Und wie sind die Reserven mit 70 barg ~ kritischer Druck N2O ?

100 barg hatte ich für meine ersten willkürlichen und unfundierten Vordimensionierungsannahmen mal angesetzt und dann Wandstärken auch willkürlich mal mit 50% Reserve eingestellt. Alles in der Annahme, dadurch auch etwas Futter zu generieren für eine wie auch immer geartete (Wechsel-) belastung (die Auslegungsspannung von 150 N/mm2, die ich angegeben hatte, entspricht der geschätzten Streckgrenze von Al bei ca. 200°C, und auch da ist noch sorgfältigere Literaturrecherche notwendig. D.h. dies ist noch nicht einmal ein Wert, der die Wechselbeanspruchung berücksichtigt und eine Dauerfestigkeit bei pulsierenden Hybriden garantiert, zumal bei Aluminium sowieso definierte Zeitstandfestigkeiten schwierig einzugrenzen sind. Erst recht, wenn der unbekannte T-Einfluß und die damit verbundene Alterung der für Al spezifischen Härtungsmechanismen dazukommt).


(Entscheidend für die Brennkammerdruckentwicklung ist natürlich die Injektorgröße. Steigt der Brennkammerdruck zu stark an, kann es zu gefährlichen Rückschlägen in die Sodastreamflasche kommen, die dann in Extremfällen sogar genug Energieeintrag verursachen, um eine Zersetzungsreaktion des N2O zu verursachen. Die Screaming Hybrids klingen zwar beeindruckend, sind aber schon akustischer Beweis für riskante Betriebsbereiche).

Ist die Brennkammer eigentlich aus Stahl oder Aluminium (z.B. das übliche 6060 T6 ?). Von Stahl würde ich ohne fundierte Erfahrung sowieso die Finger lassen, obwohl Al natürlich auch keine butterweichen Splitter erzeugt, wenn es sich "ungünstig" zerlegt und von daher erstmal genauso gefährlich für Leib und Leben einzustufen ist. Entsprechende Sollbruchstellen, die ein kontrolliertere "Druckentlastung" nach oben oder unten erzeugen sollen bei Druckspitzen, sind sowieso schon Pflicht, wenn auch kein Allheilmittel.

Hast Du das Rohr aus dem Vollen gedreht oder ist es ein fertiges Halbzeug aus dem Stranggußverfahren gewesen ? Davon hängen Fertigungstoleranzen/fehlerdichten im Gefüge etc. ab.

Hybride werden oft als selbstregulierend in der Literatur dargestellt, was ich persönlich für eine gefährliche Untertreibung halte, die den Eindruck einer Unmöglichkeit von Explosionen erzeugen könnte. Das ist definitiv nicht so !!!

Deshalb nochmal mein Hinweis an alle: Ich bin hier absoluter Anfänger ohne Erfahrung, mein ganzes Geschreibsel kann also gefährlicher Blödsinn sein.

@ Alle: Wir haben hier im Forum einige Senior-Experten, die selbst schon erfolgreich (Feststoff)-motoren gebaut haben und die notwendigen gesetzlichen Vorgaben dazu innehaben.

Auch ich wäre an einer Kommentierung durch sie interessiert, insbesondere von denen, die Hybridmotoren gebaut haben.

Und an Dich Chris: ich möchte nicht, daß Du durch meine Kommentare entmutigt wirst, nur bitte sehr vorsichtig sein. Handwerklich sieht der Motor nämlich sehr schön aus, das alleine würde ich definitiv niemals so hinbekommen !

Grüße

Thomas

Geändert von Diplom-Pyromane am 23. November 2020 um 20:44

Hey Thomas
Viren Dank für deinen Text.
Mit Berechnungen habe ich es nicht so ehrlich gesagt.
Ich stehe lieber fünf mal in der Werkstatt als einmal genau berechnen und alles passt.
Einen Testlauf würde auch auf einem abgelegenen Grundstück von meinen Eltern stattfinden.
Ich selbst wäre dabei natürlich in Sicherheit.
Versuche mit Gas und Feuer sind ja eh immer gefährlich.
Auch wenn man glaubt alles gesichert zu haben kann was schief gehen
Deshalb bin ich sehr vorsichtig.

Irgendjemand hatte gefragt wie ich das Gas regeln möchte.
Kurze Antwort - garnicht
Der Tank würde zunächst nur zu einem ganz kleinen Teil mit Gas gefüllt.
So das der Motor nur ganz kurz läuft.
Danach wird dann stetig mehr in den Tank gefüllt und geschaut wie sich der Motor verhält, und wie der Schub ist.
Er ist halt mehr oder weniger vom Aufbau her an den Microhybrid angelegt.
Es wäre schon spannend zu sehen wie viel Schub der Motor hat.

Wie sind denn eure Erfahrung mit den Grains?
Was sollte ich eurer Meinung nach bevorzugt nehmen?
Es gibt ja so viele Möglichkeiten.
Passende Acrylzylinder wären für mich ganz leicht zu besorgen.
Oder wären PVC oder Pappe besser?

Hi Chris,

Eine paar Fragen hab ich noch: Wie willst du das N2O aus der Ferne einfüllen? Per GSE oder ein anderes System. Wie willst du den Motor zünden (das N2O in die Brennkammer lassen, entzünden)? Ich denke außerdem, dass du weißßt, dass das N2O auf über 200°C erhitzt werden Muss, bevor eine Zündung eintritt? An die Experten: Korrigiert mich bitte, sofern Bedarf besteht.
Nimm dies allerdings nicht als Pflicht, sondern als Hinweis. Ich weiß auch nur, was ich hier lese. Ich an deiner Stelle würde auf die Hilfe der Forum-Experten bei Hybrid zu warten (Andreas, Thomas, ...).

Gruß und weitere große Planungs- und Baufreude ,
Felix.

ich habe meinen Text ein bißchen nacheditiert, da er zwischen Tür und Angel geschrieben war...

Zitat:

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Original geschrieben von NewWaterRockets


Nimm dies allerdings nicht als Pflicht, sondern als Hinweis. Ich weiß auch nur, was ich hier lese. Ich an deiner Stelle würde auf die Hilfe der Forum-Experten bei Hybrid zu warten (Andreas, Thomas, ...).


Felix.

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Hallo Chris,

du schreibst dein System ist im Prinzip testbereit...

Sorry aber das kann ich nicht so recht nachvollziehen.

Wie Oliver hier schon schrieb, fehlen auch mir da jegliche Art von Dichtungen und O-Ringen !?
So wie du deinen Motor bisher konstruiert hast, wird er keinesfalls funktionieren !!!
Wenn du nicht enttäuscht sein willst, erspare dir den ersten Test und überarbeite dein System noch mal !

Mir stellt sich auch die Frage warum du das "Fahrrad" (völlig ohne Berechnung) noch mal grundlegend neu erfinden willst!?
Ich halte deine Herangehensweise da schon für "etwas" bedenklich !

Es gibt ja bereits einige sehr gut funktionierende Hobby-Hybridmotoren wo du dir grundlegende Dinge abschauen
könntest und wenn du einen guten Dreher an der Hand hast, um so besser, vielleicht etwas optimieren könntest.

Ich möchte dir natürlich keinesfalls deinen Elan nehmen und finde dein Bestreben auch super sich mit der Entwicklung von Hybridtriebwerken zu beschäftigen sehr gut aber da musst du konstruktiv und technologisch noch mal
ein bisschen nachbessern...

Mir erschließt sich auch absolut noch nicht, wie du deinen Hybridmotor zünden und das N2O aufspalten willst und wie der Zufluss des N2O in die Brennkammer reguliert werden soll ???

Andreas

Geändert von Andreas B. am 24. November 2020 um 00:29

Servus,

ja, da will sich einer Stress antun.

Auf was es bei der Geschichte hinausläuft ist letztendlich Eigenverantwortung in gänze für sich selbst.
Sobald etwas passiert ist die erste Frage - wer ist Verantwortlich. Und nur gut wenn sich schnell jemand anders findet - der hat Unterschrieben, super.

Wenn jemand sich oder andere anhand von Informationen die er gelesen oder von anderen gehöhrt hat verletzt, so handelt und ist er eigenverantwortlich, oder nicht?

Von dem her sollte Mensch sich halt darüber bewusst sein was er tut und ob er es in gänze verantworten kann, wenn nicht sollte Mensch schlicht und ergreifend die Finger davon lassen. Und trotzdem klemmen wir uns hinters Steuer eines Autos obwohl jedes Jahr um die 4500 Menschen in verbindung mit diesem sterben.

Aber etz zum Stress. Wenn es darum geht, sich in eine Technik einzuarbeiten von der man überhaupt keine Ahnung hat währe es doch geschickt erst mal klein anzufangen. Spähter, nach vielen Jahren eröffnet sich dir in der Sache ein Universum mit der Erkenntnis dasd gar nichts weißt, na ja, mit 80 Jahren vielleicht.

Mit so großen Geschichten einzusteigen ist nicht nur teuer vom Material her, sondern auch gefährlicher. Auch was Versuche, Testläufe oder sonstiges angeht wird es mit steigender Größe einfach unkomod.

Ein großer Gefahrenpunkt ist das händeln von unter hohem Druck stehendem Zeugs.

An dieser Stelle mal der Hinweis, das die Sodastream etc. von der Theke weg zum befüllen mit N2O HÖCHST gefährlich wie auch verboten ist. Vielleicht hat der eine oder andere schon mal was von Kohlenwasserstoffbelastungen im gesprudeltem Wasser gehöhrt? Die Ventiele sind tatsächlich teilweise mit Fetten benetzt! Ein weiteres Manko sind die NBR Dichtungen, für CO2 Super für N2O gänzlich ungeeignet (zumindest was längere Lagerung angeht; die Dichtungen quellen schon nach Minuten auf) und Lachgas hat die Eigenschaft das es durchdiffundiert. (Kuzzeitiger Einsatz während des Betriebs sind kein Problem)
Wenn schon dann sollten die Flaschendichtungen z.B. durch Teflon ersetzt werden.
Eine weitere Geschichte ist das Durchsatzvermögen am Ventil selbst was maßgeblich die charakteristik des Motors vorgibt (im vorliegendem Fall), bei einer zu engen Tolleranz bekommste da nicht genug N2O in die Brennkammer, das dieser ordentlich läuft.

Dir sollte schon klar sein, das auf Injektor wie auch Düsenseitig bei sagen wir mal 30Bar Brennkammerdruck die kleingkeit von rund 720Kg lasten? Da sind 4x M4 schon etwas dürftig; das sind so grundliegende Sachen, die man schlicht und ergreifend schon ausrechnen sollte. Und schon wieder ein Grund klein zu bauen, die Flächenbelastungen sind um einiges geringer. Nebenbei bemerkt hat Stahl im Motorenbau nichts zu suchen (und der Expansionskegel sollte kleiner gewählt werden, das zieht dir nur unnötig die Flamme auf; der Übergang Einlaufkegel-Düsenhals sollte abgerundet werden, strömungstechnisch smoother; zum Ende der Düse hin würd ich der kapazitiven Wärmeaufnahme wegen mehr Material stehen lassen; desweiteren wäre es geschickt die Düse einfacher zu gestalten bzw. einen Einsatz zu machen der sich leicht tauschen lässt da 10mm sicherlich zum Injektor aka Ventil vom Stand weg selten passt).

Bei dem Brennkammerdurchmesser wird ein großteil der Leistung hauptsächlich vom sich zersetzenden Lachgas kommen, aber nicht von dem, das der Motor sein Potenzial entfaltet.

Die größte Sicherheit erfährst du bei der Geschichte, wenn es denn schon sein muss, mit einem Motorprinzip, das erst unmittelbar vor der Zündung von einer handelsüblichen Lachgasflasche befüllt wird.

Letztendlich macht es nicht die Information aus (das macht man so und so), sondern die Zeit die du dir mit Erfahrungen eines Themas nimmst, die zum wirklichen Erfolg führen und nicht nur zu einem Motor der halt flätulanzartig läuft wie nahezu alle, die in Videos zu Hybridmotoren im Netz zu finden sind. Aber das mit dem Erfahrungen sammeln funktioniert mit kleineren Geschichten genauso wenn nicht besser und sicherer.

Es ist nicht meine Intension da was madig zu reden, wenn Du dir den Stress antun willst, Super, aber da gibt es besseres als vom Stand weg einem 800Ns Motor durch Eigenkonstruktion zu versuchen Leben einzuhauchen, das kanst machen wenn du dich mehrere Jahre in die Thematik durch unmengen an Versuchen eingeabeitet hast und du weisst was du tust.

Aber egal was du machst, sei dir bewusst, das Du eigenverantwortlich handelst.

C’est la vie

Uli

Guten Morgen,

nahezu alles Wichtige ist schon gesagt. Ich möchte nur darauf hinweisen, dass "eigenverantwortlich" in Ulis Sinn (wenn ich den Beitrag richtig gelesen habe) bedeutet, dass du, Chris, *alleine* für die Folgen deines Handelns verantwortlich bist.

Das bedeutet aber, dass du auch für_andere_Verantwortung_trägst (und nicht etwa nur für dich selbst), nämlich zum einen für die, die unmittelbar Schaden erleiden könnten (z.B. durch einen Motorplatzer), zum anderen auch für die, die einen Schaden haben, wenn durch dein Handeln ein falsches, negatives Bild der Szene entstünde. Leider reicht ein Hasardeur aus, um eine (verantwortungsvoll handelnde) Szene von Hunderten zu diskreditieren. Sei dir bitte dieser Verantwortung bewusst.

Für den Fall, dass es noch nicht gesagt wurde: Auch die maximale Scherkraft für Bolzen (ohne Gewinde) lässt sich berechnen, Infos z.B. hier: https://www.cnc-lehrgang.de/scherbeanspruchung/

Grüße

Hagen

Geändert von Trevize am 24. November 2020 um 08:57

> Für den Fall, dass es noch nicht gesagt wurde: Auch die maximale Scherkraft für Bolzen (ohne Gewinde) lässt sich berechnen, Infos z.B. hier: https://www.cnc-lehrgang.de/scherbeanspruchung/

Das schon, aber ich fürchte dass es sich hier um eine Schraubenverbindung handelt. Bolzenverbindung wäre auch nur dann angemessen, wenn die Toleranzen entsprechend eng sind.

Für Schrauben:
Spannungsquerschnitt M4:
Scherfestigkeit Festigkeitsklasse 8.8 (nur Schrauben verwenden die das auch aufgeprägt haben!):
Anzahl Schrauben:
Maximale Scherkraft:
Und das natürlich nur im Idealfall, wenn alle Schrauben gleichmäßig belastet sind und keine Überlagerung mit (hohen) Zugkräften oder Biegebeanspruchungen auftreten.

Bei 60 bar Überdruck und 55 mm Innendurchmesser hast Du schon ca. 14300 N, die auf Düse oder Injektor wirken.

Deine Schraubverbindung wäre, wenn meine Annahmen stimmen, also unterdimensioniert.

Oliver

Geändert von Oliver Arend am 24. November 2020 um 09:20

Hallo Chris,

oje, jetzt kommt es von allen Seiten....

Ich finde aber alle Informationen berechtigt und wertvoll.

Uli muß ich vor allem Recht geben, was das Thema Sicherheit im Umgang mit Dauerdruck-N2O Tanks angeht und das Annähern an Erfahrung mit der Strategie "von Klein auf Groß". Die meisten Hybridflieger, die momentan aktiv sind, fliegen ja die bekannten Monotubes, die auf der Rampe befüllt werden. Sicherheitstechnisch besser, auch wenn die Umwelt unter der nicht unbeträchtlichen Menge an dem hochpotentiellen Treibhausgas N2O leidet, das beim Befüllen über Vent abgegeben wird und ggf. über den einen oder anderen Schlauchplatzer.

Der Geräteaufwand für GSE ist für viele Einsteiger dabei erstmal abschreckend. War es am Anfang für mich auch, aber der Bau eines GSE ist wirklich simpel und kann an einem Wochenende bewerkstelligt werden (bei Vorhandensein der Einzel-Komponenten) und ohne große Löterfahrung oder Löt-Fertigkeiten.

Und wenn man das nicht selber machen möchte, gibt es ja vielleicht die eine oder andere Unterstützung aus dem Forum.

Wie wäre es denn, wenn Du an einem der nächsten Flugtage teilnimmst, und mit uns Kontakt aufnimmst, um Dir die Systeme vor Ort und deren Handling anzuschauen und danach Deine Entwicklungsstrategie noch zu überdenken und ggf. zu optimieren ?

Ich werde bei meiner eigenen Konstruktion auch die "Fachwelt" kontaktieren und meine Gedanken challengen lassen (öffentlich oder in gezielten Einzelkontakten). Einsteigen werde ich auch mit einem Monotube Durchmesser von ca. 30 mm und meine Erfahrungen und Dimensionierungsüberlegungen dabei so zu Papier bringen, dass es für Interessierte nachvollziehbar und bewertbar auch hinsichtlich Risiken und Fehlannahmen wird.

Also melde Dich doch bei uns, übrigens der nächste Flugtag mit "reger" Hybridbeteiligung ist am 05.12.20 geplant beim LSC Zülpich (NRW)

Grüße

Thomas

Geändert von Diplom-Pyromane am 24. November 2020 um 10:25