[AR] Re: Erosive burning rule of thumb?

  • From: "" <dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> (Redacted sender "crogers168" for DMARC)
  • To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
  • Date: Wed, 12 Apr 2017 19:43:19 -0400



<<  I am using the port area / throat area greater than 1.36 criteria as well 
as mass flow below 1.75 lbm/sec-sq. in. rule.  >>
 
It's a great place to start.  For Finocyl grains a great place to start is the 
non-erosive Core Mach Number and non-erosive Core Mass Flux for a cylindrical 
core, like you're doing, and then figure the Core Complexity Factor for the 
Finocyl is going to make the erosive burning worse.
 
For the 2004 CSXT GoFast rocket we went a little aggressive on the Core Mach 
Number and Core Mass Flux, again we were trading getting enough propellant into 
the rocket to make it over 100 km without the motor failing from erosive 
burning.
 
The tough part of course is that the Finocyl grain "fins" are at the end of the 
grain, making the grain core complex at the end of the grain, right where 
erosive burning will be worse.  The cylindrical core front portion is easier to 
calculate the core mass flux, and there is less (or no) erosive burning up 
front in the motor core.  The cylindrical core-based erosivity design criteria 
are probably directly applicable to your conic core section.  It's the Finocyl 
"fin" section which is the issue.
 
What would be a great subscale test is Finocyl grains and cylindrical core 
grains fired at the same Core Mach Number and same Core Mass Flux.  Cylindrical 
core grains can be used to develop the erosivity design criteria, as I did, but 
it would be good to know that a Finocyl grain with a Core Complexity Factor "X" 
would have erosive burning "Y%" higher than the baseline cylindrical core grain.
 
Brute force may be the best way to go.
 
And congratulations on your 82% volumetric loading, that's a very good 
volumetric loading.
 
 
 
Charles E. (Chuck) Rogers
CRogers168@xxxxxxx
 
 
 
 
-----Original Message-----
From: William Claybaugh <wclaybaugh2@xxxxxxxxx>
To: arocket <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
Sent: Wed, Apr 12, 2017 4:18 pm
Subject: [AR] Re: Erosive burning rule of thumb?



Chuck:


I am using the port area / throat area greater than 1.36 criteria as well as 
mass flow below 1.75 lbm/sec-sq. in. rule.


The issue is that I am working with a relatively complex core burning grain 
that consists of a cylinder, a cone, and a finacyl where I could really use a 
top-level rule of thumb to assist initial diameter and length assignment for 
each section.


I have a design that meets the two criteria in each section and overall but 
have little short of brut force to test whether it is the highest loading that 
can be achieved w/o erosion.  Will brut force the modeling if necessary, but 
would love a rule of thumb that quickly eliminated designs that are likely to 
erode.


Currently at 82% volumetric loading, btw.


Bill


On Wed, Apr 12, 2017 at 4:47 PM Redacted sender crogers168 for DMARC 
<dmarc-noreply@xxxxxxxxxxxxx> wrote:



There's a technical article I authored on Erosive Burning Design Criteria for 
Solid Rocket Motors which was published in High Power Rocketry Magazine which 
can be downloaded from the RASAero web site from the Solid Rocket Motor 
Technical Report Downloads page at:
 
http://www.rasaero.com/dl_solid_motor.htm
 
Scroll down to the bottom for the Erosive Burning Design Criteria for High 
Power and Experimental/Amateur Solid Rocket Motors technical article.  There's 
a short technical summary available of the article, and the full article for 
download.
 
The combined Core Mach Number/Core Mass Flux design criteria is what was used 
to design the core of the 2004 CSXT GoFast rocket.  The technical article 
includes data for burn rate as a function of chamber pressure and core mass 
flux for the Derek Deville D8 propellant which was used for the 2004 CSXT 
GoFast S motor.  The core mass flux for the onset of erosive burning can be 
seen in the D8 propellant burn rate experimental data.
 
 
 
Chuck Rogers
CRogers168@xxxxxxx
 
 
 
 



-----Original Message-----
From: William Claybaugh <wclaybaugh2@xxxxxxxxx>
To: arocket <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
Sent: Wed, Apr 12, 2017 1:54 pm
Subject: [AR] Erosive burning rule of thumb?





Is there any experience-based rule for erosive burning in cylinderical-type 
grains (Bates, Finocyl, etc.)?  I am particularly looking for experience as to 
how small the core diameter can be as a percentage of grain diameter: 50% 
appears to assure no erosion at L/D of 10:1 or less, what about 33%? 


When does overall length begin to play? I know that around 15:1 will lead to 
erosion with a 50% core diameter, for example. What is the "critical" length at 
33%? What about other core diameters?


Bill







Other related posts: