Саморобний паливо для двигунів моделей ракет

Склад №1: 60% (9KNO3) + 30% (9СОРБІТА) + 10% (9S) 9 - більш висока пластичність

Склад №2: 63% (KNO3) + 27% (сорбіту) + 10% (S) - максимальна питома тяга

До складу нового сорбітовий палива входить сірка, яка бере участь в реакції горіння:

Насправді реакція протікає по більш складного механізму, за окислювально-відновним властивостям елементів можна стверджувати, що на самому початку, реакція буде протікати саме по простому механізму, а вже потім продукти реакції будуть взаємодіяти між собою, даючи вже інші сполуки. Правильне співвідношення компонентів забезпечує високу ефективність цього палива. Дане паливо має порівняно високими енергетичними характеристиками. Справа в тому, що сірка бере участь тут як відновник і витісняє залишився атом кисню з молекули K2 O. внаслідок чого збільшується енергетичний вихід реакції. До того ж K2 S не забирає СO2. як це робить K2 O. виділяється енергії вистачає на те щоб змістити рівновагу в бік утворення таких низькомолекулярних продуктів, як CO і H2. Це сприяє значному збільшенню питомої тяги палива. Таким чином ККД двигуна в середньому підвищується на 15 - 20% (за грубими підрахунками), а може і більше. Так що можна сказати що дане ракетне паливо є гідною заміною пороху і звичайної карамелі.

Недоліками цього палива в порівнянні зі звичайним сорбітовий, є: складність у виготовленні, низька пластичність, неможливість заливки складу в корпус двигуна, швидка швидкість затвердіння, при недостатньому нагріванні сорбіту паливо швидко твердне. Досвід показав, що це паливо добре готувати і використовувати в холодну пору року, так як вологість в повітрі значно нижче, ніж в літній час. Мабуть найголовнішою проблемою цього палива є швидка швидкість затвердіння і неможливість заливки палива прямо в корпус двигуна. Ще у цього палива є дуже неприємна річ - при недостатньому ущільненні маси всередині паливного заряду утворюються порожнечі, що сильно позначається на рівномірності горіння всього заряду. Простіше кажучи, структура стає пористої, що сприяє виникненню аномального горіння - нестійке переривчасте горіння, викликане зменшенням підведення тепла до непрореагировавшего паливу, що триває від декількох часток до 2 секунд. Особливо ця проблема характерна тільки для малих двигунів, з зарядом палива 30 - 35 грам - запрессовка "Потужною карамелі" в такі двигуни - робота вельми копітка і складна, ну а на великих двигунах така річ практично не позначається, тому що щодо всього обсягу палива повітряні порожнечі незначні. Хоч це паливо і швидко твердне, але цю проблему можна легко усунути, поставивши ємність з паливом на розігріту піщану баню. Це дуже зручний спосіб, ну дивіться не переборщіть з температурою, а то сірка в паливі розплавиться і суміш стане неоднорідною.

ВИГОТОВЛЕННЯ

По початку, при його виготовленні, виникали серйозні проблеми. Важко було знайти баланс між температурою плавлення сорбіту і температурою плавлення сірки, а при змішуванні розплавів обох компонентів паливо виходило вкрай не однорідним. Було розглянуто варіант з використанням гліцерину, щоб маса зберігала пластичність тривалий час. Але використання гліцерину приводило до зниження міцності паливної шашки і підвищеної гидроскопичности.

Сорбіт при сильному нагріванні і подальшим охолодженні твердне не відразу і зберігає пластичність досить тривалий час, якого вистачає на заправку 2 - 3 невеликих двигунів. Сорбіт повинен бути розігрітий до досить високої температури (близько температуру кипіння). Коли я його розігріваю до такої температури, то він трохи димить, стає прозорим (злегка жовтуватим), і на дні утворюються невеликі пухирці, що свідчить про початок кипіння.

Перед тим, як ви почнете плавити сорбіт слід заздалегідь приготувати всі компоненти.

1. Спочатку отвесьте необхідну порцію сорбіту і відкладіть його подалі від місця роботи

2. Далі вам потрібно буде подрібнити нітрат калію. Перед помелом його слід ретельно просушити, можна на батареї, але я просушував в грубці при t ≈ 200 0 C. більше цієї температури не можна, тому що починається його плавлення і потім розкладання. Просушений нітрат калію легше подрібнюється і менше прилипає до стінок електрокавомолки, ніж вологий. Помел я виробляв в Електрокавомолки десь секунд 40. Якщо він прилип до стінок, то його можна зішкребти ватяними паличками або руками, тільки не голими, а використовуючи одноразові рукавички.

3. Після помелу отвесьте необхідну порцію селітри і помістіть в чисту баночку, я використовував пластикову, тому що до скла він у мене прилипав.

4. Потім вам потрібно відважити сірку.

Сірка, яка я використовується в паливі, містить вугілля в наступному співвідношенні: 100% (S) + 5% (С) (по масі).
При використанні вугілля маса утворює менше грудочок, стає більш розсипчастою і практично не прилипає до стінок електрокавомолки під час помелу. Однак потрібно молоти з перервами, щоб сірка не розплавиться від зайвого тертя. Після помелу вона залишається сильно наелектризованої і буде утворювати грудочки. Як я помітив, потрібно досить тривалий час, щоб сірка стала розсипчастою після помелу, так що виробляти її помел слід заздалегідь. (Докладніше >>)

5. Тільки після того, як ви все відміряли можна плавити сорбіт. Для цих цілей я використовував мою улюблену мініатюрну піч, але коли у мене її не було я обходився плитою. Сорбіт поміщається в металеву ємність, а краще в ємність з нержавіючої сталі (особисто я використовую кухоль з нержавійки, яку я придбав в магазині "Все для риболовлі та полювання") і нагрівається до температури, наближеної до температури його кипіння.

6. Потім в нього додається мелкоізмельчённий і просушений нітрат калію (калійна селітра). Перед тим як ви її будете засипати, гарненько струсіть пляшечку з селітрою, щоб вона стала більш розсипчастою.

7. Суміш перемішується до повної однорідності. При такому співвідношенні селітри і сорбіту суміш починає швидко тверднути, тому вам доведеться знову розігріти вміст склянки, до тих пір поки суміш не стане придатною до перемішування.

8. Після того як суміш охолоне до температури, яка нижча за температуру плавлення сірки, в неї додають саму сірку. Температуру можна перевірити, кинувши невелику кількість сірки в вище отриману суміш селітри і сорбіту, якщо температура занадто велика, то сірка буде плавитися і утворювати дрібні, блискучі крапельки на поверхні. Перемішувати всі компоненти потрібно дуже швидко, щоб суміш не встигла затвердіти.

10. Після цього витягнути пластичну масу (бажано використовувати одноразові поліетиленові рукавички) ножем або іншим металевим предметом. Суміш також слід зішкребти і зі стінок гуртки і все ще раз перемять руками для більшої однорідності (використовувати поліетиленові рукавички!).

Хочу зауважити, що паливо починає швидко тверднути, тому я знову розміщую його кухоль і ставлять в прогріту піч, але тільки вже виключену, тому що вона зберегла в собі тепло і відмінно допомагає зберігати температуру розплаву палива і воно не залишається пластичним досить довгий час. У піч можна також покласти якісь теплоємність матеріали: чистий сухий пісок, металево гайки, цвяхи, відмінно підійде свинець. У міру необхідності шматочки палива відщипують від основної маси і ретельно запресовуються в корпус двигуна.

Виробляти запрессовку палива слід малими порціями, тому що якщо паливо запресовувати не під достатнім тиском, то всередині паливної шашки залишиться багато бульбашок повітря. Як показав досвід для запресовування краще використовувати графітову паличку просочену парафіном, і з відполірованим кінчиком. Для цих цілей так само підійде фторопласт, однак паливо все одно до нього прилипає і бажано мати під рукою ганчірочку за допомогою якої ви будете видаляти наліт. Всі роботи бажано проводити в сухому приміщенні. Як я вже зазначив, це паливо більше підійде на виготовлення великих паливних зарядів (від 70г) для великих двигунів.

Увага! Якщо у вас є якісь зауваження, питання чи пропозиції з даної теми, прохання повідомити мені про це.