[AR] Re: Continuation of small hybrid motor design

  • From: Joe Bowen <joe.b.bowen@xxxxxxxxx>
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Mon, 20 Jul 2020 14:44:40 -0600

Jack,

See below for the answers to your questions.  Just a quick thought
though... I'm just some amateur trying to learn this stuff on a forum of
professionals, so take whatever I say with a grain of salt.  And I would
highly suggest you take their advice to get in touch with more experienced
individuals and maybe start out with a commercial hybrid motor to get a
better feel for how they operate.  This project has been a multi year
project of reading lots of info, talking with many people, machining lots
of parts, learning how to test safely, running tests, rinse and repeat; all
for a pretty subpar motor that still needs plenty of design/testing before
it would ever be ready to be put into a rocket.  So, just fair warning for
what you're getting yourself into.  If you just want a hybrid motor, go buy
one... much cheaper, safer, and quicker to launch.  I also highly suggest
getting in touch with people in your area who can offer you hands on help
(especially with safety aspects).

Joe

On Mon, Jul 20, 2020 at 11:01 AM Jack Hanna <jackhannaofficial@xxxxxxxxx>
wrote:

Ok thanks so much for the information, many thanks to you Joe.
Looking through, I have a few questions,

- The ABS fuel grain is also the chassis, which is why it's burnt out in
the 7-28-19 drive, correct?


No, the motor casing is an aluminum tube with grooves in each end for
retaining C-clips.  In this picture you can see the N2O mainly sprayed
against that area, which now has a hole in it.  I hypothesize that this is
due to the way the fill tube got cut on an angle, but I'm not entirely sure
how I'm going to fix that and make the spray more even in the future.

-
[image: image.png]
In this image, the bit on the left is the injector, correct?


Correct


If so, did you make it yourself and if that's also true, how did you go
about making it and what parts did you use / how did it all come together?


Everything in this motor, besides a few minor parts (brass fittings, n2o
hoses, etc) was custom machined.  Also, each fuel grain is custom built
with some machining and gluing.  This takes several hours for each fuel
grain.  Not sure I would recommend the complex way I've been making fuel
grains and I've been trying to come up with some easier to manufacture
designs.


- During the 2019-07-28 test...
         Pressure was the combustion chamber, correct?


Correct, although I now have a pressure sensor on the top of the n2o tank
as well these days.

         What was the difference in pressure from the feed tank to the
motor? At what point did you stop it?


Not sure I understand your questions, but let me try... I think what you're
asking is when do I know my run tank has been filled.  So the top of my run
tank has a very small pin hole to let the gas escape.  So as it's being
filled, gas will slowly come out of that hole.  But eventually the run tank
will cool down and start to fill with liquid n2o and at some point you'll
see the "fog" of the n2o boiling off out of that hole.  The design and
operation of this motor is very similar to a RattWorks motor (minus the
fact that the combustion chamber and run tank are separated in my design).


- The converging diverging nozzle is inherent to the design of the fuel
grain, meaning that it was manufactured with that structure, correct?


So I added two more pictures to better show the full fuel grain cross
section.  In a fuel grain (for this motor...) there is the graphite nozzle
(machined on a lathe with those custom 60/15 deg drill bits, lots of
vacuum, and basically a full lathe cleaning afterwards).  Then I machine
the post combustion chamber from canvas phenolic and glue the nozzle down
in there, this way the phenolic acts like the rear bulkhead.  And then I
glue the post combustion chamber/nozzle assembly onto the fuel grain.  In
the pictures, I've used a solid abs fuel grain but I've more recently made
some using a hollow mold and filled with a PBAN based mixture.


- How did you get combustion chamber pressure and thrust measurements?


Thrust measurements come from the motor test stand.  It's a swing arm where
the arm presses down on a load cell.  (I'll add a picture of my test
stand)  And the pressure measurements come from ports on the fwd bulkheads
(combustion chamber and n2o tank).  The below picture is an older injector
and doesn't have the pressure ports.


- Dumb question, how does the bulkhead for the injector not get blasted
out of the combustion chamber? I really don't know much about bulkheads so
a bunch of detail in this aspect of rocketry would be highly appreciated.


C-clips and grooves in the motor tube.


-
[image: image.png]
What does this do?
Oh wait, if the grain is put inside of the steel casing,


Not steel, aluminum (Tripoli doesn't allow steel).  I added more pictures
which might help make more sense with actual current parts.


How do you secure it? Does it need to be secured?


I think the answer is C-clips and grooves, but that might depend on the
definition of "it" here.


In text, what is the "general" fuel grain manufacturing technique, I see
the images but would like some elaboration.


See above... I don't recommend it, it's a pain and can probably be done
better.



Thank you so much for the help.


On Sat, Jul 18, 2020 at 4:29 AM <mark.spiegl@xxxxxxxxx> wrote:

HDAS is a great free spreadsheet which assists with the design of a
hybrid motor. Always take these things with a grain of salt... but it is a
great learning tool.



I cannot find or credit the original source, so I made a copy available
on my website.



http://www.spiegl.org/rocket02/HDASv1.6.xls



--MCS






PNG image

PNG image

Other related posts:

  1. Home
  2. arocket
  3. Archive
  4. 07-2020