Несколько десятилетий назад, когда человечество бредило освоением космоса, увлечение ракетостроением было повальным. И школьники, и взрослые мужчины с энтузиазмом конструировали в гаражах и на кухнях модели ракет из подручных материалов. Сейчас ажиотаж немного спал, но что может быть увлекательнее, чем запустить в воздух собственноручно сделанный летательный аппарат? Как же заставить ракету взлететь? Самое доступное и практичное - использовать карамельное топливо, смесь селитры и углевода.
Набор составляющих не так уж велик.
1. Сахар или сорбит - сырье для карамелизации.
2. Селитра (можно использовать разную, об этом подробнее ниже).
3. Металлическая емкость - чаще всего берут обычные консервные банки, хотя предпочтительнее брать посуду с толстыми стенками - для более равномерного нагрева. Еще лучше - эмалированную или из нержавейки, чтобы не было реакции раствора с материалом посуды.
4. Электроплитка - готовить топливо на газовой плите нельзя!
5. Газета или другая бумага с хорошими впитывающими свойствами (если ваша цель - сделать не просто карамельное топливо, а карамельную бумагу). Ее также используют в двигателях ракет, пропитывая готовой "карамелькой" и высушивая (без нагрева).
6. Средства защиты: очки и перчатки.
7. Вентиляция.
Сделать карамельное топливо можно по-разному. Самое легкое - просто смешать компоненты. Еще "карамельку" варят - просто или с выпариванием. При обычном смешивании топливо ссыпают в стеклянную банку и встряхивают несколько раз, затем плотно закрывают, чтобы исключить впитывание воды. При непосредственном использовании в двигателях ракет этот вид горючего надо хорошо уплотнить, иначе возможен взрыв.
Варят, или, скорее, плавят карамельное топливо при температуре 120-145 градусов до полного преобразования сахара и образования массы, по консистенции похожей на жидкую манную кашу. Предварительно измельчать компоненты не нужно. Очень важно постоянно мешать ее, чтобы не образовались пузырьки воздуха. Варка с выпариванием подразумевает добавление воды с последующим ее испарением. Недостатки этого способа: в топливе остается влага, и это снижает скорость его горения.
Карамельное топливо из калиевой селитры (нитрата калия) - самый лучший вариант. Ингредиенты берутся в следующих пропорциях: сахар или сорбит - 35 %; селитра - 65 %. Селитру сушат на плоской широкой сковороде про 100-150 градусах около двух часов. Затем измельчают в течение примерно 20 секунд - можно использовать ступку или кофемолку.
Закладывают равными порциями, по 50 граммов. Чтобы не возиться с измельчением сахара, лучше купить уже готовую сахарную пудру. Для "вареного" карамельного топлива ничего ни молоть, ни сушить не нужно. Чтобы усилить эффективность, в смесь можно добавить 1%-ный оксида железа (Fe2O3).
Карамельное топливо из натриевой селитры. Особенности этой смеси - она более гигроскопична. Потребуется 70 % селитры, 30 % сахара и два объема воды (200 %).
Пользоваться им не рекомендуется. Это карамельное топливо на аммиачной селитре (аммоний азотнокислый). Почему лучше обратить внимание на другие рецепты? Потому что это неустойчивое соединение, и при нагревании все что угодно может пойти не так. В результате затея, вполне вероятно, закончится пожаром!
Кроме того, при изготовлении "карамельки" из аммиачной селитры выделяются крайне токсичные пары. Поэтому все рецепты с использованием аммиачной селитры содержат дополнительные компоненты для преобразования ее в натриевую или калиевую. Проще всего вариант с натриевой. Берем 40 % селитры, 45 % пищевой соды и 200 % воды. Отмечаем уровень жидкости и выпариваем, пока не пропадет запах аммиака. Потом доливаем воду до первоначального уровня (она же выпарилась частично), добавляем 15 % сахара и дожидаемся его растворения.
Для увеличения эффективности "карамельки" в нее добавляют различные катализаторы. Самый популярный - оксид железа. Менее известно карамельное топливо с алюминием. Внимание! Смесь алюминия с нитратами может воспламениться в присутствии воды. Особенно опасно наличие любых щелочных примесей, которые могут присутствовать в селитре, недостаточно чистой или сделанной самостоятельно. Поэтому в горючее на основе нитратов с алюминием в качестве катализатора обязательно добавление 0,5-1 % какой-нибудь слабой кислоты, причем не факт, что этого количества хватит, - все зависит от качества селитры. Борная - наилучший вариант. Щавелевая и уксусная не годятся - алюминий реагирует с ними. Если в процессе варки смесь сильно нагревается, пенится и испускает резкий запах аммиака - нужно незамедлительно снять ее с плитки и погрузить в воду.
Вообще, экспериментировать с катализаторами лучше опытным ракетостроителям, освоившим простейшие виды топлива. Да и подучить химию не помешает: пользоваться готовыми советами просто, но значительно ценнее знание и понимание того, что ты делаешь, и какие реакции происходят в смеси.
Алюминий добавляется в калиевую "карамельку". Допустимые вариации - от 2,5 до 20 %. Разное количество дает разное изменение скорости горения топлива. Рекомендуется использовать сферический алюминий АСД-4.
Опаснее всего готовить карамельное топливо путем плавления сахара и селитры, но зато этот вариант и самый результативный. Емкость, в которой варят "карамельку", должна быть идеально чистой - посторонние вещества могут вызвать возгорание.
Рядом не должно быть источников открытого пламени - взрывы на кухне нам ни к чему. Очень важно следить за температурой смеси - выше 180 градусов она не должна подниматься ни при каких обстоятельствах!
При размешивании лучше использовать деревянную палочку во избежание побочных реакций. Мешать следует очень тщательно, но равномерно: пузырьки воздуха в готовом топливе при использовании приводят к взрыву ракеты. При розливе этого горючего в формы также нужно следить, чтобы не было пузырьков. Работать необходимо с вытяжкой или на свежем воздухе, особенно это касается рецепта с аммиачной селитрой.
Не перемалывайте сахар и селитру в кофемолке вместе! Молоть нужно отдельно, смешивать, встряхивая, в стеклянной посуде.
Новичкам не стоит связываться с нитратом аммония: сначала попробуйте самое простое и безопасное (на основе калиевой селитры) карамельное топливо. Изготовление любого самодельного горючего должно проходить под тщательнейшим контролем качества ингредиентов, температуры, содержания влаги и с соблюдением всех мер безопасности!
Селитра продается в магазинах сельскохозяйственных товаров и отделах для дачников в качестве удобрения. Сорбит - заменитель сахара для диабетиков. Продается, соответственно, в аптеке. Fe2O3 - оксид железа - раньше продавался под названием "железный сурик". Можно попробовать сделать его самостоятельно, изучив соответствующую литературу. Минерал гематит - этот тоже оксид железа. Алюминий продается фирмами-производителями химреактивов.
fb.ru
Караме́льное ракетное то́пливо — твёрдое ракетное топливо, относящееся к смесевым топливам с органической связкой. Базовый, наиболее изученный и часто используемый состав — 65 % КNО3 и 35 % сорбита или сахара (по массе). Он легок в изготовлении своими руками.
Такой состав близок к оптимуму по достижимому удельному импульсу при небольших степенях расширения, характерных для модельных РДТТ. Умеренный показатель степени в законе горения делает топливо пригодным для работы в широком диапазоне давлений, и, как следствие, подходящим для кустарно изготавливаемых РДТТ с заметным разбросом геометрических характеристик.
Главные недостатки топлива из сорбита — гигроскопичность и большое количество конденсированной фазы в продуктах горения. Также следует признать недостатком хрупкость этого топлива, что сужает выбор конструкций РДТТ с его использованием. Наконец, недостатком является значительная усадка (уменьшение объёма) при затвердевании, что может вызвать искажение формы шашки или отслоение бронировки.
При замене в составе топлива сорбита на сахарозу скорость горения возрастает довольно значительно, на 40 % при атмосферном давлении, но другие свойства топлива (плотность, удельный импульс, показатель степени в законе горения и т. д.) почти не меняются. Главный недостаток сахарного состава — гораздо более опасный процесс приготовления, так как требуется более сильный нагрев.
Карамельное топливо названо так из-за использования в его составе сахара или сорбита, а также из-за внешнего вида готового топлива. Англоязычный термин «rocket candy» точно так же характеризует отношение к нему.
Исходное карамельное ракетное топливо малотоксично, но продукты его горения могут раздражать слизистые и органы дыхания, так как карбонат калия, выделяющийся в сильно диспергированной форме, и имеющий щелочную реакцию, может вызвать химический ожог даже после остывания до комнатной температуры. Температура горения базового состава примерно 1400 градусов Цельсия, этого достаточно для размягчения стального корпуса РДТТ при воздействии на него без теплозащиты.
ognennoetv.ru
Стандартное смесевое твердое топливо недоступно для большинства «ракетолюбителей». Приходится искать что-нибудь попроще… Для начала нужно решить, где начинается космос — куда же, собственно, нужно попасть. В последние годы более или менее договорились считать, что космос начинается с высоты в 100 км. Хотя это и не вполне так — для орбитального полета такая высота недостаточна, — но круглые числа психологически притягательны, поэтому 100-километровая граница устраивает большинство спорящих.
Тем не менее учредители приза за дешевый доступ в космос (Cheap Access To Space, или сокращенно CATS Prize) были более решительны — чтобы получить приз, нужно доставить полезную нагрузку в 2 кг на высоту 200 км. Конкурс стартовал в ноябре 1997 года, и, чтобы получить приз в $250 000, нужно было успеть достичь этой высоты до 8 ноября 2000 года. Было сделано более 30 попыток, но выше 25 км подняться не удалось никому, и приз так и остался неврученным. Никто не смог претендовать и на «утешительный» приз в $25 000 за достижение высоты в 125 км. Часть команд продолжили работу и после истечения назначенного срока — толчок, который CATS Prize дал любительскому ракетостроению, невозможно переоценить. Некоторые команды стали настоящими коммерческими фирмами, вот только ракеты они больше не делают…
Лишь одна команда — CSXT во главе с бывшим голливудским каскадером и мастером по спецэффектам Каем Майкельсоном — продолжила работу, пытаясь достичь первоначальной цели. Майкельсон, известный в узких кругах под именем The Rocketman за свою приверженность реактивной тяге, даже уйдя на отдых, продолжил занятия своей любимой пиротехникой. Проанализировав неудачи предшественников, CSXT отказалась от экзотических схем запуска со стратостата или самолета.
Запуски с воздушных шаров восходят к 50-м годам прошлого века. Попытки сэкономить на атмосферных потерях предпринимались еще до полета первого спутника, но, как в 1950-е годы, так и в 1990-е, результат был неудовлетворительным — простая на вид схема таила в себе множество «граблей», на которые неудачливые ракетостроители и через 40 лет наступали с тем же энтузиазмом.
Каю Майкельсону пришлось отказаться и от двухступенчатой конструкции — надежность ее в любительском исполнении оставляла желать лучшего, в чем он и убедился в ходе неудачной попытки достичь границы космоса в 1997 году. Вторая ступень просто не запустилась. Вдобавок после неудачных стартов конкурсантов CATS Prize получение разрешений на запуск двухступенчатых высотных ракет обставили почти непреодолимыми для любителей рогатками.
Вообще-то американские законы, регулирующие любительское ракетостроение, самые либеральные в мире. Кроме обычных, запускаемых по всему миру ракетомоделей, в США определены классы High Power Rockets и, для тех, кому и этого не хватает, Experimental Rockets. Классификация идет как по полному импульсу двигателя (произведение тяги на время работы), так и по стартовой массе и разрешает — с определенными оговорками — любительские ракеты до 16 000 Н•с в классе High Power Rocketry и до 128 000 Н•с в классе Experimental Rocketry. Сравните это с максимальными 80 Н•с на ракетомодельных соревнованиях! В Европе ничего подобного для любителей больших ракет нет, поэтому европейский рекорд высоты полета до сих пор менее 10 км. Мало того, европейские любители вынуждены возить свои ракеты в США, снаряжать и запускать их в Неваде!
Но и в пустыне законы следят за безопасностью весьма тщательно. Любителям запрещено перевозить большие заряды из штата в штат — снаряжать ракету нужно прямо на месте запуска. Есть и масса других ограничений, кажущихся на первый взгляд надуманными, но большинство из них созданы при разборе какого-нибудь несчастного случая и призваны устранить такие случайности в дальнейшем.
Все, что мог усовершенствовать Майкельсон, — это аэродинамика ракеты и характеристики топлива. CSXT провела большую исследовательскую работу, дабы достичь максимальных характеристик. Объем испытаний двигателей различных калибров был непредставим для большинства любителей — больше дюжины самодельных РДТТ калибром 6 и 8 дюймов (15−20 см) сгорели на испытаниях при попытках добиться надежной работы на пике возможностей. Говорят, затраты команды превысили $130 000! Но наконец, в январе 2002 года ракета, способная достичь космоса, была готова. Она получила имя Primera, в честь компании-спонсора, производителя компакт-дисков. Лишь 1 июня удалось получить разрешение на запуск — однако он не состоялся из-за погодных условий. На новую попытку в конце сентября нужно было новое разрешение, которое было получено 27 августа. Но 21 сентября 2002 года эта ракета, успев подняться на 720 м и набрать скорость 1700 км/ч всего за три секунды, разрушилась в воздухе из-за прогара корпуса двигателя возле сопла и разворота ракеты поперек потока.
Доработки и изготовление новой ракеты, названной GoFast, заняли полтора года. Ракета потяжелела в полтора раза и весила на старте 328 кг (из них 197,5 кг весило топливо). Длина ракеты была равна 6,4 м, а диаметр корпуса — всего 25,4 см, то есть ракета выглядела тонкой, как гвоздь! В профессиональном ракетостроении такие пропорции почти не встречаются, но необходимо было любой ценой уменьшить аэродинамическое сопротивление, что при гиперзвуковой скорости достижимо только путем уменьшения диаметра. Да-да, ракета должна была набрать гиперзвуковую скорость еще в плотной атмосфере — на высоте около 8−10 км, где летают обычные дозвуковые лайнеры. Поэтому нос ее представлял собой сплошной стальной конус с очень маленьким углом раскрыва и тоненький у вершины — токарь сумел выточить эту деталь лишь с третьей попытки.
На этот раз судьба была более благосклонна к команде. 15 мая 2004 года с чудовищным ускорением в 21,5 g (больше, чем у катапульты для спасения летчиков-истребителей) тоненькая ракета устремилась к границе космоса. Привлеченные наблюдатели радиолокатором отслеживали скорость и высоту ракеты. Через 13 секунд топливо в двигателе полностью выгорело и ракета полетела по инерции со скоростью, в 5,2 раза превышавшей скорость звука. Стало ясно, что рекорд состоится. Через 2,5 минуты ракета достигла космоса. Через пять минут после старта были приняты сигналы радиомаяка — модуль полезной нагрузки спускался на парашюте. К сожалению — далековато от расчетного места приземления. Найти его удалось, когда батареи маяка уже иссякли. А корпус ускорителя пришлось искать более двух недель — он упал в 40 км от места старта. Эти трудности несколько омрачили успех, но высота в 115 км была взята, о чем, кроме радиолокатора, теперь свидетельствовали и записи бортового «черного ящика»!
Но вернемся к сахару. Топливо, использованное в ракете GoFast, было максимальным любительским приближением к топливу стартовых бустеров (SRB) «Шаттла». Типовое смесевое твердое топливо состоит из перхлората аммония, алюминия и синтетического каучука, изначально жидкого, твердеющего прямо в двигателе. Но перхлорат аммония и каучук — вещества, практически недоступные для большинства «ракетолюбителей». Их продажа находится под весьма серьезным контролем. Да и алюминиевый порошок нужен не абы какой — «серебрянка», например, не годится, частицы металла должны иметь сферическую форму и определенный размер.
В результате двигатели на таком топливе даже в США доступны лишь единицам. Остальным приходится применять что-нибудь попроще. Например, пресловутый сахар. «Карамельное» ракетное топливо действительно представляет собой сплав сахара с калийной селитрой. Его характеристики скромны, но все же оно раза в полтора лучше известного всем дымного пороха, на котором ракеты летали почти тысячу лет, прежде чем был придуман пироксилин. К тому же «карамель» как минимум в 10−20 раз дешевле, чем топливо на перхлорате аммония. Кто придумал «карамельное» топливо, сейчас установить сложно, появилось оно в середине XX века. Американские источники утверждают, что впервые его применил Билл Колберн в 1943 году в Калифорнии. Редкие книги о любительском ракетостроении не воспроизводили его рецепт, но на научную основу применение его было поставлено лишь в середине 1990-х — любители стали изучать свойства топлива, зависимость его характеристик от вариации состава, от начальной температуры, давления в камере и т. д. Конечно, в распоряжении профессионалов есть энергетически более выгодные вещества, но любителям для серьезного и безопасного применения все эти сведения были необходимы, и получить их можно было лишь экспериментальным путем.
Оказалось, что топливо это устойчиво горит в широком диапазоне давлений в камере, что позволило делать на нем как простейшие бумажные двигатели, так и перезаряжаемые металлические. Малые отклонения в составе также не мешают его хорошей работе, поэтому оно более безопасно. Однако есть у этого топлива и недостатки, прежде всего — это хрупкость. К примеру, топлива на основе каучука весьма мягкие, профессионалы-ракетчики
утверждают, что от куска такого топлива можно руками отщипнуть крошку, это позволяет наглухо скреплять заряд с корпусом. Заряд служит и теплозащитой — пока он весь не сгорит, корпус двигателя не нагреется. С карамелью так делать нельзя — она может растрескаться под рабочим давлением, доходящим до полусотни атмосфер! Поэтому карамельный заряд — вкладной, между ним и корпусом должна быть узенькая щель для выравнивания давления. Но при этом металлический корпус должен быть защищен от горячих газов, ведь их температура достигает почти 1400˚C, так что металл неизбежно потеряет прочность.
Другой недостаток «карамели» — большое количество «конденсированной фазы». Так ракетчики называют продукты сгорания, которые не являются газами. При горении карамели образуется поташ, или углекислый калий. В камере он жидкий, а в сопле становится твердым. Мельчайшие частички углекислого калия создают плотный белый дым. Этот дым довольно едкий, так как поташ имеет щелочную реакцию. Поэтому ни в коем случае нельзя жечь «карамельное топливо» в закрытом помещении. Но для ракетного двигателя конденсированная фаза вредна по другой причине: твердые или жидкие частички не могут расширяться в сопле, как газы, а значит, не создают работы; тепло от них к газу передается только излучением, поэтому КПД ракетного двигателя уменьшается. Это значит, что фактический удельный импульс «карамели» заметно ниже теоретического, рассчитанного из теплоты химических реакций.
И еще один серьезный недостаток — для классической сахарной карамели слишком мала разница температур между плавлением сахара и загоранием готовой смеси. Но эта проблема была успешно решена заменой сахара на сорбит. Сорбитовое топливо горит медленнее, чем сахарное, но работать с ним гораздо безопаснее, ведь сорбит плавится уже при 125˚C, а сахароза — лишь при 185˚. Все остальные полезные свойства сахарного топлива у сорбитового сохранились.
После триумфа GoFast многие ракетчики предъявляли претензии команде CSXT. Дескать, их ракета «нечестная», поскольку не может быть воспроизведена практически никем из любителей, и к тому же из-за большого отклонения их ракеты высотные пуски теперь находятся под гораздо более плотным контролем: чиновники в США решили, что их законодательство чересчур либерально. Но с другой стороны, однажды решенную задачу второй раз решить гораздо проще. И канадец Ричард Накка, один из главных энтузиастов «карамели», решил добиться «честного» с точки зрения любительского ракетостроения результата, достичь границы космоса на сахарном — или сорбитовом — топливе. Проект был назван Sugar Shot to Space, в вольном переводе «На сахаре в космос».
Но сначала надо было выяснить, решаема ли эта задача в принципе. Если бы не мешала атмосфера, достаточно было бы скорости 1400 м/с, чтобы с поверхности Земли «допрыгнуть» до высоты 100 км. Но у GoFast атмосфера «съела» около 300 м/с (больше 1000 км/ч!). Чтобы уменьшить величину потерь, надо разгоняться в более разреженном воздухе, на большей высоте, а для этого необходимо уменьшить стартовую перегрузку и увеличить время работы двигателя. Но для неуправляемой ракеты это нежелательно, так как увеличивается участок, на котором стабилизаторы плохо работают. Нужно увеличивать либо высоту направляющей, либо размер стабилизаторов, что увеличивает аэродинамические потери.
Анализ аэродинамики был выполнен очень тщательно, в результате пропорции ракеты получились еще более странными, чем у GoFast, — длина в 30 раз больше диаметра, три стабилизатора вместо четырех, да и форму носовой части пытались оптимизировать. Вот только все это не приближало к желаемому результату. Делать же ракету двухступенчатой не хотелось, так как это уменьшало надежность и увеличивало сложности с получением разрешения на запуск. Ричард Накка был не понаслышке знаком с этими проблемами.
Надо было придумать такой профиль тяги (зависимость тяги от времени), который можно было бы реализовать в движке на карамели и который бы снизил аэродинамические потери и не слишком увеличил потери гравитационные. В зенитных ракетах используется быстрая стартовая ступень с тягой под сотню тонн и ускорением до 50 g (в противоракетных системах) и относительно «долгоиграющая» маршевая — с гораздо меньшей тягой. Но маршевая ступень раньше делалась на ЖРД, а сейчас — на специальных твердых топливах, обеспечивающих большое время работы. Для любителей это не годится — слишком велик объем отработочных испытаний. У простых карамельных движков время работы тесно связано с диаметром.
Но решение было найдено — им стал двухстадийный двигатель. Такой двигатель состоит из двух камер с двумя зарядами топлива, по очереди работающих на общее сопло. Между камерами — заглушка из пережигаемого материала, которая не должна пустить горячие газы ко второму заряду во время работы первого. После выгорания первой стадии ракета будет некоторое время лететь вверх по инерции, постепенно теряя скорость, но и выбираясь из плотных слоев атмосферы, и лишь по окончании баллистической паузы воспламенится вторая половина запаса топлива. Максимальная скорость при этом будет заметно меньше, чем у GoFast, и достичь ее удастся на большей высоте — при этом аэродинамические потери снизятся.
Однако при всех ухищрениях стартовая масса и размеры у ракеты на сахарном топливе должны быть больше, чем на перхлорат-каучуковом. Поэтому члены группы SS2S построили вначале модель двухстадийного двигателя в масштабе 1:4 (по линейным размерам; по массе топлива это 1/64). Только с четвертой попытки к ним пришел успех — сложнее всего было добиться, чтобы камера первой стадии не прогорала во время работы второй, ведь ей доставалась двойная доза тепловой нагрузки.
Однако, преодолев все трудности, ракетчики поняли, что перед постройкой полноразмерной ракеты для штурма космоса им придется сначала отработать технические решения на чем-то подешевле, и сейчас строят ракету в масштабе 1:3. Долог путь любителей в космос! Но мы надеемся, что со временем у них все получится, и желаем им настойчивости и успехов.
Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№4, Апрель 2008).www.popmech.ru
Иногда хочется чего-то странного. Вот, недавно меня потянуло на ракетомоделизм. Так как я строю ракеты на нубовском уровне, для меня ракета состоит из двух частей – двигателя и корпуса. Да, я знаю, что все намного сложнее, но даже с таким подходом ракеты летают. Естественно, вам интересно, как делается двигатель.
Хочу предупредить, что если вы соберетесь повторить то, что написано в этой статье, то будете делать это на свой страх и риск. Я не гарантирую точность или безопасность предложенной методики.
Для корпуса двигателя я использую толстостенные ПВХ трубы диаметром 3/4 дюйма. Трубы такого диаметра относительно дешевы и широкодоступны. Лучше всего трубы режутся специальными ножницами. Я очень много намучался, пытаясь резать такие трубы электролобзиком – всегда получалось очень криво.
Трубу я размечаю так:
Все размеры в дюймах. кто не знает, размер в дюймах нужно умножить на 2.54 и получится размер в сантиметрах. Эти размеры я нашел в замечательной книге
Там есть и куча других конструкций. Верхний кусок двигателя (который пустой) я не делаю. Там должен быть вышибной заряд для парашюта, мне пока далеко до этого.
Отрезанный кусок трубы вставляется в специальную приспособу. Покажу все приспособы сразу, дабы не возникало вопросов:
Длинная палка играет роль “пестика” Ей утрамбовывается глина и топливо. Вторая деталька – это кондуктор. Он служит для того, чтобы просверлить сопло точно по центру двигателя. Вот их чертежи:
Сверло используется длинное – длинной 13см. Его как раз хватает для того, чтобы просверлить канал через все топливо.
Теперь нужно замешивать топливо. Я использую стандартную “карамельку” – сахар и селитра в соотношении 65 селитры/35сахара. Плавить карамель я не хочу – занятие это рискованное, да и не стоит это того геморроя. Я не пытаюсь вытянуть из топлива все возможное. Это ведь любительское ракетостроение. Я просто смешиваю сахарную пудру и селитру в порошках:
Далее, формируем сопло. Для этого забираем у любимого котэ наполнитель туалетов (желательно, неюзанный), перетираем его в ступке до более-менее однородной массы и слегка смачиваем водой.
Забиваем порошок по разметку. Бить нужно довольно сильно.
Забивка топлива и заглушки ничем не отличается. Кажется, что по топливу стучать опасно, но карамелька трудно воспламеняется даже от спички. Естественно, базовые меры предосторожности соблюдать стоит – не склонятся над двигателем, работать в защитной маске, итп.
Последние 5мм заглушки я оставляю для термоклея. Я несколько раз пробовал сделать ракету без заглушки из термоклея, верхнюю пробку вырывало давлением. Термоклей обладает отличной адгезией к пластику и не успевает расплавится при горении двигателя.
Сверлим сопло через кондуктор:
Топливо очень плохо сверлится – сахар плавится и липнет на сверло, поэтому его приходится часто вытаскивать и счищать налипшее топливо. Проверяем сопло:
Заливаем последние 5мм трубки и ее торец термоклеем
Все, двигатель готов. Вот так выглядит двигатель на статических испытаниях. К сожалению, видео не показательно – в этом двигателе канал был просверлен на половину, и фотоаппарат не правильно записал звук. В реале “рев” двигателе очень громкий и серьёзный, а не такой игрушечный как на записи.
bsvi.ru
2 г. назад
Как сделать реактивный двигатель из подручных средств. Очень просто! Я покажу вам, как сделать знаменитый...
3 г. назад
Здесь показан один из способов приготовления ракетного топлива для моделей ракет. Карамельное топливо...
1 г. назад
https://www.youtube.com/watch?v=Ged81jWDE7Q Connect with NCS: • http://soundcloud.com/nocopyrightsounds • http://instagram.com/nocopyrightsounds ...
8 мес. назад
Ракетное топливо.
2 г. назад
ОПАСНО ! Не повторять! Будьте крайне внимательны и не повторяйте это, если вы не достигли совершеннолетия...
2 г. назад
KNO3 65%, сорбит 25%, сахар 10%, сера +5%. d сопла 5,6 мм, длина канала 51 мм Пиротехника ...
1 г. назад
Всем привет! В этом видео я научу вас делать простые ракеты на карамельном топливе. самодельная ракета....
2 г. назад
ОПАСНО ! Не повторять! Перед проведением эксперимента и съемкой этого ролика был проведен опыт при помощи...
11 мес. назад
Огневые испытания твердотопливного ракетного двигателя РДТТ "Орбита" для самодельной ракеты. Ракета разра...
1 г. назад
КАК СДЕЛАТЬ РАКЕТУ НА САХАРЕ И СЕЛИТРЕ.
2 г. назад
Масса двигателя до испытания – 1587кг; Масса двигателя после испытания – 0261кг; Масса воспламенителя – 0,01кг;...
2 г. назад
Откат обратно к натриевой карамели на сорбите после усовершенствования технологии. И снова порох в восплам...
1 г. назад
http://www.youtube.com/tobuofficial.
1 г. назад
Думаю все догадались, что флакон-это анограмма от Falcon 9. Ее двигатель сделан из аллюминиевой трубы, то есть...
3 г. назад
29 декабря состоялся полет новой испытательной ракеты, оснащенной системой управления. Система управления...
8 г. назад
двигатель карамельный.
2 г. назад
Электро велосипед - http://ali.pub/t2h4d ◇ Горный велосипед - http://ali.pub/n02fj ◇ Аксессуары для велосипеда - http://ali.pub/l0imd...
8 г. назад
Топливо - сплав кальциевой селитры и сорбита с добавкой нитрата натрия 5% для стабилизации.Внутри трубы...
3 г. назад
Двигатель для космодрома ВОСТОЧНЫЙ.
3 г. назад
Компания «Лин индастриал» успешно испытала новый мощный твердотопливный двигатель, который будет использ...
videobomba.net
Мало кто из моих ровесников не увлекался постройкой моделей ракет. Может, сказывалось всемирное увлечение человечества пилотируемыми полетами, а может, кажущаяся простота постройки модели. Картонная трубка с тремя стабилизаторами и головным обтекателем из пенопласта или бальсы, согласитесь, намного проще даже элементарной модели самолета или автомобиля. Правда, энтузиазм большинства молодых Королевых, как правило, улетучивался на этапе поиска ракетного двигателя. Оставшимся ничего не оставалось, как осваивать азы пиротехники.
Александр Грек
18 февраля 2008 00:00
Между Главным конструктором наших ракет Сергеем Королевым и Главным конструктором наших ракетных двигателей Валентином Глушко шла негласная борьба за звание Самого Главного: кто же действительно важнее, конструктор ракет или двигателей для них? Глушко приписывают крылатую фразу, якобы брошенную им в разгар такого спора: «Да я к своему двигателю забор привяжу — он на орбиту выйдет!» Впрочем, эти слова — отнюдь не пустое бахвальство. Отказ от «глушковских» двигателей привел к краху королевской лунной ракеты H-1 и лишил СССР каких-либо шансов на победу в лунной гонке. Глушко же, став генеральным конструктором, создал сверхмощную ракету-носитель «Энергия», превзойти которую до сих пор никому не удается.
Та же закономерность работала и в любительском ракетостроении — выше летала ракета, у которой был более мощный двигатель. Несмотря на то что первые ракетомодельные двигатели появились в СССР еще до войны, в 1938 году, Евгений Букш, автор вышедшей в 1972 году книги «Основы ракетного моделизма», взял за основу такого двигателя картонную гильзу охотничьего патрона. Мощность определялась калибром исходной гильзы, а производились двигатели двумя пиротехническими мастерскими ДОСААФ вплоть до 1974 года, когда было принято решение об организации в стране ракетомодельного спорта. Для участия в международных соревнованиях потребовались двигатели, подходящие по своим параметрам под требования международной федерации.
Их разработка была поручена Пермскому НИИ полимерных материалов. Вскоре была выпущена опытная партия, на основе которой и начал развиваться советский ракетомодельный спорт. С 1982 года с перебоями заработало серийное производство двигателей на государственном казенном заводе «Импульс» в украинской Шостке — в год выпускали 200−250 тысяч экземпляров. Несмотря на жесткий дефицит таких двигателей, это был период расцвета советского любительского модельного ракетостроения, который закончился в 1990 году одновременно с закрытием производства в Шостке.
Качество серийных двигателей, как нетрудно догадаться, для серьезных соревнований не годилось. Поэтому рядом с заводом в 1984 году появилось мелкосерийное опытное производство, обеспечивавшее своей продукцией сборную страны. Особенно выделялись двигатели, частным образом изготовленные мастером Юрием Гапоном.
А в чем, собственно, сложность производства? По своей сути ракетомодельный двигатель — простейшее устройство: картонная трубка с запрессованным внутри дымным порохом марки ДРП-3П (дымный ружейный порох 3-й состав для прессованных изделий) с керамической заглушкой с соплом-дыркой с одной стороны и пыжом с вышибным зарядом — с другой. Первая проблема, с которой не справлялось серийное производство, — точность дозировки, от которой зависел и конечный суммарный импульс двигателя. Вторая — качество корпусов, которые часто давали трещины при прессовании под давлением в три тонны. Ну и третья — собственно, качество запрессовки. Впрочем, проблемы с качеством возникали не только в нашей стране. Не блещут им и серийные ракетомодельные двигатели другой великой космической державы — США. А лучшие модельные двигатели делают микроскопические предприятия в Чехии и Словакии, откуда их контрабандой провозят для особо важных мероприятий.
Тем не менее при социализме двигатели, пусть неважные и с дефицитом, но были. Сейчас же их нет вообще. Отдельные детские ракетомодельные студии летают на старых, еще советских запасах, закрывая глаза на то, что срок годности давно вышел. Спортсмены пользуются услугами пары мастеров-одиночек, а если повезет, то и контрабандными чешскими двигателями. Любителям же остается единственный путь — перед тем как стать Королевым, сначала стать Глушко. То есть делать двигатели самим. Чем, собственно, и занимались я и мои друзья в детстве. Слава богу, пальцы и глаза у всех остались на месте.
Из всех искусств для нас важнейшим является кино, любил поговаривать Ильич. Для ракетомоделистов-любителей середины прошлого века — тоже. Ибо кино- и фотопленка того времени делалась из целлулоида. Туго свернутая в небольшой рулончик и засунутая в бумажную трубку со стабилизаторами, она позволяла взлететь простейшей ракете на высоту пятиэтажного дома. У таких двигателей было два главных недостатка: первый — небольшая мощность и, как следствие, высота полета; второй — невозобновимость запасов целлулоидной пленки. Например, фотоархива моего отца хватило всего на пару десятков запусков. Сейчас, кстати, жалко.
Максимальная высота при фиксированном суммарном импульсе двигателя достигалась при кратковременном четырехкратном скачке мощности на старте и дальнейшем переходе на ровную среднюю тягу. Скачок тяги достигался формированием отверстия в топливном заряде.
Второй вариант двигателей собирался, так сказать, из отходов деятельности Советской армии. Дело в том, что при стрельбах на артиллерийских полигонах (а один из них как раз находился неподалеку от нас) метательный заряд при выстреле выгорает не до конца. И если хорошенько поискать в траве перед позициями, можно было найти довольно много трубчатого пороха. Самая несложная ракета получалась в результате простого заворачивания такой трубки в обычную фольгу от шоколадки и поджигания с одного конца. Летала такая ракета, правда, невысоко и непредсказуемо, зато весело. Мощный двигатель получался при собирании длинных трубок в пакет и заталкивании их в картонный корпус. Из обожженной глины изготавливалось и примитивное сопло. Работал такой двигатель очень эффектно, поднимал ракету довольно высоко, но часто взрывался. К тому же на артиллерийский полигон не особо походишь.
www.popmech.ru
Реактивная артиллерия почему-то не пользуется популярностью среди попаданцев во времена ранее 18 века. А зря, потому что при всех недостатках ракет, это истинно попаданческая технология. Они могут быть созданы чуть ли не в бронзовом веке, а значит зазор применения у них огромный.Для начала немного истории. Считается, что ракеты были созданы в Китае, но долгое время использовались там только для фейерверков. Только в 10 веке в том же Китае были изобретены так называемые «огненные стрелы» — стрела с приделанной к ней небольшой ракетой для увеличения дальности и поджигания вражеских построек. Есть упоминания, что примерно такие же стрелы использовали монголы в 13 веке. В западной Европе первое боевое применение ракет относится к 1380 году. Но во всех этих случаях ракеты использовались в основном для достижения психологического эффекта. Разве что, в Корее 1590-х годах изобрели систему реактивного залпового огня — hwacha. В одной из битв имдинской войны 3,400 корейцев с сорока хвачхами прогнали тридцатитысячное войско японцев.
Хвачха
По сути, история практического применения ракетной артиллерии в бою начинается с 1792 года, когда во время осады Шрирангапатнама индусы использовали их против англичан. А еще точнее, когда Уильям Конгрив, создал на базе индийских свои зажигательные ракеты. С их помощью в 1806 году была практически сожжена Булонь и на следующий год Копенгаген. Дальше развитие реактивного оружия пошло семимильными шагами.
Практически зазор между есть возможность сделать боевую ракету и боевые ракеты широко используются составляет больше тысячи лет.
Главные достоинства реактивной артиллерии этоДальность. Все те же ракеты Конгрива летели почти на 3 км. Ракеты Засядько и Константинова — уже на 5-6. Для сравнения — только к 18 веку дульнозарядные пушки стали бить дальше полутора километров. А большую часть зазора сравнивать ракеты попаданца надо не с пушками 18 века, а с бомбардами, а то и требуше.Легкость, а значит маневренность и скорость развертывания. А так же возможность использования относительно малыми силами. По сравнению с весом пушек, массой станка для ракет можно вообще пренебречь.Взрывы. У ракеты практически нет пробивающего действия, поскольку масса боеголовки слишком мала. Но благодаря низкой начальной скорости и постоянному плавному ускорению вместо можно сравнительно безопасно использовать бризантную взрывчатку в боеголовке. Причем с ударным взрывателем, а не с фитилем.Дешевизна. Для сравнения в конце 16 века на 1 кг массы ядра уходило примерно полкило пороха. Ракеты Конгрива с 1.8 кг пороха в двигателе весили 14 килограмм из которых на «боеголовку» приходилось 6.5 кг. При использовании карамельного топлива (см. ниже) в связи с большей его эффективностью, ценной селитры потребуется намного меньше.
ракета Константинова
Среди очевидных недостатков первых боевых ракет1. Малый выбор поражающего действия. Практически, попаданческие ракеты могут быль либо фугасными/фугасно-осколочными, либо зажигательными. Применять шрапнель мешает малая по сравнению с пушечным снарядом скорость, пробивного действия нет из-за ограничений по массе боеголовки. Если подумать, то можно сделать еще и осветительные и сигнальные ракеты.2. Низкая точность и зависимость от ветра. Их сносит намного сильнее, чем пушечное ядро, вплоть до того, что известны случаи, когда ракеты Конгрива при сильном встречном ветре летели назад и почти долетали до позиций англичан.Однако, первый это не недостаток, а просто более узкая область применения. А второй — частично преодолим.Во-первых, в отличие от пушечного снаряда ракету можно стабилизировать оперением. Теоретически можно просто вкрутить по оси ракеты длинную палку, как это делал Конгрив, но при этом увеличивается длина снаряда, а значит и зависимость от ветра.А во-вторых, и Конгрив и Засядько и все до них были вынуждены пользоваться в качестве ракетного топлива черным порохом. Однако в 1948 году появились первые ракеты на так называемой «ракетной карамели», в англоязычных источниках «rocket candy». Удельный импульс карамели намного выше, чем у черного пороха, а главное — с ней намного проще добиться равномерного горения, то есть как минимум один из факторов влияющих на точность полета будет минимизирован.
Ракетная сахарная карамель это смесь сахара с калийной селитрой в пропорции примерно 2:1. Сейчас вместо сахара часто используют сорбит, он более безопасен в приготовлении. Но я не знаю может ли попаданец наладить производство сорбита в принципе в пристойных количествах и если может — стоит ли овчинка выделки.
Селитра теоретически годится и натриевая, но во-первых смеси на ее основе более гигроскопичны, а во-вторых она еще менее доступна чем калиевая, если попаданец не оказался в Чили.
Смесь аккуратно расплавляется при постоянном перемешивании, затем, уже расплавленная снимается с огня и все еще перемешивается пока не начнет застывать. Перемешивание нужно для того чтобы избавиться от пузырьков воздуха, из за них горение будет неравномерным, а для ракеты это критично. Затем карамель снова разогревается до достижения пластичности, запихивается в трубку и прессуется туда обычной палочкой. Именно запихивается — консистенция у нее как у густого клея. Карамель от давления не детонирует, так что прессование безопасно. Опасным этапом считается нагрев, потому что температура плавления сахара близка к температуре воспламенения смеси. Однако, даже при этом карамель загорается, но не детонирует.
Топливная шашка
В процессе плавления полезно добавить 1-2% окиси железа(III) Fe2O3 в качестве катализатора. Полезно — это до 80% добавочной тяги. Из этого оксида состоит минерал гематит ака красный железняк, но при наличии серной кислоты можно обойтись и без него. Fe2(SO4)3 -> Fe2O3 + 3SO3.
Остается только по центру получившейся топливной шашки просверлить отверстие для запала или стопина и плотно запихать шашки в корпус ракеты — металлическую трубу с коническим соплом. Труба сверху затыкается несгораемым пыжом, после чего к ней крепится боеголовка с обтекателем. Ракета готова.
Полностью, однако, проблему точности решить невозможно попаданческими средствами. Самая известная ныне из ракет на сахарной карамели — Кассам, которым террористы из Газы регулярно обстреливают юг Израиля. Они просты, собираются практически на коленке из водопроводных труб, но не всегда попадают даже в населенные пункты. Правда и дистанция у них избыточная для попаданца — до 18 километров. Немудрено промахнуться когда направляешь ракету «куда-то в ту сторону».
Кассам
Впрочем, при замене топлива появляется еще одна проблема. Сахар. В Европе он был предметом роскоши, практически наравне с пряностями. Так что производство сахара — еще одна задача для попаданца. Но об этом в следующей статье.
www.popadancev.net
