno: 17 mm
Material: Tubo de papel kraft ou cartão
Comprimento total: 50,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 20,0 mm
Massa de propelente colocada: ~6,1 g
Diâmetro interno do grão : 4,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 17.0 mm
Massa de esmectita colocada: ~6.7 g
Diâmetro da garganta: 3.0 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 5 mm
Massa de durepóxi colocada: 3.6 g
Teste com o tubo de papel kraft de diâmetro externo menor:
Infelizmente neste teste houve o vazamento dos gases pelo lado do tubo, indicando espessura muito pequena da parede do tubo!!
Teste com o tubo de papel kraft de diâmetro externo maior:
Este teste funcionou perfeitamente !!!
Teste com o tubo de papel cartão:
Infelizmente neste teste houve vazamento de gases área da coroa da tampa, ou seja, ela não vedou suficientemente os gases!!!
Após estes testes preliminares foram feitos 10 tubos de diâmetro interno de 10 mm e 12.7 mm de diâmetro externo. Foram feitos mais 2 testes preliminares nesta configuração e com um grande diferencial!
A tampa foi feita utilizando-se COLA QUENTE, e funcionou perfeitamente!
Primeiro motor:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro interno: 10 mm
Material: Papel Kraft Enrolado
Comprimento total: 40,0 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 5 mm
Massa de esmectita colocada: ~0.7 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU): 20,0 mm
Segundo motor:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro interno: 10 mm
Material: Papel Kraft Enrolado
Comprimento total: 40,0 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 10 mm
Massa de esmectita colocada: ~1.3 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU): 30,0 mm
CONCLUSÕES:
Estes tubos de papel kraft ou cartão são totalmente viáveis e fáceis de se fazer.
Não foi mencionado o processo de fabricação destes tubos mas se resume a um papel machê: 2 partes de cola branca escolar para 1 parte de água.
Essa mistura é depositada com um pincel sobre o papel kraft e este é enrolado na matriz, no caso destes últimos motores de 10 mm de diâmetro interno foi utilizado um bastão de madeira.
E estes tubos ficam tão resistentes a ponto de serem viáveis para a fabricação de motores foguete para espaçomodelos!!!!
Foram utilizados 3 tipos de tubos de papel com 2 materiais diferentes, papel kraft e papel cartão, como mostra a figura a seguir:
Foram feitos 3 testes, um com cada tipo de tubo, utilizando a seguinte configuração em todos:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: ~19 mm
Diâmetro interno: 17 mm
Material: Tubo de papel kraft ou cartão
Comprimento total: 50,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 20,0 mm
Massa de propelente colocada: ~6,1 g
Diâmetro interno do grão : 4,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 17.0 mm
Massa de esmectita colocada: ~6.7 g
Diâmetro da garganta: 3.0 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 5 mm
Massa de durepóxi colocada: 3.6 g
Teste com o tubo de papel kraft de diâmetro externo menor:
Infelizmente neste teste houve o vazamento dos gases pelo lado do tubo, indicando espessura muito pequena da parede do tubo!!
Teste com o tubo de papel kraft de diâmetro externo maior:
Este teste funcionou perfeitamente !!!
Teste com o tubo de papel cartão:
Infelizmente neste teste houve vazamento de gases área da coroa da tampa, ou seja, ela não vedou suficientemente os gases!!!
Após estes testes preliminares foram feitos 10 tubos de diâmetro interno de 10 mm e 12.7 mm de diâmetro externo. Foram feitos mais 2 testes preliminares nesta configuração e com um grande diferencial!
A tampa foi feita utilizando-se COLA QUENTE, e funcionou perfeitamente!
Primeiro motor:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro interno: 10 mm
Material: Papel Kraft Enrolado
Comprimento total: 40,0 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 5 mm
Massa de esmectita colocada: ~0.7 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU): 20,0 mm
Segundo motor:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro interno: 10 mm
Material: Papel Kraft Enrolado
Comprimento total: 40,0 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 10 mm
Massa de esmectita colocada: ~1.3 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU): 30,0 mm
CONCLUSÕES:
Estes tubos de papel kraft ou cartão são totalmente viáveis e fáceis de se fazer.
Não foi mencionado o processo de fabricação destes tubos mas se resume a um papel machê: 2 partes de cola branca escolar para 1 parte de água.
Essa mistura é depositada com um pincel sobre o papel kraft e este é enrolado na matriz, no caso destes últimos motores de 10 mm de diâmetro interno foi utilizado um bastão de madeira.
E estes tubos ficam tão resistentes a ponto de serem viáveis para a fabricação de motores foguete para espaçomodelos!!!!
Algumas explosões acontecem, se preparem
Realmente algumas explosões ocorreram... utilizando o tubo de PVC de água fria de 20 mm.
Estes testes serão analisados e melhorias propostas...
Uma coisa que deve ser feita SEMPRE, é um teste de resistência... infelizmente a balança de 5 kg foi destruída neste primeiro teste por negligência de realizar o teste de resistência:
Outros testes também resultaram em explosão:
Estes testes serão analisados e melhorias propostas...
Uma coisa que deve ser feita SEMPRE, é um teste de resistência... infelizmente a balança de 5 kg foi destruída neste primeiro teste por negligência de realizar o teste de resistência:
Outros testes também resultaram em explosão:
sábado, 8 de março de 2014
Preparações para a apresentação técnica sobre o banco estático caseiro - parte 2
Desta vez foi colocado 0.4 g de propelente a menos nos motores e refeito os 3 testes, agora sim todos os motores se encaixam na classe A !
Vamos aos testes:
M08_03_14_01:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 45,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 27,0 mm
Massa de propelente colocada: ~3,6 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 12.3 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 8.9 g
Mp = Massa dos gases ejetados = 3.4 g
Resultados:
It = Impulso total = 1.89 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 1.57 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 3.27 N
tq = tempo de queima = 1.20 s
CLASSE = A 2
fm = Fluxo de massa médio = 2.83 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 554.77 m/s
Is = Impulso específico = 56.57 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 0.98, teremos:
Pressão média (na força média) = 361.52 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 753.09 kPa
M08_03_14_02:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 45,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 27,0 mm
Massa de propelente colocada: ~3,6 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 12.3 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 8.9 g
Mp = Massa dos gases ejetados = 3.4 g
Resultados:
It = Impulso total = 2.17 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 1.55 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 3.07 N
tq = tempo de queima = 1.40 s
CLASSE = A 2
fm = Fluxo de massa médio = 2.43 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 638.11 m/s
Is = Impulso específico = 65.07 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 0.97, teremos:
Pressão média (na força média) = 358.53 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 711.30 kPa
M08_03_14_03:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 45,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 27,0 mm
Massa de propelente colocada: ~3,6 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 12.6 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 9.1 g
Mp = Massa dos gases ejetados = 3.5 g
Resultados:
It = Impulso total = 2.00 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 1.57 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 5.11 N
tq = tempo de queima = 1.27 s
CLASSE = A 2
fm = Fluxo de massa médio = 2.76 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 570.57 m/s
Is = Impulso específico = 58.18 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 0.97, teremos:
Pressão média (na força média) = 362.95 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 1177.16 kPa
CONCLUSÂO:
Os três motores testados são tecnicamente viáveis para uso no festival de foguetes de Curitiba competindo pela classe A.
Em relação ao pico na força no terceiro motor, acredita-se que não é apenas a presença da pólvora que o produz (pois senão os 2 primeiros motores também o teriam). Especula-se que isto ocorre devido a perfuração parcial do propelente, deixando uma área de queima no início da garganta de mesmo diâmetro que a garganta mas o resto do grão possui o diâmetro de queima de 3.5 mm.
Vamos aos testes:
M08_03_14_01:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 45,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 27,0 mm
Massa de propelente colocada: ~3,6 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 12.3 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 8.9 g
Mp = Massa dos gases ejetados = 3.4 g
Resultados:
It = Impulso total = 1.89 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 1.57 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 3.27 N
tq = tempo de queima = 1.20 s
CLASSE = A 2
fm = Fluxo de massa médio = 2.83 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 554.77 m/s
Is = Impulso específico = 56.57 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 0.98, teremos:
Pressão média (na força média) = 361.52 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 753.09 kPa
M08_03_14_02:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 45,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 27,0 mm
Massa de propelente colocada: ~3,6 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 12.3 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 8.9 g
Mp = Massa dos gases ejetados = 3.4 g
Resultados:
It = Impulso total = 2.17 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 1.55 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 3.07 N
tq = tempo de queima = 1.40 s
CLASSE = A 2
fm = Fluxo de massa médio = 2.43 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 638.11 m/s
Is = Impulso específico = 65.07 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 0.97, teremos:
Pressão média (na força média) = 358.53 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 711.30 kPa
M08_03_14_03:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 45,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 27,0 mm
Massa de propelente colocada: ~3,6 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 12.6 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 9.1 g
Mp = Massa dos gases ejetados = 3.5 g
Resultados:
It = Impulso total = 2.00 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 1.57 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 5.11 N
tq = tempo de queima = 1.27 s
CLASSE = A 2
fm = Fluxo de massa médio = 2.76 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 570.57 m/s
Is = Impulso específico = 58.18 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 0.97, teremos:
Pressão média (na força média) = 362.95 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 1177.16 kPa
CONCLUSÂO:
Os três motores testados são tecnicamente viáveis para uso no festival de foguetes de Curitiba competindo pela classe A.
Em relação ao pico na força no terceiro motor, acredita-se que não é apenas a presença da pólvora que o produz (pois senão os 2 primeiros motores também o teriam). Especula-se que isto ocorre devido a perfuração parcial do propelente, deixando uma área de queima no início da garganta de mesmo diâmetro que a garganta mas o resto do grão possui o diâmetro de queima de 3.5 mm.
sexta-feira, 7 de março de 2014
Preparações para a apresentação técnica sobre o banco estático caseiro
No festival de foguetes de Curitiba que será realizado nos dias 11 a 13 de abril desse ano eu farei uma apresentação técnica sobre o banco estático com a balança caseira.
Para as preparações e exemplos que serão utilizados no dia foram feitos 3 motores clássicos da classe A. No entanto eles estavam muito no limite da classe A tanto que 2 dos 3 ultrapassaram a barreira e ficaram com impulso total de início da classe B....
Vamos aos testes:
M05_03_14_01:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 50,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~4,0 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 13.9 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 10.1 g
Mp = Massa dos gases ejetados =3.8 g
Resultados:
It = Impulso total = 2.28 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 2.01 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 11.40 N
tq = tempo de queima = 1.13 s
CLASSE = A 2
fm = Fluxo de massa médio = 3.35 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 600.00 m/s
Is = Impulso específico = 61.18 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 1.02, teremos:
Pressão média (na força média) = 443.50 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 2516.68 kPa
M05_03_14_02:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 50,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~4,0 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 13.5 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 09.7 g
Mp = Massa dos gases ejetados =3.8 g
Resultados:
It = Impulso total = 2.68 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 2.11 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 5.56 N
tq = tempo de queima = 1.27 s
CLASSE = B 2
fm = Fluxo de massa médio = 3.00 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 705.24 m/s
Is = Impulso específico = 71.91 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 1.04, teremos:
Pressão média (na força média) = 457.49 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 1203.80 kPa
M05_03_14_03:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 50,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~4,0 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 13.6 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 09.8 g
Mp = Massa dos gases ejetados =3.8 g
Resultados:
It = Impulso total = 2.72 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 2.63 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 6.82 N
tq = tempo de queima = 1.03 s
CLASSE = B 3
fm = Fluxo de massa médio = 3.67 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 715.26 m/s
Is = Impulso específico = 72.94 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 1.04, teremos:
Pressão média (na força média) = 549.44 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 1427.06 kPa
CONCLUSÂO:
Em todos os motores foi colocado uma quantidade de pólvora dentro do grão propelente para uma rápida pressurização, no entanto a quantidade de pólvora colocada provou-se muito grande!
No primeiro teste, o qual possuía a maior quantidade de pólvora, podemos ver o pico na força, chegando acima de 11 N !!!
Estes testes serão refeito utilizando-se uma quantidade menor de propelente para que todos os motores se encaixem na classe A, assim será possível utilizá-los na competição desta classe no festival de foguetes de Curitiba.
Para as preparações e exemplos que serão utilizados no dia foram feitos 3 motores clássicos da classe A. No entanto eles estavam muito no limite da classe A tanto que 2 dos 3 ultrapassaram a barreira e ficaram com impulso total de início da classe B....
Vamos aos testes:
M05_03_14_01:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 50,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~4,0 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 13.9 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 10.1 g
Mp = Massa dos gases ejetados =3.8 g
Resultados:
It = Impulso total = 2.28 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 2.01 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 11.40 N
tq = tempo de queima = 1.13 s
CLASSE = A 2
fm = Fluxo de massa médio = 3.35 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 600.00 m/s
Is = Impulso específico = 61.18 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 1.02, teremos:
Pressão média (na força média) = 443.50 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 2516.68 kPa
M05_03_14_02:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 50,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~4,0 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 13.5 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 09.7 g
Mp = Massa dos gases ejetados =3.8 g
Resultados:
It = Impulso total = 2.68 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 2.11 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 5.56 N
tq = tempo de queima = 1.27 s
CLASSE = B 2
fm = Fluxo de massa médio = 3.00 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 705.24 m/s
Is = Impulso específico = 71.91 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 1.04, teremos:
Pressão média (na força média) = 457.49 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 1203.80 kPa
M05_03_14_03:
Curva de empuxo:
Características do motor-foguete:
Tubo do Motor:
Diâmetro externo: 15 mm
Diâmetro interno: 11.8 mm
Material: CPVC de água quente
Comprimento total: 50,0 mm
Propelente:
Comprimento do propelente (KNSU, 65% KNO3, 35% C12H22O11): 30,0 mm
Massa de propelente colocada: ~4,0 g
Diâmetro interno do grão : 3,5 mm
Tubeira (feita em esmectita):
Comprimento da tubeira: 11.8 mm
Massa de esmectita colocada: ~2.2 g
Diâmetro da garganta: 2.38 mm
Tampa (feita em durepóxi):
Comprimento da tampa: 4 mm
Massa de durepóxi colocada: 1.6 g
Mt = Massa do motor-foguete antes do teste estático = 13.6 g
Mf = Massa do motor-foguete após o teste estático = 09.8 g
Mp = Massa dos gases ejetados =3.8 g
Resultados:
It = Impulso total = 2.72 N.s
Fmed = Força de empuxo média = 2.63 N
Fmax = Força de empuxo máxima = 6.82 N
tq = tempo de queima = 1.03 s
CLASSE = B 3
fm = Fluxo de massa médio = 3.67 g/s
c = Velocidade de ejeção efetiva média = 715.26 m/s
Is = Impulso específico = 72.94 s
Considerando um coeficiente de empuxo de 1.04, teremos:
Pressão média (na força média) = 549.44 kPa
Pressão máxima (na força máxima) = 1427.06 kPa
CONCLUSÂO:
Em todos os motores foi colocado uma quantidade de pólvora dentro do grão propelente para uma rápida pressurização, no entanto a quantidade de pólvora colocada provou-se muito grande!
No primeiro teste, o qual possuía a maior quantidade de pólvora, podemos ver o pico na força, chegando acima de 11 N !!!
Estes testes serão refeito utilizando-se uma quantidade menor de propelente para que todos os motores se encaixem na classe A, assim será possível utilizá-los na competição desta classe no festival de foguetes de Curitiba.
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