Domaći raketni motor za početnike. Kako napraviti gorivo za domaću raketu Kako napraviti gorivo za raketu kod kuće
| | | | r-s | t-y | f-c | sh-i
Sastav br. 1: 60% (9KNO 3) + 30% (9SORBITOS) + 10%(9S)9 - veća duktilnost
Sastav br. 2: 63% (KNO 3) + 27% (SORBIT) + 10% (S) - maksimalni specifični potisak
Ovo pogonsko gorivo je nova i znatno poboljšana verzija sorbitolnog pogonskog goriva. Njegova veća brzina sagorevanja i visok specifični impuls omogućavaju mu upotrebu u srednjim i velikim raketnim motorima. Nedavno sam ga razvio, tj. izmijenjen, jer Nije bila moja ideja da koristim sorbitol kao vezivo. Međutim, slične kompozicije objavljene su na nekim internet stranicama. Ali nikada nisu postali popularni među raketnim naučnicima. I mislim da znaš zašto.
Sastav novog sorbitolnog goriva uključuje sumpor koji je uključen u reakciju sagorevanja:
6C 6 H 14 O 6 + 26KNO 3 +13S = 13K 2 S + 36CO 2 + 13N 2 + 42H 2 O (teoretski)
Zapravo, reakcija se odvija po složenijem mehanizmu; sudeći po redoks svojstvima elemenata, može se tvrditi da će se na samom početku reakcija odvijati upravo prema jednostavnom mehanizmu, a tek tada će proizvodi reakcije međusobno djeluju, dajući druga jedinjenja. Ispravan omjer komponenti osigurava visoku efikasnost ovog goriva. Ovo gorivo ima relativno visoke energetske karakteristike. Činjenica je da sumpor ovdje sudjeluje kao redukcijsko sredstvo i istiskuje preostali atom kisika iz molekule K2O, zbog čega se povećava energetski prinos reakcije. Osim toga K2S se ne javlja CO 2 kako to radi K2O. Oslobođena energija je dovoljna da se ravnoteža pomeri u pravcu stvaranja tako niske molekularne mase kao što je CO I H 2. To doprinosi značajnom povećanju specifičnog potiska goriva. Tako se efikasnost motora povećava u prosjeku za 15 - 20% (na osnovu grubih procjena), a možda i više. Dakle, možemo reći da je ovo raketno gorivo dostojna zamjena za barut i običnu karamelu.
Nedostaci ovog goriva u odnosu na konvencionalni sorbitol su: teškoća u proizvodnji, niska plastičnost, nemogućnost ulivanja kompozicije u kućište motora, brza brzina očvršćavanja; ako se sorbitol ne zagrije dovoljno, gorivo se brzo stvrdnjava. Iskustvo je pokazalo da je ovo gorivo dobro za pripremu i upotrebu u hladnoj sezoni, jer je vlažnost vazduha znatno niža nego ljeti. Možda je najvažniji problem s ovim gorivom brza brzina skrućivanja i nemogućnost ulivanja goriva direktno u kućište motora. Ovo gorivo ima i jednu vrlo neugodnu stvar - ako masa nije dovoljno zbijena, unutar punjenja goriva nastaju šupljine, što u velikoj mjeri utiče na ujednačenost sagorijevanja cijelog punjenja. Jednostavno rečeno, struktura postaje porozna, što doprinosi nastanku abnormalno sagorevanje- nestabilno povremeno sagorijevanje uzrokovano smanjenjem dovoda topline neizreagovanog goriva, u trajanju od nekoliko frakcija do 2 sekunde. Ovaj problem je posebno tipičan samo za male motore s punjenjem goriva 30 - 35 grama- pritiskom "Moćna karamela" U takvim motorima rad je vrlo mukotrpan i složen, ali na velikim motorima ova stvar praktički nema efekta, jer su u odnosu na cjelokupnu zapreminu goriva zračne šupljine beznačajne. Iako se ovo gorivo brzo stvrdne, ovaj problem se lako može otkloniti stavljanjem posude s gorivom u zagrijanu pješčanu kupku. Ovo je vrlo zgodna metoda, ali pazite da ne pretjerate s temperaturom, inače će se sumpor u gorivu otopiti i smjesa će postati nehomogena.
PROIZVODNJA
U početku, tokom njegove proizvodnje, pojavili su se ozbiljni problemi. Bilo je teško pronaći ravnotežu između tačke topljenja sorbitola i tačke topljenja sumpora, a pri mešanju talina obe komponente ispostavilo se da je gorivo krajnje neravnomerno. Razmatrana je opcija korištenja glicerina kako bi masa dugo zadržala svoju plastičnost. Ali upotreba glicerina dovela je do smanjenja snage bloka goriva i povećane hidroskopnosti.
S jakim zagrijavanjem i naknadnim hlađenjem, sorbitol se ne stvrdne odmah i zadržava plastičnost dosta dugo, što je dovoljno za ponovno punjenje 2 - 3 mali motori. Sorbitol se mora zagrijati na prilično visoku temperaturu (oko t kip). Kada ga zagrejem na ovu temperaturu, malo se dimi, postaje providan (blago žućkast), a na dnu se stvaraju mali mehurići, što ukazuje na početak ključanja.
Prije nego počnete topiti sorbitol, trebali biste unaprijed pripremiti sve komponente.
1. Prvo odvažite potrebnu porciju sorbitola i odložite je dalje od radnog mjesta.
2. Zatim ćete morati samljeti kalijum nitrat. Prije mljevenja treba ga dobro osušiti, možete koristiti radijator, ali ja sam ga sušila u pećnici na t ≈ 200 0 C, nemoguće je prekoračiti ovu temperaturu, jer njegovo topljenje, a zatim počinje raspadanje. Osušeni kalijum nitrat se lakše melje i manje se lijepi za zidove električnog mlinca za kafu nego mokri. Mljevio sam u električnom mlinu za kafu otprilike nekoliko sekundi. 40 . Ako se zalijepi za zidove, možete ga ostrugati vatom ili rukama, ali ne golim rukama, već rukavicama za jednokratnu upotrebu.
3. Nakon mljevenja odvažite potrebnu porciju salitre i stavite je u čistu teglu, ja sam koristila plastičnu, jer... Zalepilo mi se za čašu.
Sumpor koji se koristi u gorivu sadrži ugalj u sljedećem omjeru: 100% (S) + 5% (C) (težinski).
Kada se koristi ugalj, masa stvara manje grudica, postaje mrvivija i praktički se ne lijepi za zidove električnog mlinca za kavu tokom mljevenja. Međutim, morate povremeno mljeti kako se sumpor ne bi otopio zbog pretjeranog trenja. Nakon mljevenja, ostaje jako naelektriziran i formirat će grudvice. Kao što sam primijetio, potrebno je dosta vremena da sumpor nakon mljevenja postane mrvičast, pa ga treba unaprijed samljeti. ()
5. Tek nakon što sve izmjerite, možete otopiti sorbitol. U te svrhe koristila sam svoju omiljenu minijaturnu pećnicu, ali kada je nisam imala, snašla sam se šporetom. Sorbitol se stavlja u metalnu posudu, ili još bolje, u posudu od nerđajućeg čelika (ja lično koristim šolju od nerđajućeg čelika koju sam kupio u prodavnici "Sve za ribolov i lov") i zagrije se na temperaturu blizu svoje tačke ključanja.
6. Zatim se dodaje fino mljeveni i osušeni kalijum nitrat (kalijev nitrat). Prije nego što ga dodate, dobro protresite bocu salitre kako bi bila mrvivija.
7. Smjesa se miješa dok ne postane potpuno homogena. Pri ovom omjeru šalitre i sorbitola, smjesa počinje brzo da se stvrdne, pa ćete morati ponovo zagrijati sadržaj čaše dok smjesa ne bude pogodna za miješanje.
8. Nakon što se smjesa ohladi na temperaturu ispod tačke topljenja sumpora, dodaje joj se sam sumpor. Temperatura se može provjeriti bacanjem male količine sumpora u gornju mješavinu salitre i sorbitola; ako je temperatura previsoka, sumpor će se otopiti i formirati male, sjajne kapljice na površini. Sve komponente se moraju miješati vrlo brzo kako smjesa nema vremena da se stvrdne.
10. Nakon toga nožem ili drugim metalnim predmetom uklonite plastičnu masu (poželjno je koristiti plastične rukavice za jednokratnu upotrebu). Smjesu također treba sastrugati sa stranica šolje i ponovo premijesiti rukama za veću homogenost (koristite plastične rukavice!).
Napominjem da se gorivo počinje brzo stvrdnjavati, pa sam ponovo stavio kriglu i stavio je u zagrijanu pećnicu, ali tek sada isključen, jer. zadržava toplinu i pomaže u savršenom održavanju temperature rastopljenog goriva i ne ostaje dugo plastičan. U rernu možete staviti i neke toplotno intenzivni materijali: čisti suvi pesak, metalne matice, ekseri, olovo je savršeno. Po potrebi, komadi goriva se odvajaju od glavne mase i pažljivo utiskuju u kućište motora.
Gorivo treba utisnuti u malim porcijama, jer ako se gorivo ne utisne pod dovoljnim pritiskom, tada će u bloku goriva ostati mnogo mjehurića zraka. Kao što je iskustvo pokazalo, za presovanje je bolje koristiti grafitni štapić natopljen parafinom i s uglačanim vrhom. PTFE je također pogodan za ove svrhe, ali se gorivo i dalje lijepi za njega i poželjno je imati pri ruci krpu kojom ćete ukloniti naslage. Preporučljivo je sve radove izvoditi u suhoj prostoriji. Kao što sam već napomenuo, ovo gorivo je pogodnije za proizvodnju velikih punjenja goriva (od 70g) za velike motore.
Od autora: Ne znam da li će ovo gorivo postati popularno među raketnim naučnicima i hemičarima, ali sam tokom dugogodišnjeg rada sa njim došao do zaključka da je to jedino moćno gorivo koje se može dobiti bez većih poteškoća, u poređenju sa perhlorati. A manji sadržaj sorbitola čini ga malo isplativijim za upotrebu, osim ako, naravno, vaš sumpor košta manje od sorbitola. Nećete moći da ga skuvate na pravi način prvi put, ali dok radite sa njim dugo vremena, zaista ćete videti razliku. Možda vam se čini da je ovakav način proizvodnje ovog goriva nesiguran, ali u cijeloj mojoj praksi nije bilo nijednog Hitna, jer striktno održavam čistoću reagensa i ne dozvoljavam supstance koje su zapaljive ispod 200 0 C. Ako se radno mjesto strogo održava čistim, ova metoda je relativno sigurna.
Pažnja! Ako imate bilo kakvih komentara, pitanja ili sugestija na ovu temu, javite mi.
Malo mojih vršnjaka nije bilo zainteresovano za pravljenje modela raketa. Možda je to bilo zbog svjetske fascinacije čovječanstva letovima s ljudskom posadom, ili možda zbog očigledne jednostavnosti izrade modela. Kartonska cijev s tri stabilizatora i oblogom za glavu od pjene ili balze, složit ćete se, mnogo je jednostavnija od čak i osnovnog modela aviona ili automobila. Istina, entuzijazam većine mladih Koroljeva u pravilu je nestao u fazi potrage za raketnim motorom. Oni koji su ostali nisu imali izbora nego da savladaju osnove pirotehnike.
Alexander Grek
Vodila se neizgovorena borba između glavnog konstruktora naših raketa Sergeja Koroljova i glavnog konstruktora naših raketnih motora Valentina Gluška za titulu Najvažnijeg: ko je zapravo važniji, konstruktor raketa ili njihovih motora? Glushku se pripisuje fraza koju je navodno izgovorio usred takvog spora: "Da, vezat ću ogradu za svoj motor - ići će u orbitu!" Međutim, ove riječi nikako nisu prazno hvalisanje. Odbijanje motora Glushkov dovelo je do kolapsa kraljevske lunarne rakete H-1 i lišilo SSSR bilo kakve šanse za pobjedu u lunarnoj trci. Glushko je, nakon što je postao generalni dizajner, stvorio super-moćnu lansirnu raketu Energia, koju još niko nije uspio nadmašiti.
Kartridž motori
Isti obrazac je funkcionisao u amaterskoj raketnoj nauci - raketa koja je imala snažniji motor letela je više. Uprkos činjenici da su se prvi motori za raketno modeliranje pojavili u SSSR-u još prije rata, 1938. godine, Evgeniy Buksh, autor knjige “Osnove raketnog modeliranja” objavljene 1972. godine, uzeo je kartonsku čahuru lovačkog patrona kao osnova za takav motor. Snaga je određena kalibrom originalne čahure, a motore su proizvodile dve pirotehničke radionice DOSAAF-a do 1974. godine, kada je doneta odluka o organizovanju raketnog modelarstva u zemlji. Za učešće na međunarodnim takmičenjima bili su potrebni motori koji su po svojim parametrima odgovarali zahtjevima međunarodne federacije.
Njihov razvoj povjeren je Permskom istraživačkom institutu za polimerne materijale. Ubrzo je proizvedena eksperimentalna serija, na osnovu koje se počelo razvijati sovjetsko raketno modeliranje. Od 1982. godine počela je serijska proizvodnja motora s prekidima u državnoj tvornici Impulse u ukrajinskoj Šostki - godišnje se proizvodilo 200-250 hiljada jedinica. Uprkos velikom nedostatku takvih motora, ovo je bio procvat sovjetske amaterske raketne tehnike, koji je završio 1990. godine istovremeno sa zatvaranjem proizvodnje u Šostki.
Podešavanje motora
Kvaliteta serijskih motora, kao što možete pretpostaviti, nije bila prikladna za ozbiljna takmičenja. Stoga se 1984. godine pored fabrike pojavila mala probna proizvodnja, koja je svojim proizvodima opskrbila nacionalni tim. Posebno su se istakli motori koje je privatno proizvodio majstor Jurij Gapon.
Koja je tačno težina proizvodnje? U svojoj srži, model raketnog motora je najjednostavniji uređaj: kartonska cijev s crnim barutom DRP-3P utisnutim unutra (dimni barut 3. sastava za presovane proizvode) sa keramičkim čepom s rupom za mlaznicu na jednoj strani i čahurom sa optužba za protjerivanje s druge strane . Prvi problem s kojim se serijska proizvodnja nije mogla nositi bila je tačnost doziranja, o kojoj je ovisio konačni ukupni impuls motora. Drugi je kvalitet kućišta, koje su često pucale pri pritisku od tri tone. Pa, treći je kvalitet samog presovanja. Međutim, problemi s kvalitetom nisu se pojavili samo u našoj zemlji. S njima ne blistaju ni serijski raketni motori druge velike svemirske sile, Sjedinjenih Država. A najbolje modele motora prave mikroskopske fabrike u Češkoj i Slovačkoj, odakle se krijumčare za posebno važne događaje.
Ipak, u socijalizmu je bilo motora, iako nevažnih i u nedostatku. Sada uopšte ne postoje. Neki dječiji studiji za raketno modeliranje lete na starim, sovjetskim rezervama, zatvarajući oči pred činjenicom da je datum isteka odavno prošao. Sportaši koriste usluge nekoliko usamljenih majstora, a ako imaju sreće, onda prokrijumčarene češke motore. Jedini način koji preostaje amaterima je da prvo postanu Gluško prije nego što postanu Koroljev. Odnosno, sami napravite motore. Što smo, u stvari, radili moji prijatelji i ja kao djeca. Hvala Bogu, svi su prsti i oči ostali na mjestu.
Od svih umetnosti
Od svih umetnosti, bioskop nam je najvažniji, voleo je da kaže Iljič. I za raketne naučnike amatere iz sredine prošlog veka. Zato što su filmski i fotografski filmovi tog vremena napravljeni od celuloida. Čvrsto smotana u malu rolnu i nabijena u papirnu cijev sa stabilizatorima, omogućila je jednostavnoj raketi da poleti do visine petospratnice. Takvi motori su imali dva glavna nedostatka: prvi je bila mala snaga i, kao posljedica toga, mala visina leta; drugi je neobnovljivost rezervi celuloidnog filma. Na primjer, foto arhiva mog oca bila je dovoljna samo za nekoliko desetina lansiranja. Sada je, uzgred, šteta.
Maksimalna visina pri fiksnom ukupnom impulsu motora postignuta je kratkotrajnim četverostrukim skokom snage na startu i daljnjim prelaskom na lagani prosječni potisak. Skok potiska postignut je formiranjem rupe u punjenju goriva.
Druga verzija motora sastavljena je, da tako kažem, iz otpada sovjetske vojske. Činjenica je da prilikom pucanja na topničke poligone (a jedan od njih se nalazio nedaleko od nas), pogonsko punjenje ne izgori u potpunosti kada se ispali. A ako ste pažljivo pretražili po travi ispred položaja, mogli biste pronaći dosta baruta u obliku cijevi. Najjednostavnija raketa napravljena je jednostavnim umotavanjem takve cijevi u običnu čokoladnu foliju i zapaljenjem na jednom kraju. Takva raketa je letjela, iako nije bila visoka i nepredvidiva, ali je bila zabavna. Snažan motor dobiven je skupljanjem dugih cijevi u vreću i guranjem u kartonsku kutiju. Od pečene gline napravljena je i primitivna mlaznica. Ovaj motor je radio vrlo efikasno, podigao je raketu dosta visoko, ali je često eksplodirao. Osim toga, ne liči mnogo na topnički poligon.
Treća opcija je bio pokušaj gotovo industrijske proizvodnje motora raketnog modela koristeći domaći crni barut. Napravili su ga od kalijum nitrata, sumpora i aktivnog uglja (stalno je zaglavljivao mlin za kafu mojih roditelja, na kojem sam je samljela u prašinu). Iskreno priznajem, barutani su mi radili s prekidima, dižući rakete samo nekoliko desetina metara. Razlog sam saznao tek prije par dana - motore je trebalo pritiskati ne čekićem u stanu, već školskom presom u laboratoriji. Ali ko bi mi, pita se, dozvolio da u sedmom razredu utisnem raketne motore?!
Dva najrjeđa motora koja je PM uspio nabaviti: MRD 2, 5−3-6 i MRD 20−10−4. Iz sovjetskih rezervi sekcije za raketne modele u Dječjoj kući kreativnosti na Vorobjovim gorama.
Rad sa otrovima
Vrhunac moje aktivnosti izgradnje motora bio je prilično toksičan motor koji je radio na mješavini cinkove prašine i sumpora. Promenio sam oba sastojka sa kolegom iz razreda, sinom direktora gradske apoteke, za par gumenih Indijanaca, najkonvertibilniju valutu mog detinjstva. Dobio sam recept iz užasno rijetke prevedene poljske knjige modela raketa. I punio je motore u gas masku mog oca, koja se čuvala u našem ormaru - u knjizi je poseban naglasak stavljen na toksičnost cinkove prašine. Prvi probni rad obavljen je bez roditelja u kuhinji. Stub plamena iz motora stisnutog u škripcu urlao je prema plafonu, pušeći na njemu mrlju prečnika metar i ispunjavajući stan tako smrdljivim dimom da se kutija popušenih cigara ne može porediti. Upravo su mi ovi motori omogućili rekordna lansiranja — vjerovatno pedeset metara. Zamislite moje razočaranje kada sam, dvadeset godina kasnije, saznao da su dečije rakete našeg naučnog urednika Dmitrija Mamontova letele višestruko više!
1, 2, 4) Ako imate fabrički raketni motor, čak i učenik osnovne škole može se nositi sa pravljenjem jednostavne rakete. 3) Proizvod amaterske kreativnosti - motor napravljen od čahure.
Na đubriva
Dmitrijev motor bio je jednostavniji i tehnološki napredniji. Glavna komponenta njegovog raketnog goriva je natrijum nitrat, koji se u prodavnicama prodavao kao đubrivo u vrećama od 3 i 5 kg. Saltitra je služila kao oksidant. A gorivo koje je korišteno bile su obične novine, koje su bile natopljene prezasićenom (vrućom) otopinom šalitre i zatim osušene. Istina, tokom procesa sušenja, salitra je počela kristalizirati na površini papira, što je dovelo do usporavanja sagorijevanja (pa čak i gašenja). Ali ovdje je došlo do znanja - Dmitrij je peglao novine vrućim gvožđem, bukvalno otopivši šalitru u papir. To ga je koštalo oštećenog gvožđa, ali je takav papir gorio vrlo brzo i stabilno, oslobađajući veliku količinu vrućih plinova. Kartonske cijevi punjene šalitrenim papirom smotane u čvrstu rolnu s improviziranim mlaznicama napravljenim od čepova za boce letjele su sto-dva metra.
Caramel
Paranoidna zabrana ruskih vlasti da javnosti prodaju razne hemikalije od kojih se može napraviti eksploziv (a mogu se napraviti od gotovo svega, čak i od piljevine), nadoknađena je dostupnošću recepata putem interneta za gotovo sve vrste raketnog goriva, uključujući, na primjer, sastav goriva za akceleratore "Shuttle" (69,9% amonijum perklorata, 12,04% poliuretana, 16% aluminijumskog praha, 0,07% željeznog oksida i 1,96% učvršćivača).
Tijela raketa od kartona ili pjene i gorivo na bazi baruta ne izgledaju kao ozbiljna dostignuća. Ali ko zna - možda su to prvi koraci budućeg dizajnera međuplanetarnih letelica?
Neosporni hit amaterske raketogradnje sada su takozvani karamel motori. Recept za gorivo je nepristojno jednostavan: 65% kalijum nitrata KNO3 i 35% šećera. Šalitra se suši u tiganju, nakon čega se usitnjava u običnom mlinu za kafu, polako dodaje u rastopljeni šećer i stvrdne. Rezultat kreativnosti su gorivne bombe od kojih se mogu sastaviti bilo koji motor. Istrošene čahure od lovačkih patrona savršene su za kućišta i oblike motora - zdravo tridesete! Na svakom streljačkom štandu postoje neograničene količine metaka. Iako priznati stručnjaci preporučuju korištenje ne šećera, već sorbitol karamela u istim omjerima: šećer razvija veći pritisak i kao rezultat toga napuhuje i sagorijeva patrone.
Povratak u budućnost
Može se reći da se situacija vratila u 1930-te. Za razliku od ostalih tipova modelarskog sporta, gdje se nedostatak domaćih motora i drugih komponenti može nadoknaditi uvozom, to se ne dešava u raketnom modelarstvu. Kod nas su modeli raketnih motora izjednačeni sa eksplozivima, sa svim pratećim uslovima za skladištenje, transport i transport preko granice. Ruska osoba sposobna da organizuje uvoz takvih proizvoda još nije rođena na zemlji.
Postoji samo jedan izlaz - proizvodnja kod kuće, srećom tehnologija ovdje uopće nije svemirska. Ali fabrike koje imaju dozvole za proizvodnju ovakvih proizvoda ih ne preuzimaju - njih bi ovaj posao zanimao samo u milionskim tiražima. Tako su početnici raketni modelari iz najveće svemirske sile primorani da lete na karamel raketama. Dok su u Sjedinjenim Državama sada počeli da se pojavljuju raketni motori za višekratnu upotrebu koji rade na hibridno gorivo: dušikov oksid plus čvrsto gorivo. Šta mislite koja će zemlja letjeti na Mars za trideset godina?
Nedostaci ovog goriva u odnosu na konvencionalni sorbitol su: teškoća u proizvodnji, niska plastičnost, nemogućnost ulivanja kompozicije u kućište motora, brza brzina očvršćavanja; ako se sorbitol ne zagrije dovoljno, gorivo se brzo stvrdnjava. Iskustvo je pokazalo da je ovo gorivo dobro za pripremu i upotrebu u hladnoj sezoni, jer je vlažnost vazduha znatno niža nego ljeti. Možda je najvažniji problem s ovim gorivom brza brzina skrućivanja i nemogućnost ulivanja goriva direktno u kućište motora. Ovo gorivo ima i jednu vrlo neugodnu stvar - ako masa nije dovoljno zbijena, unutar punjenja goriva nastaju šupljine, što u velikoj mjeri utiče na ujednačenost sagorijevanja cijelog punjenja. Jednostavno rečeno, struktura postaje porozna, što doprinosi nastanku abnormalnog sagorijevanja - nestabilnog povremenog izgaranja uzrokovanog smanjenjem opskrbe toplinom neizreagiranog goriva, u trajanju od nekoliko frakcija do 2 sekunde. Ovaj problem je posebno tipičan samo za male motore, sa punjenjem goriva od 30 - 35 grama - utiskivanje "Powerful Caramel" u takve motore je vrlo mukotrpan i složen posao, ali na velikim motorima to praktički ne utiče, jer je u odnosu na cjelokupnu zapreminu goriva zračne šupljine su beznačajne. Iako se ovo gorivo brzo stvrdne, ovaj problem se lako može otkloniti stavljanjem posude s gorivom u zagrijanu pješčanu kupku. Ovo je vrlo zgodna metoda, ali pazite da ne pretjerate s temperaturom, inače će se sumpor u gorivu otopiti i smjesa će postati nehomogena.
PROIZVODNJA
U početku, tokom njegove proizvodnje, pojavili su se ozbiljni problemi. Bilo je teško pronaći ravnotežu između tačke topljenja sorbitola i tačke topljenja sumpora, a pri mešanju talina obe komponente ispostavilo se da je gorivo krajnje neravnomerno. Razmatrana je opcija korištenja glicerina kako bi masa dugo zadržala svoju plastičnost. Ali upotreba glicerina dovela je do smanjenja snage bloka goriva i povećane hidroskopnosti.
Kada je podvrgnut jakom zagrijavanju i naknadnom hlađenju, sorbitol se ne stvrdne odmah i zadržava plastičnost dosta dugo vremena, što je dovoljno za punjenje goriva za 2 - 3 mala motora. Sorbitol se mora zagrijati na dovoljno visoku temperaturu (otprilike tačku ključanja). Kada ga zagrejem na ovu temperaturu, malo se dimi, postaje providan (blago žućkast), a na dnu se stvaraju mali mehurići, što ukazuje na početak ključanja.
Prije nego počnete topiti sorbitol, trebali biste unaprijed pripremiti sve komponente.
1. Prvo odvažite potrebnu porciju sorbitola i odložite je dalje od mjesta rada.
Prije nego počnete topiti sorbitol, trebali biste unaprijed pripremiti sve sastojke.
2. Zatim ćete morati samljeti kalijum nitrat. Prije mljevenja treba ga dobro osušiti, može se i na radijatoru, ali ja sam sušio u pećnici na t ≈ 2000C, ovu temperaturu je nemoguće prekoračiti, jer njegovo topljenje, a zatim počinje raspadanje. Osušeni kalijum nitrat se lakše melje i manje se lijepi za zidove električnog mlinca za kafu nego mokri. Ja sam ga samljela u električnom mlinu za kafu oko 40 sekundi.Ako se zalijepio za zidove možete ga sastrugati vatom ili rukama, ali ne golim rukama, već jednokratnim rukavicama.
Zatim ćete morati samljeti kalijum nitrat
Mljevila sam u električnom mlinu za kafu oko 40 sekundi.
3. Nakon mljevenja odvažite potrebnu porciju salitre i stavite je u čistu teglu, ja sam koristila plastičnu, jer... Zalepilo mi se za čašu.
Nakon mljevenja, odvažite potrebnu porciju šalitre i stavite je u čistu teglu.
4. Zatim morate izvagati sumpor.
Zatim morate izvagati sumpor
Sumpor koji se koristi u gorivu sadrži ugalj u sljedećem omjeru: 100% (S) + 5% (C) (težinski).
Kada se koristi ugalj, masa stvara manje grudica, postaje mrvivija i praktički se ne lijepi za zidove električnog mlinca za kavu tokom mljevenja. Međutim, morate povremeno mljeti kako se sumpor ne bi otopio zbog pretjeranog trenja. Nakon mljevenja, ostaje jako naelektriziran i formirat će grudvice. Kao što sam primijetio, potrebno je dosta vremena da sumpor nakon mljevenja postane mrvičast, pa ga treba unaprijed samljeti.
5. Tek nakon što sve izmjerite, možete rastopiti sorbitol. U te svrhe koristila sam svoju omiljenu minijaturnu pećnicu, ali kada je nisam imala, snašla sam se šporetom. Sorbitol se stavlja u metalnu posudu, ili još bolje, u posudu od nerđajućeg čelika (ja lično koristim šolju od nerđajućeg čelika koju sam kupio u prodavnici za ribolov i lov) i zagreva se na temperaturu blizu tačke ključanja.
Tek nakon što sve izmjerite, možete otopiti sorbitol
6. Zatim se dodaje fino mleveni i osušeni kalijum nitrat (kalijum nitrat). Prije nego što ga dodate, dobro protresite bocu salitre kako bi bila mrvivija.
Zatim se dodaje fino mljeveni i osušeni kalijum nitrat (kalijev nitrat).
7. Smjesa se miješa do potpune homogenosti. Pri ovom omjeru šalitre i sorbitola, smjesa počinje brzo da se stvrdne, pa ćete morati ponovo zagrijati sadržaj čaše dok smjesa ne bude pogodna za miješanje.
Smjesa se miješa dok ne postane potpuno homogena
8. Nakon što se smjesa ohladi na temperaturu ispod tačke topljenja sumpora, dodaje joj se sam sumpor. Temperatura se može provjeriti bacanjem male količine sumpora u gornju mješavinu salitre i sorbitola; ako je temperatura previsoka, sumpor će se otopiti i formirati male, sjajne kapljice na površini. Sve komponente se moraju miješati vrlo brzo kako smjesa nema vremena da se stvrdne.
Nakon što se smjesa ohladi na temperaturu ispod tačke topljenja sumpora, dodaje joj se sam sumpor
10. Nakon toga nožem ili drugim metalnim predmetom uklonite plastičnu masu (poželjno je koristiti plastične rukavice za jednokratnu upotrebu). Smjesu također treba sastrugati sa stranica šolje i ponovo premijesiti rukama za veću homogenost (koristite plastične rukavice!).
Napominjem da se gorivo počinje brzo stvrdnjavati, pa sam ponovo stavio kriglu i stavio je u zagrijanu pećnicu, ali tek sada isključen, jer. zadržava toplinu i pomaže u savršenom održavanju temperature rastopljenog goriva i ne ostaje dugo plastičan. U rernu možete staviti i neke toplotno intenzivni materijali: čisti suvi pesak, metalne matice, ekseri, olovo je savršeno. Po potrebi, komadi goriva se odvajaju od glavne mase i pažljivo utiskuju u kućište motora.
Nakon toga nožem ili drugim metalnim predmetom uklonite plastičnu masu (poželjno je koristiti polietilenske rukavice za jednokratnu upotrebu)
Gorivo treba utisnuti u malim porcijama, jer ako se gorivo ne utisne pod dovoljnim pritiskom, tada će u bloku goriva ostati mnogo mjehurića zraka. Kao što je iskustvo pokazalo, za presovanje je bolje koristiti grafitni štapić natopljen parafinom i s uglačanim vrhom. PTFE je također pogodan za ove svrhe, ali se gorivo i dalje lijepi za njega i poželjno je imati pri ruci krpu kojom ćete ukloniti naslage. Preporučljivo je sve radove izvoditi u suhoj prostoriji. Kao što sam već napomenuo, ovo gorivo je pogodnije za proizvodnju velikih punjenja goriva (od 70g) za velike motore.
Od autora: Ne znam da li će ovo gorivo postati popularno među raketnim naučnicima i hemičarima, ali sam tokom dugogodišnjeg rada sa njim došao do zaključka da je to jedino moćno gorivo koje se može dobiti bez mnogo poteškoća u poređenju sa perkloratom. A manji sadržaj sorbitola čini ga malo isplativijim za upotrebu, osim ako, naravno, vaš sumpor košta manje od sorbitola. Nećete moći da ga skuvate na pravi način prvi put, ali dok radite sa njim dugo vremena, zaista ćete videti razliku. Možda vam se čini da je ovakav način proizvodnje ovog goriva nesiguran, ali u cijeloj mojoj praksi nije bilo nijednog hitnog slučaja, jer striktno održavam čistoću reagensa i ne dozvoljavam ulazak tvari koje se pale ispod 2000C. Ako se radno mjesto strogo održava čistim, ova metoda je relativno sigurna.
Ponekad želite nešto čudno. Dakle, nedavno me privuklo raketno modelarstvo. Pošto pravim rakete na noob nivou, za mene se raketa sastoji od dva dela - motora i tela. Da, znam da je sve mnogo komplikovanije, ali i sa ovim pristupom rakete lete. Naravno, zanima vas kako je motor napravljen.
Upozoravam vas da ako odlučite da ponovite ono što piše u ovom članku, to ćete učiniti na vlastitu odgovornost i rizik. Ne garantujem za tačnost ili sigurnost predložene tehnike.
Za kućište motora koristim PVC cijev debljine 3/4 inča. Cijevi ovog promjera su relativno jeftine i široko dostupne. Najbolje je rezati cijevi posebnim makazama. Mnogo sam patio pokušavajući da isečem takve cijevi ubodnom pilom - uvijek je ispalo vrlo krivo.
Označavam cijev ovako:
Sve dimenzije su u inčima. Ko ne zna, veličinu u inčima treba pomnožiti sa 2,54 i dobijete veličinu u centimetrima. Pronašao sam ove dimenzije u divnoj knjizi
Tu je i gomila drugih dizajna. Ne radim gornji dio motora (koji je prazan). Trebalo bi da se naplaćuje nokaut za padobran, još sam daleko od toga.
Odrezani komad cijevi se ubacuje u poseban uređaj. Pokazat ću vam sve uređaje odjednom da nema pitanja:
Dugačak štap igra ulogu „tučka“. On sabija glinu i gorivo. Drugi dio je dirigent. Služi za bušenje mlaznice tačno u sredini motora. Evo njihovih crteža:
Korišćena bušilica je dugačka - 13 cm. Dovoljno je samo probušiti kanal kroz svo gorivo.
Sada morate pomiješati gorivo. Ja koristim standardnu “karamelu” - šećer i salitru u omjeru 65 salitre/35 šećera. Ne želim topiti karamel - to je rizična aktivnost i nije vrijedna hemoroida. Ne pokušavam da izvučem sve što mogu iz goriva. Ovo je ipak amaterska raketna nauka. Ja jednostavno pomiješam šećer u prahu i salitru u prah:
Zakucajte prah duž oznaka. Moraš da udariš prilično snažno.
Priključivanje goriva i čepova se ne razlikuje. Čini se da je kuckanje po gorivu opasno, ali karamelu je teško zapaliti čak i šibicom. Naravno, vrijedi se pridržavati osnovnih mjera opreza - ne naginjati se preko motora, raditi u zaštitnoj maski itd.
Zadnjih 5 mm čepova ostavljam za ljepilo za topljenje. Nekoliko puta sam pokušao da napravim raketu bez čepa za lepak za topljenje, ali pritisak je istrgnuo gornji čep. Hot-melt ljepilo ima odličnu adheziju na plastiku i nema vremena da se otopi kada motor izgori.
Probušite mlaznicu kroz provodnik:
Gorivo jako slabo buši - šećer se topi i lijepi za bušilicu, pa ga morate često izvlačiti i čistiti zaglavljeno gorivo. Provjera mlaznice:
Napunite zadnjih 5 mm cijevi i njen kraj vrućim ljepilom
To je to, motor je spreman. Ovako motor izgleda tokom statičkih testova. Nažalost, video nije indikativan - u ovom motoru kanal je izbušen na pola, a kamera nije pravilno snimila zvuk. U stvarnom životu, "urlanje" motora je vrlo glasno i ozbiljno, a ne igrački kao na snimku.
Raketni modelari klasikom nazivaju gorivo koje se sastoji od 35% masenog udjela sorbitola i 65% kalijevog nitrata, bez ikakvih aditiva. Ovo gorivo je prilično dobro proučeno i nema lošije karakteristike od crnog baruta, ali ga je mnogo lakše proizvesti od pravog baruta.
Za klasike je prikladan samo kalijev nitrat. Ako ga ne nađete u prodaji, morat ćete ga sami napraviti od natrijuma ili amonijaka i kalijevog sulfata ili klorida. Sve ovo je lako kupiti u prodavnicama,
trgovina mineralnim đubrivima. Ranije su foto prodavnice prodavale i potašu (kalijum karbonat), koja je takođe pogodna za proizvodnju kalijum nitrata iz amonijum nitrata. Prilikom miješanja vrućih zasićenih otopina natrijum nitrata i kalijum hlorida, kalijum nitrat će se odmah istaložiti. Domaća šalitra će se morati pročistiti rekristalizacijom; da biste to učinili, otopite je u maloj količini vruće prokuhane vode, filtrirajte kroz vatu i stavite otopinu u hladnjak. Zatim ocijedite rastvor, osušite šalitru na radijatoru, a zatim u rerni na oko 150°C jedan do dva sata. Glavna stvar ovdje je održavanje temperaturnog režima. Na višoj temperaturi, salitra će se otopiti i postati neprikladna za dalju obradu. Sorbitol (zamjena za šećer) se prodaje u apotekama i supermarketima. Tačka topljenja čistog sorbitola je 125°C, a na ovoj temperaturi se može razlikovati od sorbitola monohidrata koji se ponekad prodaje i pod maskom sorbitola. Monohidrat se topi na 84 °C i nije pogodan za gorivo.
Uprkos svom neozbiljnom nazivu, bombonsko raketno gorivo je prije svega raketno gorivo i s njim treba postupati s poštovanjem. Prvo i najvažnije sigurnosno pravilo je da nikada ne kuhate karamelu na otvorenoj vatri! Samo električni štednjak sa zatvorenim grijačem i regulatorom temperature. Ako nemate odgovarajući električni šporet, možete koristiti običnu peglu, ali samo treba da napravite stalak da ga držite naopako, sa đonom nagore. Položaj dugmeta u tri tačke je savršen za pravljenje karamela.
Ne biste trebali mjeriti komponente na oko ili po zapremini - samo na vagi. Po izgledu, hrpe od 35 g sorbitola i 65 g kalijum nitrata gotovo su identične zapremine. I to je u našu prednost, jer je lakše miješati gorivo. Ako je šalitra velika, morat ćete je zdrobiti u malteru ili samljeti u mlinu za kafu. Ali nemojte pretjerivati: kristali bi trebali biti poput fine soli - ako salitru sameljete u prašinu, bit će teško raditi s gorivom, jer će postati previše viskozno. 20 sekundi je ono što vam treba.
Sada možete pomiješati prah šalitre i sorbitola i rasporediti ih u sloj ne veći od centimetra u tavi. Preporučljivo je stalno miješati smjesu. Za miješanje je zgodno koristiti drveni štapić za sladoled. Postepeno će se sorbitol početi topiti, a nakon nekog vremena, dok miješate, prah će se pretvoriti u homogenu tvar, sličnu kaši od tekućeg griza. Dio nitrata se rastvara u rastopljenom sorbitolu, tako da gotovo gorivo ostaje prilično tečno čak i na 95°C. Gorivo ne treba pregrejati, jer na 140°C naglo raste rastvorljivost nitrata, a takođe naglo raste i viskozitet ovog sastava.
Čim se pomiješaju posljednje grudice šalitre, gorivo je spremno - sada ga treba sipati u kalup. Savršena jednostavnost! Bilo bi lijepo motor učiniti što jednostavnijim, a takva opcija postoji - ako nisu potrebni rekordni parametri, dizajn bez mlaznica postaje poželjniji. Sastoji se samo od kućišta i punjenja. Iako se bez mlaznice dio energije goriva gubi, uštedom težine kućišta i mlaznice može se uliti više goriva i nadoknaditi gubitke.
Za tijelo će vam trebati kartonska cijev s debljinom zida od 1-2 mm. Njegov promjer može biti od centimetra do tri, ali za prve eksperimente bolje je uzeti ne najmanji, jer je nezgodno raditi s malim motorima - gorivo se brže stvrdne i teško ga je spakovati u mali tube. Njegova dužina treba da bude 7-15 puta veća od prečnika. Moguće je na 20, ali dodavanje goriva je već vrlo nezgodno.
Trebat će vam i šipka za formiranje kanala u gorivu - u karamel motorima gorivo gori duž površine kanala, a ne od kraja punjenja; na kraju nema dovoljno površine. A da biste centrirali šipku, trebat će vam drvena ili plastična bočica koja je prikladna u promjeru i za kartonsku cijev i za središnji štap. Prečnik kanala treba da bude približno tri puta manji od unutrašnjeg prečnika cevi.
Nakon što smo umetnuli čep u donji kraj cijevi i šipku u njega, u preostali prostor ulijemo "griz kašu" od šalitre i sorbitola. Gorivo se hladi i učvršćuje, ali ne u potpunosti. Od njegovih ostataka potrebno je zarolati štapić uzorka - obično veličine muškog malog prsta. Koristi se za mjerenje brzine sagorijevanja dobivenog goriva - za to se snima i vrijeme se snima iz video zapisa. Naravno, dužina štapa se mora izmeriti pre paljenja. Normalno napravljena sorbitol karamela treba da gori brzinom od 2,6 do 2,8 mm/s, odnosno štap dužine 5 cm izgoreće za 17-19 s.
Nakon otprilike šest sati - dok je gorivo još mekano - potrebno je ukloniti glavu i šipku. Ostaje samo napraviti čep od epoksidne smole na mjestu gdje je bio gazda: zalijepite krug trake na otvorenu površinu goriva da prekrijete kanal, i pomoću trake napravite perlu oko kartonske cijevi, zatim sipajte epoksidnu smolu i učvršćivač tamo. Nivo smole treba da bude 0,5 cm iznad ivice cevi tako da se smola upije u kraj. Ponekad i dalje rade
tri ili četiri rupe prečnika 3 mm, u delu cevi bez goriva, kako bi epoksidni čep bolje držao.
Nakon što se ljepilo stvrdne, motor je spreman za pokretanje. Kineske "električne šibice", koje se prodaju u online prodavnicama, odlične su za paljenje; samo treba produžiti žice i umetnuti osigurač u motor sve do epoksidnog utikača - ako se motor upali u sredini, on će ne proizvodi puni potisak.
Ali, nakon što je leteo na "klasiku", raketni entuzijasta često osjeća potrebu da ga nekako poboljša. Tu počinje pronalazak različitih kompozicija i tehnologija. Čarobna riječ "perklorat" uzbuđuje srca domaćih dizajnera. Ali neće biti moguće direktno zamijeniti kalijev nitrat kalijum perkloratom - gorivo će imati različite karakteristike. Bez treće komponente - katalizatora - kompozicija pokazuje pulsirajuće sagorevanje sve dok ne eksplodira. Ali topljenje goriva sa katalizatorom je opasno, pa morate koristiti vakuumsko prešanje sa grijanjem i drugim egzotičnim stvarima.