Hallo!

Ich bin gerade dabei meinen WCH I110 etwas zu "frisieren" und bin mir sicher, dass es noch ein paar Möglichkeiten mehr gibt, diese Motoren zu verbessern. Daher möchte ich hier eine Diskussion starten um zu sehen was so alles geht!

Monotubes wie Contrail, RattWorks, WCH, etc. sind mit Abstand die gängigsten Hybridmotoren die bei uns geflogen werden und das auch mit Grund: wenn ein GSE zur Verfügung steht und man das passende Modell hat, dann ist es nicht mehr sehr viel komplexer als AT/CTI zu fliegen, hat aber einfach einen besonderen Reiz

Das mit dem passenden Modell ist so ein Thema, denn die Motoren sind verhältnismäßig sehr lang und brauchen eine Möglichkeit, den Entlüftungsschlauch nach außen zu führen. Durch die große Länge kann es passieren, dass ein Teil des Lachgastanks vor dem Schwerpunkt liegt, wodurch sich dieser nach dem Start erstmal nach hinten (statt wie normal nach vorn) verschiebt. Das Leistungsgewicht leidet unter dem ganzen Alurohr, das man mitschleppt... usw.!

Warum sind die Motoren so lang?

1. Grain-Länge: bei den verwendeten Brennstoffen ist die Regressionsrate (wie schnell das Material abbrennt) eher gering, deshalb braucht man ein langes Grain um im Brennkanal genügend Oberfläche zu haben an der das Material aufschmilzt.
   
2. Ineffiziente Verbrennung: das Lachgas wird mittig eingespritzt und ein großer Teil wird quasi unverbrannt aus der Düse rausgepustet, also braucht man mehr Lachgas für einen gewissen Impuls, dafür mehr Tanklänge..
   
3. Entlüftung: die ist nötig um den Motor zu befüllen, nach der Zündung entlüftet sie aber weiter, d.h. es geht die ganze Zeit Lachgas verloren, dass nicht verbrannt werden kann. Gleichzeitig ergibt sich damit dieser nervige Schlauch der im Modell untergebracht werden will.
   

1. und 2. kann man gemeinsam erschlagen indem man für eine bessere Durchmischung in der Brennkammer sorgt. Dafür habe ich bisher 3 Systeme gesehen:

1. ZA-Rocketry: im Injektor sitzt ein Kolben mit Rückschlagventil der die eigentlichen Einspritzbohrungen verdeckt. Durch das Ventil kann befüllt werden, ist der Füllschlauch durchgebrannt schließt es, der Kolben wird bewegt und gibt die Bohrungen frei. Leider ist die Website down, aber evlt. finde ich noch Bilder davon.
   
2. RattWorks X-Flow: im Schlauch selbst steckt ein Rohr mit vielen kleinen Bohrungen o.ä., das bis in die Brennkammer reicht.
   
3. Mehrere Schläuche und Fittings am Injektor, dadurch nicht nur zentrale Einspritzung. Contrail macht das bei großen Motoren, aber bei kleineren reicht der Platz nicht.
   
4. Vortex-Injektor: bei Contrail nennt sich das CNVA, ein Bauteil zwischen Tank und Injektor erzeugt einen starken Strudel im Lachgas bevor es in die Brennkammer gelangt, was dort zu einem Strudel und mehr Vermischung führt.
   

Fallen euch noch Ideen für Monotubes ein?

Für die Entlüftung hat auch Contrail etwas: im Tank befindet sich ein Steigrohr (eigentlich Fallrohr), dass bis ans Tankende reicht. Entlüftet wird durch dieses Rohr, durch den Injektor und mit einem Schlauch zur Düse raus. Bei der Zündung wird dieser Schlauch auch durchgebrannt und das austretende Lachgas wird während dem Flug mit verbrannt (Gasphase).

Interne Entlüftung und einen Strudel-Generator à la CNVA habe ich für den WCH I110 gebaut und werde es bald probefliegen. Mich würde aber auch stark interessieren was sonst so in der Richtung schon probiert wurde!

Viele Grüße
Roman

Bislang nichts, aber ich habe seit rund 20 Jahren auch einen WCH I110 rumliegen den ich irgendwann mal fliegen will. Lachgas ist in den USA aber offenbar schwerer zu bekommen als AP.

Oliver

Auch wenn es hier um das Frisieren des WCH I110 geht.
Ich war immer der Meinung, dass es sinnvoller ist, wenn das Modell befüllt an die Startrampe kommt.
Spart das ganze "Schlauch und Temperatur am Schlauch" Thema, was wir auch bei diesem RJD wieder gesehen haben.
Ich hatte neulich ein interessantes Experiment dazu bei Youtube gefunden. Darin ging es um die Grains und was man alles für Konturen, mit welchen Auswirkungen, einarbeiten kann. Dank 3D Druck alles nicht mehr so wild. So kann man wohl vor allem zu Beginn das Lachgas bereits so in eine Rotation bringen und verhindern, dass es einfach durchströmt. Auch hat man dort mit einer "Vorkammer" also dem Bereich zwischen Grain und Düse experimentiert. Ich muss mal sehen, ob ich den Link finde. Einmal zu viel getippt alles weg

Ich werde berichten, was ich mit dem WCH I110 mache, aber eigentlich ist der Thread für alles gedacht, was man mit Monotubes so machen kann um ihnen ein bisschen mehr Wumms zu geben

Geht es in dem Video darum, den Oxidator zwischen Grain und Düse einzubringen und dann einen Vortex im Vortex zu erzeugen? Also so, dass die Strömung das Grain entlang von der Düse weg strömt (mit Drall) und dann am Brennkammerende umdreht?

Leider ist mein Englisch nicht das Beste. Für den Urlaub reicht es und dann wirds knapp.
So in die Richtung ist es gegangen. Leider ist das Video, ich habe gestern noch mal gesucht, nicht mehr zu finden.
Aber es gibt ja doch einige Videos, die in die Richtung gehen, auch wenn da teilweise mit Propan hantiert wird.
Auch sind die meisten Prototypen eher ein Teststand und im Modell sicher sehr komplex zu fliegen.
Das System war aber ähnlich wie in diesem Video, man hat einen Teil des Lachgases seitlich in die Kammer eingebracht, um die Rotation zu erzeugen.
https://youtu.be/tqEfbJRKzeQ?si=wOWeeo_1UG-qr_w7

Das ist eine ziemlich coole Idee um ein Flüssig-/Gastriebwerk zu kühlen
Im Hybrid würde wohl die Brennkammer-Geometrie, die sich während dem Abbrand kontinuierlich ändert, die Komplexität nochmal deutlich erhöhen. Ob der inside-out-Vortex (?) dann stabil bleibt?

Was gerade mit 3D-gedruckten Grains aber durchaus denkbar ist, ist es den Oxidator durch Kanäle im Grain an vielen Stellen einzuspritzen, so wie hier verbildlicht:



(Quelle: https://www.mdpi.com/2226-4310/10/9/759 )

Mit einem mittigen Injektor geht das leider nicht, aber mit der Variante mit dem Kolben (und Rückschlagventil) im Injektor kann man das umsetzen. Einen solchen Injektor habe ich vor Jahren mal angefertigt und nie geflogen, beim einzigen Versuch war es am GSE gescheitert. Das Ding schaut so aus:



Im Foto liegt es schon in Flugrichtung. Von unten (Schlauchfitting rausgeschraubt) sieht man 4 Injektorbohrungen und in der Mitte den Kolben der das Rückschlagventil (Viton-Kugel) enthält):



Während dem Füllvorgang verschließt der Kolben die seitlichen Bohrungen:

Während dem F

Sobald der Füllschlauch durchgebrannt ist schließt das Rückschlagventil und der Kolben wird nach unten gedrückt, gibt dabei die Bohrungen frei:



Die vier Bohrungen sollten damals einfach in den mittigen Brennkanal zeigen, stattdessen könnte das Grain hier aber auch anliegen und Kanäle haben, die das Lachgas dann weiter in den Brennkanal leiten und dort einen Wirbel o.ä. erzeugen. Ich würde sagen, das gilt es zu testen

So sah das damals bei mir auch aus. Die Kanäle hatte ich mit einem leichten Drall erodiert.
Aber die Zeiten, wo ich an solche Maschinen rangekommen bin, sind leider vorbei.
Auch wenn man die Leute gut kennt, die Maschinen sind ja ohne Pausen immer voll.

Ich hatte ein Experiment gesehen, in dem der Motor, das Grain war. Die Plexiglasröhre hat sich selbst verbraucht. Da sah es so aus, als wenn die Form ziemlich lange stabil bleibt. So ein Grain könnte also gut herzustellen sein. Wenn man das Grain aus Sorbitol gießen will, gibt es ein 3d Filament, was sich in Wasser auflöst. Daraus könnte man den Kern herstellen.
Müsste man nur testen was dem Wasser am längsten Stand hält. Bzw. ein wenig Chemie beimischen, damit das Sorbitol sich nicht so schnell verflüssigt.

Zitat:

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Original geschrieben von Roman


Die vier Bohrungen sollten damals einfach in den mittigen Brennkanal zeigen, stattdessen könnte das Grain hier aber auch anliegen und Kanäle haben, die das Lachgas dann weiter in den Brennkanal leiten und dort einen Wirbel o.ä. erzeugen. Ich würde sagen, das gilt es zu testen

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He Roman, wow, wieder ein sehr beeindruckendes Projekt von dir, ich bin begeistert !

Bin schon echt neugierig auf den Test

Andreas

Geändert von Andreas B. am 23. August 2024 um 18:51

Zitat:

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Original geschrieben von Andreas B.
He Roman, wow, wieder ein sehr beeindruckendes Projekt von dir, ich bin begeistert !

Bin schon echt neugierig auf den Test

Andreas

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Den Injektor aus den obigen Bildern habe ich (noch) nicht getestet, gestern ist aber der Vortex-Injektor im West Coast geflogen und hat sich dabei mehr als bewährt! Sonst komplett gleiches Setup, gleiche Rakete, sogar Startplatz und Außentemperatur waren fast identisch wie beim ersten Flug. Änderungen waren der neue Injektor mit "Vortex-Generator" und interner Entlüftung.

Und was hat's gebracht? 62% mehr Flughöhe!

Die genaue Auswertung mache ich noch, der Altimeter der an Bord war gibt auch Schubkurven aus. Aber hier erstmal die Bilder vom Injektor:







Und eins vom Flug



To be continued..

Moin,
das ist ja grandios.
62%

Glückwunsch.

Leider kann man die Bilder nicht sehen.