[AR] Re: Vacuum processing of solid propellant

  • From: Barry Jolly <1bcjolly@xxxxxxxxxxxxx>
  • To: <arocket@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Thu, 11 Jul 2019 21:57:30 +0000 (UTC)

 I know of one manufacturer that uses dry N2 to remove the NH3 from the 
reaction of AP/HX878.

    On Thursday, July 11, 2019, 5:33:17 PM EDT, George Herbert 
<george.herbert@xxxxxxxxx> wrote:  
 
 I was thinking solubility and permeability of liquid and solidified binder 
primarily, in the hope that the bubbles would come out more easily.  Hydrogen 
is famously permeable through many things, but I don't know for example HTPB.  
I didn't find good info last time I deep dived, but that was a few years ago.
With both, things like the surface contact angles of surface tension are 
supposed to differ with gas in the environment.  If some gas mixture more 
efficiently wets HTPB onto AP or whatever solid oxidizer, or onto metal 
powders, I'd think you might get less bubbles to start with.
With centrifugal casting, He bubbles would be more bouyant so they'd surface 
faster/more easily.
All of this with the caveat that nobody seems to have specifically researched 
any of these effects in references I found.  The centrifugal casting gas effect 
would be easy to test; inert AP simulant should have about the same effect.  
Wetting, I don't know, I understand conceptually how the testing is done but 
not the mechanisms and techniques.  Permeability on cured products should be 
easy, on liquids I don't know how it's done.

On Thu, Jul 11, 2019 at 1:53 PM William Claybaugh <wclaybaugh2@xxxxxxxxx> wrote:

George:
Don’t think I’d much care for trying Hydrogen but replacing air bubbles w/ He 
might at least add a bit of performance.
Bill 
On Thu, Jul 11, 2019 at 2:43 PM George Herbert <george.herbert@xxxxxxxxx> wrote:

Not going to guess what the results are, but i've considered the problem of 
non-vacuum gas reduction before and wondered if using non-vacuum but different 
environmental gas mixes might help.  Ex, would doing the mixing in a helium or 
hydrogen filled chamber be easier and still somewhat effective, presuming those 
will have different bubble behavior.
I'm not vaguely equipped to test that right now, though.
On Thu, Jul 11, 2019 at 1:31 PM Anthony Cesaroni <anthony@xxxxxxxxxxx> wrote:


Not with traditional solid constituents and configurations and I’ll leave it at 
that.

 

One technique that does have some merit is centrifugal casting. In this example 
you have more energy at your disposal to consolidate the solid loading in the 
absence of proper vacuum processing equipment. The propellant mix is prepared 
and post degassed using vacuum, turnover and vibration as usual. The prepared 
propellant is then transferred into the motor case or casting tube with a cap 
on one end. The case is then closed with a cap on the remaining open end and 
the whole affair is spun, longitudinally in a spin fixture or a lathe equipped 
with explosion proof electrics (I’m sure). The case is spun at moderate speed 
until the propellant cures.

 

After the propellant has cured, a section through the propellant will show very 
high solid consolidation with a resin rich condition on the ID surface. The 
next step is to use your explosion proof lathe to bore out the excess resin on 
the ID and you will have an extraordinarily high solids loaded propellant grain 
remaining. Some experimentation is required to optimize the particle morphology 
and the speed should be optimized to produce the most consolidation while 
minimizing the migration of the smaller diameter particles.

 

To optimize the process further, one end of the case should be supported by a 
roller steady and the dam on that end should have an opening to allow the slow 
and well placed transfer of the propellant into the case while it’s spinning 
instead of putting the whole mess in there at the beginning. This actually 
works and you can achieve some impressive densities using this method.  

 

 

Anthony J. Cesaroni

President/CEO

Cesaroni Technology/Cesaroni Aerospace

http://www.cesaronitech.com/

(941) 360-3100 x101 Sarasota

(905) 887-2370 x222 Toronto

 

 

From: arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx <arocket-bounce@xxxxxxxxxxxxx> On Behalf Of 
Edward Wranosky
Sent: Thursday, July 11, 2019 3:43 PM
To: arocket@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [AR] Re: Vacuum processing of solid propellant

 

Is there any sort of VARTM like process for manufacturing propellant?

 

Edward

 

On Mon, Jul 8, 2019 at 8:39 AM William Claybaugh <wclaybaugh2@xxxxxxxxx> wrote:


Uwe:

 

Yeah, as Anthony observed it is air trapped on the solids that produces the 
problem.

 

The AP is tri-modal (200, 400, 600 micron) and mixed via a sieve on-site, lots 
of opportunity for air to entrain in that process.

 

The Al is 5 micron and picks up air rather like a sponge.  Wetting it and 
degassing might help some but the subsequent final mixing w: the AP is going to 
introduce air.

 

I’m thinking the strategy is going to be to post processing degas a set of 
samples (5 minutes, 10, 15) and compare density gain per step.  That should 
offer a guess as to what can be achieved before the mix sets up.

 

Bill 

 

On Mon, Jul 8, 2019 at 12:18 AM Uwe Klein <uwe@xxxxxxxxxxxxxxxxxxx> wrote:


Am 07.07.2019 um 19:59 schrieb William Claybaugh:

Uwe:

For safety we can’t mix the Al & AP together;

reminds me of the special 3 outlet can used for
chemically silvering mirrors back when. :-)

Hmm.
create separate airless pastes with each component as a first step?

Delayed wetting of solids always introduces air.

processing usually
proceeds by mixing the liquids (including catalyst), adding the aluminum
to the liquid mix w/ careful hand stirring), then folding into the AP
followed by final mixing.

Bill

On Sun, Jul 7, 2019 at 11:37 AM Uwe Klein <uwe@xxxxxxxxxxxxxxxxxxx
<mailto:uwe@xxxxxxxxxxxxxxxxxxx>> wrote:

     Am 07.07.2019 um 18:39 schrieb William Claybaugh:
      > Does degassing the liquid components before mixing help or does the
      > subsequent mixing just reintroduce air?

     Use mixing machinery where the mixing implements don't break the
     surface. i.e. avoid "whipped cream" effects.

     Any fine grained solids will need degassing after they
     have been immersed in but not fully wetted by fluid components.
     IMU no way around it.

     Mix solids superficially, evacuate, add liquids on top.
     return pressure to normal.
     Then start mixing ( top mentioned prerequisites apply :-)


     Uwe









-- 
-george william herbert
george.herbert@xxxxxxxxx



-- 
-george william herbert
george.herbert@xxxxxxxxx  

Other related posts: