Serge77 - моя ракетна майстерня - ракетне паливо kno3-сорбіт (сорбітовий карамель)

Найбільш повну інформацію про це паливі можна прочитати на сайті Річарда Наккі.

Дискусія про карамельних паливах на ракетомодельного форумі: Тверді ракетні палива карамельного типу.

Для виготовлення палива необхідні:

Сухий KNO3 подрібнюють в кавомолці або ступці до розміру кристалів 0.1-0.05мм. Не потрібно подрібнювати занадто дрібно, тобто "В пил", тому що тоді вийде дуже в'язке, абсолютно не плинне паливо. (Примітка: не можна (та й не потрібно) подрібнювати в кавомолці KNO3 разом з сорбітом або іншими горючими.) Необхідно домагатися, щоб кожен раз виходила однакова ступінь подрібнення, інакше властивості отриманого палива будуть кожного разу різні, особливо швидкість горіння. Для цього необхідно кожен раз використовувати одну і ту ж кавомолку, завантажувати однакову кількість розмелюється і молоти однаковий час. Я розмелюю на хорошій кавомолці порцію в 100 г KNO3 в два прийоми по 30 секунд, з перервою між прийомами для охолодження кавомолки. При використанні ступки домогтися відтворюваності набагато важче.

Після осушення подрібнювати сорбіт не потрібно, він все одно розплавиться в процесі виготовлення палива.

3. Нагрівальна лазня. Для плавлення великих кількостей палива (> 0.5-1кг) обов'язково використовувати нагрівальну баню, для того щоб забезпечити рівномірний нагрів всієї маси палива. Температура теплоносія повинна бути 120-130С. Менші кількості я оливо в спрощеному приладі, описаному на тій же сторінці. Я робив порції до 500г, головне, щоб паливо було розподілено по дну сковорідки тонким шаром, що не більше 1-2см.

Розплавлене паливо не таке рідке, як вода, але досить добре ллється, особливо якщо йому трохи допомагати ложкою. Паливо легко заливається в трубки діаметром 25-30 мм і більше. У трубки малого діаметра зручніше накладати паливо за допомогою шпателя - злегка зігнутої дроту з розплющеними кінцем.

В'язкість розплавленого палива помітно збільшується, якщо воно нагрівається вище 120С, тому мінімальний контрольований нагрів важливий не тільки з точки зору безпеки, але і з точки зору зручності поводження з готовим паливом. Після заливки в форму і охолодження паливо довго залишається м'яким, повне затвердіння проходить протягом 1-2 днів. За цим процесом потрібно спостерігати, щоб не деформувати паливо. Якщо після заливки в шашку вставляється стрижень для формування центрального каналу, то його потрібно злегка змащувати яким-небудь маслом і обов'язково виймати через 8-12 годин, коли паливо ще напівтверді. Спочатку потрібно провернути стержень в паливі, щоб він отлип, а потім витягувати обертальними рухами. Якщо дочекатися повного затвердіння, витягнути стрижень буде практично неможливо.

При охолодженні і наступному отверждении відбувається невелике зменшення обсягу палива, тобто усадка. При цьому на поверхні утворюється невелике заглиблення, це не небезпечно. Але через усадки паливо може відстати від стінок бронювання, в яку воно залито. Ось цього допускати не можна, тому що під час роботи двигуна фронт полум'я пройде в цю щілину, площа горіння різко зросте і двигун може вибухнути через підвищення тиску або прогара. Ті, хто робить великі шашки, пишуть, що після заливки паливо доводиться часто подтрамбовивать у міру охолодження і затвердіння або шашку доводиться затискати в пресі або лещатах, щоб уникнути відставання від стінок. Міцність прилипання бронювання до палива перевіряють так: легко постукують дзвінкою монетою або тупим боком ножа по бронировке, при цьому глухий звук означає відставання бронювання, а дзвінкий - щільне прилипання. Не потрібно стукати занадто сильно - паливо може растрескаться.

Отримане паливо гигроскопично, тобто воно поглинає вологу з повітря, якщо відносна вологість перевищує 60-70%, при цьому поверхня стає спочатку липка, а потім на ній з'являється шар рідини. Щоб цього не відбувалося, ще тепле паливо поміщають в поліетиленовий пакет. Зберігати паливо і готові двигуни також необхідно в герметичній тарі.

Готове паливо повинне бути схоже на монолітну непористу білу тендітну пластмасу. Основний критерій якості палива - це його швидкість горіння на відкритому повітрі, вона повинна бути дорівнює 2.6 мм / с. Для вимірювання швидкості горіння паливо заливають в трубочку діаметром 15-20 мм, довжиною 20-40 мм, склеєну з двох оборотів офісного паперу на ПВА або клеїть олівці. Після повного затвердіння вимірюють довжину стовпчика палива, встановлюють його вертикально, підпалюють з верхнього кінця, засікає повне час горіння, ділять довжину стовпчика на час.

Описаний метод приготування палива придуманий не мною, він є стандартом для сорбітовий карамелі, так роблять ракетомоделістів Америки, Європи, Австралії, про що можна прочитати на їх сайтах.

Нижче наведені властивості цього палива, описані на сайтеРічарда Наккі:

Теоретичне рівняння горіння при тиску 68 атмосфер (за даними PROPEP (Propellant Evaluation Program)):

[1] При тиску в камері 68 атм, зовнішній тиск 1 атм.
[2] за даними PROPEP
[3] Виміряна (методом витіснення рідини), типова
[5] Повна вага / кількість молей газів

Залежність теоретичного питомої імпульсу від співвідношення KNO3-сорбіт.

Залежність температури горіння і середньої молекулярної маси продуктів згоряння від співвідношення KNO3-сорбіт.

Залежність теоретичного питомої імпульсу від тиску в двигуні.

Експериментальні дані залежності швидкості горіння від тиску в двигуні.

Дуже важливий графік: залежність тиску в двигуні від Kn (відношення площі палаючої поверхні палива до площі (НЕ діаметру!) Сопла).