Co je to BATES?
Co je to BATES?
V oblasti raketových motorů a paliv se často setkáváme s označením BATES.
Pro zjednodušení života těch co tento pojem nepoznají, jsem zjusil napsat stručné vysvětlení a pár poznámek.
BATES - BALLISTIC EVALUATION TEST MOTOR -je zkratka pro balistický zkušební a hodnotící systém , který je standardizovaným systémem pro měření výkonu raketových motorů na TPH. Byl vyvinut United States Air Force Research Laboratory počátkem šedesátých let minulého století (1960 -63).
V soudobé praxi se označení BATES často používá na označení typu geometrie palivového zrna. BATES se skládá ze dvou nebo více válcových zrn - segmentů s vnějším povrchem který je inhibován (pokryt materiálem zabraňujícím hoření na tomto povrchu), ale zrno TPH volně hoří a to jak na koncích segmentu ( čela zrna) také (hlavněú na ploše válcové dutiny jádro. Někdy se používá i označení pancéřované zrno – ve smyslu chráněného povrchu.Tyto zrna bývají uspořádány tak, aby se dosáhloo požadovaného tahového profilu profil motoru, při zachování přijatelné hmotnosti a umístnění těžiště.
Toto uspořádání palivova poskytuje další výhody.
1.) Povrchová vrstva vhodného inhibitoru může současně sloužit (do jisté míry!) jako tepelná izolace spalovací komory motoru od hořícího paliva. Pokuď tato míra tepelné ochrany spalovací komory nepostačuje ( co je běžný jev hlavně u výkonnějších paliv), používá se na její vylepšení “vnější palivové pouzdro” tzv. “liner” , například z vhodné kartonové trubky. U sorbitolových a SX motorů u nás se liner zatím zřídka používá, což není zcela ono.
2.) Prodloužení doby hoření motoru v porovníní se spalováním paliva na celém povrchu. Krátká doba hoření, je zatím stále nedořešeným problémem u námi používaných motorů, pokuď nebudeme chtít dělat výrazněji větší motor, či nepřijde s příslušnou korekturou složení paliva ...
Takže formálně se označení BATES mělo vztahovat pouze na zrna TPH s válcovou vnitřní dutinou a to ještě koncentrickou( soustřednou).
Pro ostatní tvary vnitřní dutiny případně kombinace válcové dutiny a jiného tvaru dutiny, například – “konocyl” , kombinace válcové a kuželové dutiny bude asi vhodné použít opisný název. BATES s hvězdicovou dutinou, či spalováním a podobně.
Přikládám pár obrázků:
1.) BATES zrna z AP paliva do motoru třídy "O".
2.) Velké BATES palivové zrno
3.) Velký sorbitolový motor třídy "N" na šest BATES zrn
4.) Zrno BATES s dutinou kombinace válce a drážek,či žeber "finocyl" ze sorbitolového paliva
Doufám, že proběhne i nějaká debata ....
Diskutujte o totmto článku ve fórech (7 odpovědí).
Ahoj.
Díky za odpovědi.
Já teď používám už taky jen SX81. Nameřený impuls je opravdu vyšší, než u sorbitolové TPH aditivované fe2o3 a nemám doma ten červenej bordel. Ikdyž ona zase moja nadává, páč SX81 smrdí
Používám čínské oranžové palníky z ebay a zápal obou TPH proběhl vždy bez problému. Zatím jsem narazil na jeden vadný palník z cca 60ks. Cena je tak 4 Kč za kus.
Na reload se zatím nechystám (ikdyž ono to jde nějak překotně
). Když už, tak zkusím bates do jednorázového PVC. Musím ovšem nejdřív udělat nějaké testy, zda udržím v PVC vlepenou zátku a trysku a zda se to nebude propalovat či příliš měknout a trhat.
Už mám pár dní vyrobené první dva testovací motorky, ale čekal jsem, až "dozrajou". Přeci jen cement, epoxid i samotná TPH získávají finální pevnost až s odstupem několika dní, takže je obvykle nechávám aspoň týden odležet.
Paralerně mám teď doma připravené na plnění ještě nějaké papíráky, kde se chci pokusit lepšího průběhu tahu vnitřním tvarem motoru. Zásadně jsem zvětšil úhel přechodové části do trysky, takže ta přechodová část sahá do více jak třetiny délky jádra. S odhoříváním jádra od kanálku tedy dojde plynule k zkrácení jádra. Slibuju si od toho rychlejší náběh a více plochou křivku při zachování jednoduchosti výroby. Nevýhodou je jen zvýšení hmotnosti prázdného motoru.
Ale jsou to motorky s celkovým impulsem okolo 50, přičemž váha prázdného motoru mě stoupla s touto úpravou z 28g na 58g, což je imho ještě OK.
Díky za odpovědi.
Já teď používám už taky jen SX81. Nameřený impuls je opravdu vyšší, než u sorbitolové TPH aditivované fe2o3 a nemám doma ten červenej bordel. Ikdyž ona zase moja nadává, páč SX81 smrdí
Používám čínské oranžové palníky z ebay a zápal obou TPH proběhl vždy bez problému. Zatím jsem narazil na jeden vadný palník z cca 60ks. Cena je tak 4 Kč za kus.
Na reload se zatím nechystám (ikdyž ono to jde nějak překotně
). Když už, tak zkusím bates do jednorázového PVC. Musím ovšem nejdřív udělat nějaké testy, zda udržím v PVC vlepenou zátku a trysku a zda se to nebude propalovat či příliš měknout a trhat.Už mám pár dní vyrobené první dva testovací motorky, ale čekal jsem, až "dozrajou". Přeci jen cement, epoxid i samotná TPH získávají finální pevnost až s odstupem několika dní, takže je obvykle nechávám aspoň týden odležet.
Paralerně mám teď doma připravené na plnění ještě nějaké papíráky, kde se chci pokusit lepšího průběhu tahu vnitřním tvarem motoru. Zásadně jsem zvětšil úhel přechodové části do trysky, takže ta přechodová část sahá do více jak třetiny délky jádra. S odhoříváním jádra od kanálku tedy dojde plynule k zkrácení jádra. Slibuju si od toho rychlejší náběh a více plochou křivku při zachování jednoduchosti výroby. Nevýhodou je jen zvýšení hmotnosti prázdného motoru.
Ale jsou to motorky s celkovým impulsem okolo 50, přičemž váha prázdného motoru mě stoupla s touto úpravou z 28g na 58g, což je imho ještě OK.
A ešte aby bolo jasné, na zážih používam 1 až 2x preloženú túto šnúru len na konci asi v dĺžke 1-2 centimetre, od nej tá SX81 chytí vždy. www.pyro-shop.cz/produkty/pomocny-materi...-3mm-tocena/368.html
Ahoj, používam len SX81, a ten chytá bez akýchkoľvek prídavkov zápaných zmesí v kanáliku či na čelách. To čo písal Nakka je len odpoveď ohľadom BATES, nie paliva, on tam robil pokusy so všetkým možným. Ja som skúšal zatiaľ SX81, potom klasický sorbitolový s oxidom železitým, ale vadilo mi to červené zafarbenie všetkého... Experimentoval som s AP motormi aj AN, ale z hľadiska dostupnosti surovín, ľahkosti prípravy a hlavne bezpečnosti u mňa vyhral SX81. Tých zápalných zmesí je tiež dosť na nete, niekto zvykne iba jemne podrviť strelný prach a kým sú sorbitolové jadrá ešte makké, tak na čelá a aj na kanálik dá trochu na zlepšenie zápalnosti. Ja to ale už nerobím, pretože raz (a aj napriek tomu, že toho prachu bolo veľmi málo) mi pri zážihu raketu nadvihlo asi dva metre a roztrhlo v zadnej časti pri tryske hliníkový motor. Odvtedy už len SX81 a ver mi že to chytá spoľahlivo asi ako zápalka. Tá síra tam zohrá svoje, dobre je to popísané na stránkach LK, keď zadáš "Aditiva, TPH SX-81" tak nájdeš. Strelný prach som kúpil v poľovníctve pred takmer 15 rokmi a doteraz mi ešte trochu ostalo na pokusy. Času mám málo, preto už nerobím experimenty, aj keď iný člen fóra, tu dotiahol do dokonalosti vlastnú zmes a aj zmes na AP, dovolím si tvrdiť, že na úroveň vyššiu ako majú amíci. Ale ak to číta, zareaguje, ak nie, necháme to tak. Čo sa týka vlhkosti a pomerov, ja som sa s tým nebabral, veril som zloženiu rakeťákov keď to v 80.rokoch vymysleli. Jediné čo som skúsil je kombinácia Fe2O3 a síry, ale mal som pocit slabšieho výkonu. Takže záver pre mňa: SX81 bohate stačí na naše amatérske hobby veci.
Díky.
Tohle jsem hledal.
Co se týká úpravy povrchu čel či kanálku. Píšeš, že "někdo" používá zápalnou směs. Tedy čela se zapálí i bez? Co používáš ty? Nakka tam píše o KN+C ve směsy s isopropylem. Zajímaly by mě další možnosti. Přeci jen uhlí je bordel a dělám to doma. Už jsem experimentoval s příměsí mletého uhlí místo fe2o3 do sorbitolového paliva. Mimochodem žádný efekt - zkoušel jsem více poměrů a rozdíly neměřitelné, zato při koncentraci už několika procent palivo uhlí vysuší a blbě se s tím pracuje. A všude bordel.
Díky.
Tohle jsem hledal.
Co se týká úpravy povrchu čel či kanálku. Píšeš, že "někdo" používá zápalnou směs. Tedy čela se zapálí i bez? Co používáš ty? Nakka tam píše o KN+C ve směsy s isopropylem. Zajímaly by mě další možnosti. Přeci jen uhlí je bordel a dělám to doma. Už jsem experimentoval s příměsí mletého uhlí místo fe2o3 do sorbitolového paliva. Mimochodem žádný efekt - zkoušel jsem více poměrů a rozdíly neměřitelné, zato při koncentraci už několika procent palivo uhlí vysuší a blbě se s tím pracuje. A všude bordel.
Díky.
Přibyle, BATES: www.nakka-rocketry.net/impulser.html#Propellant
Propellant segments are separated within the motor by spacer rings. The spacer rings serve an essential purpose, ensuring that all the segment ends start burning immediately upon motor start-up. To maximize performance and reliability, the grain segments are cast using a dedicated mould system which allows for propellant curing under spring pressure. This is done to ensure a good bond between the casting tube and propellant. A secondary reason for curing under pressure is to eliminate all trapped air, maximizing density and providing consistent burn characteristics. After casting and trimming, the propellant surfaces are coated with Combustion Primer to ensure rapid ignition of all grain surfaces and to provide for swift motor start-up.
Čiže, jednotlivé palivové zrná sa od seba oddeľujú dištančnou podložkou, najlepšie len po obvode buď kartónom, O-krúžkom, príp samotným obalom zrna, ktorý prečnieva nad TPH pár milimetrov. Tým zostanú voľné čeá zŕn ako aj stredový kanálik. Niekto zvykne tie čelá počas výroby posypať zápalnou látkou, rovnako ako stred kanálika, aby to chytilo na jeden jediný palník zasunutý až do konca motora. Logicky, posledné palivové zrno (to čo je najďalej od trysky) nemá kanál po celej svojej dĺžke, ale len do vzdialenosti zníženej o priemer palivového zrna. Tým sa zabezpečí po odpálení palníka v podstate okamžitý "zážeh" všetkých zŕn, čo má vplyv na razantnosť štartu raketového modelu. Viac info je na stránke R Nakku, aj keď v angličtine. Pre googlenie zadaj BATES GRAIN ROCKETRY SCGEMATICS a nájdeš toho dosť.
Propellant segments are separated within the motor by spacer rings. The spacer rings serve an essential purpose, ensuring that all the segment ends start burning immediately upon motor start-up. To maximize performance and reliability, the grain segments are cast using a dedicated mould system which allows for propellant curing under spring pressure. This is done to ensure a good bond between the casting tube and propellant. A secondary reason for curing under pressure is to eliminate all trapped air, maximizing density and providing consistent burn characteristics. After casting and trimming, the propellant surfaces are coated with Combustion Primer to ensure rapid ignition of all grain surfaces and to provide for swift motor start-up.
Čiže, jednotlivé palivové zrná sa od seba oddeľujú dištančnou podložkou, najlepšie len po obvode buď kartónom, O-krúžkom, príp samotným obalom zrna, ktorý prečnieva nad TPH pár milimetrov. Tým zostanú voľné čeá zŕn ako aj stredový kanálik. Niekto zvykne tie čelá počas výroby posypať zápalnou látkou, rovnako ako stred kanálika, aby to chytilo na jeden jediný palník zasunutý až do konca motora. Logicky, posledné palivové zrno (to čo je najďalej od trysky) nemá kanál po celej svojej dĺžke, ale len do vzdialenosti zníženej o priemer palivového zrna. Tým sa zabezpečí po odpálení palníka v podstate okamžitý "zážeh" všetkých zŕn, čo má vplyv na razantnosť štartu raketového modelu. Viac info je na stránke R Nakku, aj keď v angličtine. Pre googlenie zadaj BATES GRAIN ROCKETRY SCGEMATICS a nájdeš toho dosť.
Jak se v motoru jednotliví zrna umísťují a jak se to zapaluje?
Předpokládám, že jednotlivá zrna nejsou přímo na sobě. Patří mezi ně nějaký distanční kroužek? Nebo nějaká zapalovaí tableta s kanálkem?
A jak se zapaluje? Je třeba více palníků (na konec kanálku, mezi jednotliví bates zrna), nebo stačí jeden na konec a čela zahoří sama od kanálku?
Snažil jsem se už dřív hledat, ale tyhle odpovědi jsem niíkde nenašel.
Předpokládám, že jednotlivá zrna nejsou přímo na sobě. Patří mezi ně nějaký distanční kroužek? Nebo nějaká zapalovaí tableta s kanálkem?
A jak se zapaluje? Je třeba více palníků (na konec kanálku, mezi jednotliví bates zrna), nebo stačí jeden na konec a čela zahoří sama od kanálku?
Snažil jsem se už dřív hledat, ale tyhle odpovědi jsem niíkde nenašel.
Je to sice již 5 měsíců staré téma,
ale zatím na něj nebyla žádná písemná reakce a proto, že jsem tu nejdůležitější vlastnost BATESU spíše naznačil (doufaje v debatu), sluší se napsat to zde naplno, protože jsem to zmínil v příspěvku o tryskách z reaktoplastů.
Tahový profil motoru zásadně ovlivňuje právě charakter spalování palivového zrna - tedy :
- progresivní spalování (s nárůstem plochy hoření paliva) přináší nárůst tahu, obvykle za cenu příslušného zvýšení pracovního tlaku.
- degresivní spalování ( s poklesem plochy hoření paliva) , zase přináší pokles tahu a snížení pracovního tlaku.
- neutrální spalování ( s přibližně stejnou plochou hoření paliva) , opět zhruba stejný tah i pracovní tlak.
Opět jde o jisté zjednodušení činnosti motoru, aby jsme nezabředli do mnoha problémů najednou.
Protože progresivita hoření ne BaATESovkého palivového zrna s válcovým kanálem může být 200% i více , snaha o udržení pracovního tlaku v nějakém rozumném rozsahu. Aby nebylo zase nutné dále zvyšovat i pevnost spalovací komory motoru a tím i váhu celého motoru.
Proto podle typu a charakteru daného motoru můžeme pomocí geometrie BATES zrn, výrazně ovlivnit rozsah pracovního tlaku motoru.
Mírně progresivní až neutrální hoření pro BATES zrna platí za dodržení několika podmínek.
BATES zrna musí mít délku zrna cca 1,7x průměr zrna a opravdu hořet na obou čelech zrna a v jeho vnitřním kanálku. Pouze tehdy hoření zrna na jeho čelech zrna představuje postupné zkracování délky hořícího vnitřního kanálku, u kterého zase dochází ke zvětšování plochy hoření v důsledku zvětšování průměru hořícího palivového kanálku! Počet zrn by měl být minimálně 2 !!
Při použití delších BATES zrn (pozor i na jejich větší křehkost, větší počet bublin a prasklin) , případně i nedostatečně zažehnuté nebo chybějící ( místo 2-3 zrn jenom jedno!) čelní plochy zrn dochází k výraznější mu nárůstu zahrazení a tedy a pracovního tlaku v motoru.
Snad jsem to nějak dokázal popsat ...
Mirek
ale zatím na něj nebyla žádná písemná reakce a proto, že jsem tu nejdůležitější vlastnost BATESU spíše naznačil (doufaje v debatu), sluší se napsat to zde naplno, protože jsem to zmínil v příspěvku o tryskách z reaktoplastů.
Tahový profil motoru zásadně ovlivňuje právě charakter spalování palivového zrna - tedy :
- progresivní spalování (s nárůstem plochy hoření paliva) přináší nárůst tahu, obvykle za cenu příslušného zvýšení pracovního tlaku.
- degresivní spalování ( s poklesem plochy hoření paliva) , zase přináší pokles tahu a snížení pracovního tlaku.
- neutrální spalování ( s přibližně stejnou plochou hoření paliva) , opět zhruba stejný tah i pracovní tlak.
Opět jde o jisté zjednodušení činnosti motoru, aby jsme nezabředli do mnoha problémů najednou.
Protože progresivita hoření ne BaATESovkého palivového zrna s válcovým kanálem může být 200% i více , snaha o udržení pracovního tlaku v nějakém rozumném rozsahu. Aby nebylo zase nutné dále zvyšovat i pevnost spalovací komory motoru a tím i váhu celého motoru.
Proto podle typu a charakteru daného motoru můžeme pomocí geometrie BATES zrn, výrazně ovlivnit rozsah pracovního tlaku motoru.
Mírně progresivní až neutrální hoření pro BATES zrna platí za dodržení několika podmínek.
BATES zrna musí mít délku zrna cca 1,7x průměr zrna a opravdu hořet na obou čelech zrna a v jeho vnitřním kanálku. Pouze tehdy hoření zrna na jeho čelech zrna představuje postupné zkracování délky hořícího vnitřního kanálku, u kterého zase dochází ke zvětšování plochy hoření v důsledku zvětšování průměru hořícího palivového kanálku! Počet zrn by měl být minimálně 2 !!
Při použití delších BATES zrn (pozor i na jejich větší křehkost, větší počet bublin a prasklin) , případně i nedostatečně zažehnuté nebo chybějící ( místo 2-3 zrn jenom jedno!) čelní plochy zrn dochází k výraznější mu nárůstu zahrazení a tedy a pracovního tlaku v motoru.
Snad jsem to nějak dokázal popsat ...
Mirek
