Aufgrund dessen, das PE in Zylinderform als Halbfabrikat relativ teuer ist,
hab ich mich auf die Suche nach einer Alternative gemacht. Was Liegt 
da näher als aus dem Grundstoff des PE-Halbfabrikates,  die Grains selbst zu fertigen...

 

Nachdem ich aus dem Glarnerland einen riesigen 20Kg schweren 
Sack mit PE Granulat geschenkt bekommen habe, machte ich mich an die Arbeit. 
(Hier ein grosses Merci richtung Mollis)
Die  Ziele waren die billige Herstellung der Grains und die Brenngeometrie
so zu gestallten damit sich eine Schubsteigerung realisieren lies.
(Zur Brenngeometrie komm ich weiter unten)

 

Herstellung des Grains:

Die erste Idee war es, da PE-Granulat zu kochen. Ich ging also
ins Brockenhaus und kaufte mir eine Pfanne.

Auf einem kleinen Campinggaskocher erwärmte ich dann das Ganze.
Am Pfannenboden war es zu heiss und brannte an, oben in der Pfanne
war es bereits wieder zu kühl und die Zähflüssige Masse kühlte sofort aus
und erstarte. Es stank fürchterlich und mir wurde speiübel. Durch die
übermässige Hitze wurde das PE braun und spröde. 
Fazit: Der mit dem Kochen funktioniert definitiv nicht!

 

So musste eine neue Idee geboren werden...

Ich kaufte mir einen kleinen Grill-Ofen...

 

Das PE-Granulat wurde in Röhren gefüllt. Während mehreren Stunden 
musste das Zeug gebacken werde. Nach einiger Zeit musste ich Granulat
nachfüllen da es in sich zusammen viel. Es stank wieder erbärmlich und ich nötigte das ganze Quartier damit.

 

Am Ende sah es dann in etwa so  aus. Der "Schwund" nach dem Abkühlen
war dann sicher so an die 10-20%

 

Danach wurden die Grains mal so ungefähr auf Mass gebracht.

 

Aussenmasse und Zylinder wurden auf der Drehbank gemacht

 

wie am Anfang schon mal erwähnt wollte ich bei My_Rocket_3 die
Brenngeometrie verbessern. Da ich kein Extruder habe, 
blieb mir nichts anderes übrig, als die Sternform heraus zu arbeiten.

 

Hier eine kleine Theorieeinlage... ;-)

Oben links: Der Grain hat nur ein Zylinder = Der Schub wächst an weil sich die 
Brennfläche während des Betriebes vergrössert.

Oben recht: Der Grain hat eine Sterngeometrie im Innern = Aufgrund der künstlich erhöhten Brennfläche erhalten wir einen grösseren Startschub so wie einen gleichmässigeren Abbrand. (Siehe Druck/Zeit-Diagramm)

 

Genug der grauen Theorie machen wir uns an die Praxis...
Mit dem Oberschlitten der Drehbank hab ich von hand die 
einzelnen "Furchen" in 10tel Millimeter- Schritten herausgeschnitten.
Das Werkzeug dazu hab ich extra angefertigt.

 

Ein total gestörtes Unternehmen! Jeder Stern gab mir ca. 1/2 Tage
arbeit... und es hatte 3 davon...!?!

Hier die fast fertige Rakete. Was neben den Grains auch neu war, ist 
der Aufbau der Brennkammer. Bis anhin war es ein Stahlrohr an welchem
die Düse und der Gaseinlass mit Schraube und Mutter angeflanscht wurden.
Bei My_Rocket_3  verwendete ich ein dickwandiges Alurohr. Dies ergibt eine schönere Bauform. Die vielen Gewinde zu schneiden brachten mich aber fast zur Verzweiflung....

 

Auch hier wieder gut zu sehen. die konische Lavaldüse.

 

Hier nochmals eine kleine Theorielektion:

Beim Ausströmen eines gas- oder dampfförmigen Mediums aus einem Druckbehälter kann die Austrittsgeschwindigkeit höchstens den Wert der Schallgeschwindigkeit annehmen.
Soll die Expansion unter dem kritischen Druck weitergehen und die Geschwindigkeit grösser als die Schallgeschwindigkeit werden, so muss die Düse nicht als einfache, konvergierende, sondern als erweiterte Düse ausgeführt werden.

Zu gut Deutsch heisst das wir beschleunigen das Gas bis zur engsten Stelle auf überschall und werden danach zum Auslas hin wieder grösser. Daher auch die Glockenform der Triebwerke von Raketen... Aaahaaaa.... :-)

 

Da noch kurz die Versionen was falsch und richtig gehen kann bei der Auslegung der Lavaldüse.
In der Lavaldüse wird der Brennkammerdruck in Geschwindigkeit 
umgewandelt. Bild oben rechts "Auslegezustand" zeigt das was angestrebt wird.
Der Druck wird vollständig in Geschwindigkeit umgewandelt. 
Nach dem Testlauf von  My_Rocket_3 war auf dem Video sehr genau das Bild
unten rechts erkennbar. Was bedeutete, dass die Lavaldüse schlecht ausgelegt
war und sich der Druck nicht abbauen und somit in Geschwindigkeit wandeln konnte. (Aufplatzen des Abgasstrahls)

 

Test von My_Rocket_3
Dieses Teil  ist (war ;-) schon recht beeidruckend wenn man neben an steht. 

 

Leider hats auch My_Rocket_3 nicht überlebt. 

 

Nach mehreren hundert Franken Baukosten und ca.50-  60ig Arbeitsstunden war das gute Stück in ca. 5 Sekunden Schrottreif. Die Lavaldüse hats aufgebrannt......

 

Hier der hinterste Grain nach dem versuch. Der ist grad mit der Gaseinspritzung zusammengeschmolzen. Ich hatte mal wieder Sauerstoffüberschuss! Himmel und ich hab doch die Einspritzlöcher extra noch kleiner gemacht!

Mit der Gewissheit, eine genügend starke Rakete für mein Rocketbike- Projekt herstellen zu können, hab ich mich nun mit neuen Ideen an My_Rocket_4 gemacht.

Das Schmelzen der Lavaldüse machte mir am meisten Sorgen. Also musste eine neue Lösung her! Aber seht selbst unter My_Rocket_4......