Твердые ракетные топлива карамельного типа ХII

Non-conformist> Привет новому участнику! Спасибо за текст, приятно читать.
Non-conformist> На вопросы ответить не могу, с ПАВ я не экспериментировал. Нет ли желания повторить описанные эксперименты с составом сорбит/сахар/НК 23/12/65 ?

В чём заключается предполагаемый выигрыш от добавки сахара?

Sharovar>> В настоящее время тестирую маленький калибр 12 мм.
Serge77> А зачем такой маленький? Что можно запустить с такими двигателями?
К большому от малого. Последний раз собирал движки лет десять назад на дымном порохе. Решил вот с карамелью попробовать. Тестовые образцы. В перспективе - для выноса сигнальной звёздки на высоту вместо ракетницы. Легкий, компактный, характеристики устраивают. Нужна хорошая повторяемость, которую я вижу в заливке.

Serge77> Можно немного охладить топливо, чтобы оно стало как пластилин, и упаковывать в трубку, скатывая круглые кусочки топлива и трамбуя их палочкой.
Пару раз уже капитально вымазался, больше не хочу. Заливка - чистая и очень быстрая процедура, менее, чем за минуту, можно залить 5 двигателей.
Sharovar>> - при выдержке около 15 минут в открытой посуде вязкость расплава снова увеливается. Полагаю, дело здесь в том, что без воды ПАВ просто не работает.
Serge77> Может быть. Но может ПАВ просто разлагается, это же кислый сульфат спирта, видимо идёт гидролиз до спирта и серной кислоты (точнее кислого сульфата натрия).
Тоже об этом думал. Поэтому и поставил вопрос о регенерации с помощью добавки воды. Если при повторном введении воды вязкость снова снизится - дело в шляпе. А нет, значит буду иметь ввиду что топливо нужно готовить на один раз и разливать его как можно быстрее.

Sharovar>> Масса в процессе вакуумирования увеличилась в объеме в два с половиной раза, после снятия вакуума стала более вязкой, вернувшись к прежнему объему. Вероятнее всего, массу раздул воздух, который попал в смесь при добавке дисперсной селитры
Serge77> Да, воздух. Но вообще-то пишут, что вакуумирование уменьшает вязкость. Может топливо немного остыло?
Толстостенный алюминиевый реактор с термоконтролем, вряд ли.

Serge77> Пишут, что 0.5% понижает вязкость топлива.
Окись хрома хороша тем, что её характеристики отлично воспроизводятся разложением бихромата аммония. Сурик может быть разным, характеристики поверхности тоже могут отличаться.

Sharovar>> - длительное нахождение расплава с ПАВ приводит к росту вязкости, предположительно за счёт испарения остаточной влаги. Можно ли регенерировать ПАВ, капнув воды в состав или такая смесь считается безвозвратно потерянной?
Serge77> Неизвестно, попробуй. Только неясно, сколько воды реально попадёт в топливо, если добавить капельку воды в горячий расплав. Наверно много сразу испарится.
Влагу планирую добавлять по каплям при небольшой температуре.

Serge77> Кажется ты из Киева? Готовься к весенним запускам!
Угу.
Поживём увидим. Пока - только стационарные испытания

Sharovar> В чём заключается предполагаемый выигрыш от добавки сахара?
Выше скорость горения топлива, лучшая воспламеняемость, быстрое отверждение. По-моему и УИ больше, чем на сорбите.

Да, ВИНОВАТ - перепутал местами ингредиенты в пропорции: вместо "сорбит/сахар/НК", следует читать "сахар/сорбит/НК 23/12/65". Сорбит работает как антикристаллизационная добавка. Кроме того, сорбит увеличивает время жизни замеса до отверждения, что весьма желательно для комфортного формирования канала.

Sharovar> Нужна хорошая повторяемость, которую я вижу в заливке.

Да, согласен.

Sharovar> Толстостенный алюминиевый реактор с термоконтролем, вряд ли.

Ты хорошо экипировался))

Sharovar> Сурик может быть разным, характеристики поверхности тоже могут отличаться.

Лучше брать не железный сурик, а пигмент железоокисный, он гораздо мельче. И характеристики думаю более стабильные.

Non-conformist> Да, ВИНОВАТ - перепутал местами ингредиенты в пропорции: вместо "сорбит/сахар/НК", следует читать "сахар/сорбит/НК 23/12/65". Сорбит работает как антикристаллизационная добавка. Кроме того, сорбит увеличивает время жизни замеса до отверждения, что весьма желательно для комфортного формирования канала.
Полагаю, эта смесь сюда просто не зальется, если даже с 0.4% ПАВ и подогревом гильзы сорбитовая карамель с добавкой окиси хрома не затекла как того хотелось.
Слева по ссылке - простая сорбитовая карамель, залитая как написал выше, таких за раз можно сделать десяток из одного котла с идентичными характеристиками, справа - с окисью хрома (брак). Видно, что слева отпечатался шестигранник гайки и топливо затекло на её грани (не подпрессовывал, простая заливка) - это показатель, что топливо обладало достаточной текучестью, а значит за пустоты можно не беспокоиться, тестовые вскрытия это также подтвердили. Справа топливо даже не везде достало до основания оправки. Такое даже поджигать страшно, потому уйдет на переплавку в ближайшие дни.
Я заливаю вместе со вставленным в гильзу стержнем из фторопласта. К тому же в момент установки оправки можно проконтролировать центровку будущего канала. Пробовал продавливать канал в запресованной и залитой карамели - результаты были хуже и нет приемлемой повторяемости. А так, с предварительной центравкой, расброс по качеству очень невелик, к тому же фторопластовый стержень легко удаляется на следующий день.

Sharovar> Я заливаю вместе со вставленным в гильзу стержнем из фторопласта.

А есть уже прожиги в металлоплистиковых трубах ? Видео ? Какие-то данные ?

Да, наверное не зальётся. Кроме того, я имел в виду упаривание, а ты судя по всему плавишь. Но сахар мне всё равно больше нравится, потому что он хороший.

Как-то давно встречал описание сахарного микромоторчика с небронированным бесканальным цилиндрическим зарядом; горение по всей поверхности. Иностранный человек катал колбаски на специальном приспособлении из двух досточек, а после отверждения нарезал-колол их на цилиндрики нужной длины. Заряд с налепленным на дальний от сопла торец воспламенителем просто опускался (с лёгким трением) в корпус моторчика, после чего в корпус вклеивалось сопло. Т.е. там не было возни с бронировками, да и пузыри с такой технологией выделки заряда исключены имхо практически полностью. Как и в случае паковки в трубку порций "пластилина", о чём чуть выше писал Serge77. Пузыри - это проблема чисто литьевая имхо.

Sharovar>> Я заливаю вместе со вставленным в гильзу стержнем из фторопласта.
Creator> А есть уже прожиги в металлоплистиковых трубах ? Видео ? Какие-то данные ?

За сами трубы я не беспокоюсь - на тестах выдержали гидроудар (в трубу набирается вода, с одного конца заглушка, с другой - пресс) в 80 атмосфер. Для себя решил, что готовое решение, промышленно выполненное по стандартам производителя - лучше картонных самокруток с дичайшим разбросом характеристик, к тому же готовая труба позволяет здорово экономить время. Это белая гнущаяся труба на 95°С*10атм*50 лет. Температуру и давление повышаем в ущерб 50 годам службы, нужны только несколько секунд.
Прогара тоже нет, вот вскрытие отработавшего мотора. Эпоксидному соплу очень здорово досталось, в остальном на отлично. Стенки двигателя отработали расчётное давление в 25 атмосфер, не прогорев и не деформировавшись. Корпус двигателя после работы можно держать в руках, то бишь, такая штука хорошо теплоизолирована и если случайно упадет, то относительно пожаробезопасна.
Есть нюанс - полиэтилен плохо смачивается и топливом, и эпоксидкой, это меня настораживало, думал, ничего не получится. В первом случае на практике выбить залитую шашку оказалось непростой задачей, даже трубка лопнула, а шашка осталась на месте, только раскрошившись частично. Эпоксидку зафиксировал двумя гвоздиками, которыми как хордами, проткнул основания гильзы со стороны сопла и заглушки.
Меня этот вариант вполне устраивает. Один минус - гильзу нельзя перегревать, поэтому привязан к сорбиту. При перегреве внутренний слой полиэтилена расширяется и вылазит, при охлаждении трубка не меняет своих качеств, такая же прочная, но сам факт деформации я бы рассматривал как брак технологии создания двигателей. Обычно при подогреве гильзы до 90-100°С и заливки 130-140°С топливом никаких деформаций нет. Производитель заявляет о кратковременном нагреве трубы до 110°С, как раз этот зазор топливо и выбирает.
Пока не было ни одного взрыва или внештатной ситуации. Тестирую дальше.

Non-conformist> Как-то давно встречал описание сахарного микромоторчика с небронированным бесканальным цилиндрическим зарядом; горение по всей поверхности.

Но профиль то чисто регрессивный, а под конец остатки шашки через сопло вылетают, так что эффективность такого мотра явно очень низка, помоему не так сложно канал сделать в шашечке пластилинового топлива.

Non-conformist>> Как-то давно встречал описание сахарного микромоторчика с небронированным бесканальным цилиндрическим зарядом; горение по всей поверхности.
Pashok> Но профиль то чисто регрессивный, а под конец остатки шашки через сопло вылетают, так что эффективность такого мотра явно очень низка, помоему не так сложно канал сделать в шашечке пластилинового топлива.

Это просто отдельный тест. В запасе сопла с различной керамикой, сталью и т.д.
Пока главная цель - получить стабильную серию двигателей, а поставить на выходе сопло можно какое-угодно и тогда же на одной партии можно сравнивать что получится. Тестировать сопла с разбросом параметров топлива не вижу смысла в данный момент. Одно и то же может прогореть или выдержать в зависимости от скорости горения в том же калибре.

Non-conformist>> Как-то давно встречал описание сахарного микромоторчика с небронированным бесканальным цилиндрическим зарядом; горение по всей поверхности.
Pashok> Но профиль то чисто регрессивный, а под конец остатки шашки через сопло вылетают, так что эффективность такого мотра явно очень низка, помоему не так сложно канал сделать в шашечке пластилинового топлива.
Так человеку звёздочку запустить надо. Понятное дело - жертвуем УИ в пользу технологичности, но ведь ракеты летают не на УИ? Кроме того, я не уверен, что остатки топлива вот так уж злостно вылетают в сопло...

Non-conformist> Как-то давно встречал описание сахарного микромоторчика с небронированным бесканальным цилиндрическим зарядом; горение по всей поверхности.

Я тоже это видел и так и не понял, почему шашка не затыкает сопло. Я бы такого никогда не делал.

Non-conformist>>> Как-то давно встречал описание сахарного микромоторчика с небронированным бесканальным цилиндрическим зарядом; горение по всей поверхности.
Pashok>> Но профиль то чисто регрессивный, а под конец остатки шашки через сопло вылетают, так что эффективность такого мотра явно очень низка, помоему не так сложно канал сделать в шашечке пластилинового топлива.
Так человеку звёздочку запустить надо. Понятное дело - жертвуем УИ в пользу технологичности, но ведь ракеты летают не на УИ? Кроме того, я не уверен, что остатки топлива вот так уж злостно вылетают в сопло... По крайней мере на видео ничего у него не вылетало, а наоборот всё было красиво. Правда КС металлическая была. Но думаю что и крафт выдержит спокойно, главное Кн подобрать.

Non-conformist> Кроме того, я не уверен, что остатки топлива вот так уж злостно вылетают в сопло...

Ну поидее если не вылетет, то заткнет его. Она наверное на газовой подушке подпружинина, может потому и не затыкала. Понятно, что не всем нужен высокий удельный импульс от мотора, у каждого свои цели и интересы, я лишь подчеркнул нюанс, только и всего.

Non-conformist>> Как-то давно встречал описание сахарного микромоторчика с небронированным бесканальным цилиндрическим зарядом; горение по всей поверхности.
Serge77> Я тоже это видел и так и не понял, почему шашка не затыкает сопло. Я бы такого никогда не делал.
Я думаю, что тут может иметь место расхождение между нашим (твоим) представлением о поведении огарка шашки в КС, и реальным положением вещей. Видео было стендовое, с неподвижным горизонтальным мотором. Может на реальном старте и заткнёт, кто знает? Никто не знает, потому что никто не пробовал.

Non-conformist>> Кроме того, я не уверен, что остатки топлива вот так уж злостно вылетают в сопло...
Pashok> Ну по идее ...
Вот это - ключевой оборот. ))

Поставил человек какую-то простейшую фигнюшку на входе в сопло. И всех озадачил. ))

Sharovar> Есть нюанс - полиэтилен плохо смачивается и топливом, и эпоксидкой

Так у тебя скреплённая шашка в полиэтилене? Наверно газы не доходят до полиэтилена, труба не чувствует давления, всё держит топливо. Иначе непонятно, почему полиэтилен не отслаивается от топлива под давлением.

Non-conformist> Поставил человек какую-то простейшую фигнюшку на входе в сопло. И всех озадачил. ))

Я когда делал вкладные шашки горящие по каналу и внешней поверхности (торцы забронированны) делал из обрезков двух тонких гвоздей перекрестье перед критикой и все. Вроде работало.

Non-conformist> Поставил человек какую-то простейшую фигнюшку на входе в сопло. И всех озадачил. ))

Может быть.
А вылетающие кусочки топлива я видел сам лично несколько раз. Свободная канальная шашка в гильзовом двигателе, установленном соплом ВВЕРХ на стенде. Вот они:

Жалко, там нет видео, но глазами это заметили все наблюдающие, не только я, и не в одном двигателе. В конце работы шашки вылетает маленький горящий дымящий кусочек, взлетающий немного выше струи выхлопа.

Sharovar>> Есть нюанс - полиэтилен плохо смачивается и топливом, и эпоксидкой
Serge77> Так у тебя скреплённая шашка в полиэтилене? Наверно газы не доходят до полиэтилена, труба не чувствует давления, всё держит топливо. Иначе непонятно, почему полиэтилен не отслаивается от топлива под давлением.

У полиэтилена достаточно большой коэффициент линейного расширения. Сорбитовая карамель даёт усадку при остывании, полиэтилен - тоже. Возможно, эти явления друг друга компенсируют и слой трубки при остывании поджимает шашку, поэтому прорываться в зазор там нечему. Как я говорил выше, выбить хорошо залитую шашку из такой трубки - непростая задача и это при всём при том, что карамель смачивает полимер не_очень. Пока из соображений безопасности и технологичности (сложно делать длинный канал в шашках такого диаметра) не выхожу из пикового давления 25 атмосфер, дальше будет видно.
В планах следующий калибр 20 мм, там простор для фантазии куда больший. Рискнул взять полиэтиленовый металлопластик (белая труба в бухте), но в жизни он оказался более гнущимся, чем я предполагал, как поведет себя такой корпус - будем посмотреть. В продаже есть ещё более жёсткие полипропиленовые трубы, армированные стеклотканью (бежевая прямая труба 4 метра, желтая и красная маркировка) на 20 атмосфер и 95°С без металлической прослойки. Правда видел я их на стеллаже и даже не взвешивал чтобы понять подходит такой корпус или нет, к тому же по слухам полиэтилен устойчив к пластической деформации, а полипропилен насилия над собой не любит. Метр белой 12 мм трубы весит 120 грамм и это легче всех тех картонных гильз, которые я крутил в своё время при разнице в прочности не в пользу картонных. В таких трубах, по моим прикидкам, можно на пике до 80 атмосфер развить, а там уже полимер покажет во всей красе - прорвутся газы между шашкой и стенкой или нет. 25 атмосфер ещё не показатель.
Во всяком случае такие трубы хотя и выходят дороже металлических, зато представляются мне гораздо более безопасными для всяких экспериментов в случае взрыва или падения на объекты.

Sharovar> и слой трубки при остывании поджимает шашку, поэтому прорываться в зазор там нечему.

Это понятно, но не имеет особого значения. Под давлением труба расширяется и отстаёт от топлива. Вопрос только в том, при каком давлении это произойдёт.

Повторюсь, похоже газы не доходят до полиэтилена, труба не чувствует давления, всё держит топливо.
Ведь там нет щели между эпоксидом и топливом?

Serge77> Ведь там нет щели между эпоксидом и топливом?

Заливал эпоксидкой шашку напрямую (нет зазора, получается бронировка торцов), затем подкладывая картонную шайбу, затем из поролона (появляется камера между шашкой и соплом). Результат один и тот же. В первом случае горело чуть дольше, а так корпус цел.
Думаю, что от раздутия трубку сдерживает слой алюминия.
Поскольку трубку можно гнуть руками, она обладает пластической деформацией, поэтому уверен, что и раздуть её тоже можно. Но на моих давления до 25 атмосфер этого не происходит.

Sharovar> Вернемся к теме.
Серьезный подход к экспериментам!
Sharovar> У полиэтилена достаточно большой коэффициент линейного расширения.
В данной ситуации это не совсем так. Внутренняя пластиковая часть трубы не может свободно увеличивать свой диаметр при тепловом расширении потому, что ограниченна алюминиевой трубой.

Полипропиленовые трубы очень толстостенные обрати внимание на ПВХ.

Успешных экспериментов!

Sharovar> - длительное нахождение расплава с ПАВ приводит к росту вязкости, предположительно за счёт испарения остаточной влаги. Можно ли регенерировать ПАВ, капнув воды в состав или такая смесь считается безвозвратно потерянной?
Попробовал регенерировать сорбитовую карамель с окисью хрома (1%), в которую уже ранее был добавлен ПАВ (аж 1.5%). Карамель была сварена два дня назад и была снова разогрета до 130°С. При введении 0.4% воды смесь стала жиже незначительно, при введении 1.0% на очень короткое время стала ещё жиже, после чего вернулась к консистенции манной каши. Эффект совершенно не похож на тот, который наблюдается при введении ПАВ. Со фторопластовой трубки стекала не тонкой струйкой и без остатка, а отваливалась толстыми каплями. Низачёт. Причем при охлаждении карамель оказалась с ухудшенными механическими свойствами - растрескивалась в руках, но в тонкую колбаску скаталась. Обычно карамель липкая снаружи, здесь ощущалась кристализация селитры, из-за чего казалось, словно колбаску ею присыпали.
Скорость горения не тестировал, остатки просто залил в фольгу и протянул фитиль.
Итого.
- пропало желание в дальнейшем экспериментировать с ПАВ и окисью хрома. Возможно, они друг друга недолюбливают в смеси и окись катализирует распад либо окисление активных детергентов.
- сама по себе добавка окиси хрома в количестве 1% увеличивает вязкость сорбитовой карамели и введением ПАВ не удалось добиться снижения вязкости до приемлемого уровня. Консистенция сгущёнки получалась, жидкого сиропа, как в случае классической сорбитовой карамели 65% Kno3 + 35% Sorbitol - нет.
- карамель с окисью хрома при введении ПАВ в плане легкотекучески становится одноразовой. То бишь, при введении ПАВ можно достичь кратковременного эффекта для упрощения литья добавкой 0.4% ПАВ, в дальнейшем смесь загустевает до своего изначального состояния. Это устроит тех, кто набивает составы или накладывает шпателем, моя же цель - получение подвижной субстанции, закончилась неудачей. Попытка регенерации водой к успеху не приводит. В этом плане сорбитовая карамель без оксида хрома более удобна для литья при введении ПАВ - можно добиться очень существенного снижения вязкости и меньшим количеством ПАВ. Для тестируемых в настоящее время гильз 12 мм сорбитовая карамель с добавкой окиси хрома методом литья ввиду своей высокой вязкости не подходит. Как с ПАВ, так и без них.
- осталось протестировать с Fe203 и попробовать регенерировать ПАВ в некатализированной карамели, хотя чутьё подсказывает, что лучше просто делать следует хорошо подготовившись и сразу - нагрели карамель, добились раствора, разложили подготовленные гильзы, добавили ПАВ, добились нужной текучести, разлили и посуду в мойку.