Топлива на нитрате натрия и двигатели на них.

Vagrant>> Есть нужда устроить зрелищные пуски (читай фейерверк) при дефиците времени
Саша, спасибо за оперативный отзыв и участие.
Есть ПАП и АСТ по необходимости
Поскольку времени на все про все неделя, то делать корпуса я не собирался –
есть вот такие готовые варианты труб + эпоксидка:
FRC> 33 (внутр)х1,5х400 - 25р
FRC> 40 (внутр)х1,5х900 - 45р
FRC> 60 (внутр)х2х1200 - 50р
FRC> 76,6 (внутр)х2,5х2000 - 70р
Я думаю выбрать 60 мм
Длина шашки – 500
Толщина свода – 15
Масса – 1200 грамм
Вопрос только в составе топлива – карамели боюсь - хотя твой состав горит убедительно
В принципе махнуть до Ярославля нет проблем,
но для технических целей проще и дешевле службы по доставке

Vagrant>> По составу топлива что-то типа:
Vagrant>> Нитрат натрия – хорошо светит
Pashok> Может стоит попробовать нитрат натрия/силикон/алюминий? Яркость должна быть хорошей. Силикон годится для простейшего скрепленного заряда...
Пробовать к сожалению некогда
Может есть на примете готовый рецепт?

Pashok> Гореть должно достаточно быстро. Думаю сильно будет зависеть от процента алюминия в составе.

С силиконом тоже самое, что с ЭДП по зависимости скорости горения от давления. Яркость будет, но ещё это топливо очень тяжело воспламенить. Простой двигатель тут не сделать, нужно полноценное сопло.

Vagrant> Есть ПАП и АСТ по необходимости

Я его делал с ПАП.

Vagrant> Я думаю выбрать 60 мм
Vagrant> Длина шашки – 500
Vagrant> Толщина свода – 15
Vagrant> Масса – 1200 грамм

Лучше бери вот эту:
FRC>> 76,6 (внутр)х2,5х2000 - 70р

Поскольку топливо это тоже карамельное, то всё рассчитано под конкретный корпус, в скрепленной схеме важно, к чему его крепить. С стеклопластиком не проверял, как оно будет, поэтому лучше не рисковать.
Корпус двигателя будет диаметром 60мм внутренний внешний не более 64мм, так как на этот размер у меня есть всё необходимое сейчас. Удлинение будет 10 - это примерно 2,5кг топлива и длина не более 700мм, диаметр канала 25мм на всю длину. Скорее всего сделаю сопло-шайбу из бумаги, так же как делал для опытных двигателей под свои экспериментальные ракеты, чтобы под конец давление было поболее - это несложно.

Vagrant> Вопрос только в составе топлива – карамели боюсь - хотя твой состав горит убедительно

НН - 50%
Сорбит - 25%
ПАП - 20%
S - 5%
Хрупкость компенсируется разделением заряда.

Vagrant> В принципе махнуть до Ярославля нет проблем,

Службы долго едут. И я в Ростове сейчас это на 1ч ближе.
Если есть добро в виде ПАП 0,5кг, то корпус я могу уже сегодня сделать, завтра можно будет заправлять при наличии ПАП.

Лучше бери вот эту:
FRC>> 76,6 (внутр)х2,5х2000 - 70р
Для этой трубы топливо весит 2,5 кг – Это уже Панцер-Фауст.
В принципе и килограммовая ракета очень опасна.
Думаю массу надо снижать за счет толщины свода.
Это же не рекордный старт, кто на нее будет смотреть в статосфере.
Поскольку ракета фейерверочная, то сама конструкция будет состоять из рейки.
Но предполагается, что ракет будет много (например 5),
и делать сложные скрепленные заряды и вообще усложнять не хотелось бы - трудоемко.
С другой стороны это надо наварить ведро карамели.
Ведро карамели – это для меня очень страшно.
Кроме того прикинь – сколько по времени займут маневры с карамелью?
Поездка за ПАП, 1 день
Заброска ПАП в Ростов 1
Изготовление и пробный прожиг полагаю не меньше 2 дней
Варка ведра карамели и изготовление серии не меньше 2 дней.
Думаю, по времени подходят составы с ЭДП или силиконом – у них короткий фиксированный срок отверждения.

Vagrant> Для этой трубы топливо весит 2,5 кг – Это уже Панцер-Фауст.
Фейерверочная ракета - ракета, чаще, экспериментальная.
Если фейерверк нужен для дела - стреляйте, как принято, из мортиры: выпущенный шар уже не изменит своей траектории после выстрела ( ТБ) и, в отличии от ракеты, будет более зрелищный, ибо разрыв снаряда будет не так высоко, как это бывает у ракеты...

Vagrant>> Для этой трубы топливо весит 2,5 кг – Это уже Панцер-Фауст.
L.2.> Фейерверочная ракета - ракета, чаще, экспериментальная.
L.2.> Если фейерверк нужен для дела - стреляйте, как принято, из мортиры
Согласен - мортира куда как безопаснее, но конструкция ядра куда как сложнее
и не отработана - проще купить. Времени нет совсем, поэтому хотелось просто
быстро отмасштабировать готовое решение.

Vagrant> Согласен - мортира куда как безопаснее, но конструкция ядра куда как сложнее
Vagrant> и не отработана - проще купить. Времени нет совсем, поэтому хотелось просто
Vagrant> быстро отмасштабировать готовое решение.

На самом деле, ракета несет такой же снаряженный заряд, имеющий такую же конструкцию и форму: иначе не будет визуального эффекта.
Стрельба же, из мортиры - основа и отработана пиротехниками до мелочей, уже не первый десяток лет. Для Вас это сейчас, выход из положения, так как изготовить все можно быстрее и, наоборот, проще...
В самом деле: заряд и там, и там - одинаков: шар с дистанционной трубкой.
Мортира - заглушенная труба. Она сложнее, чем ракетный двигатель?

-

Vagrant> Нитрат натрия – хорошо светит
Вот, кстати, распространённое заблуждение. При наличии металлического горючего, нет разницы в яркости факела, будет это нитрат натрия или калия.
P.S.: А топливо посмотри в теме "Перезаряжаемый двигатель класса J" - последнее. Но нужен магний.

Massaraksh> Вот, кстати, распространённое заблуждение. При наличии металлического горючего, нет разницы в яркости факела, будет это нитрат натрия или калия.

Разница будет, хотя и небольшая. У НН а Ал факел будет пушистее)))

L.2.>> Мортира - заглушенная труба. Она сложнее, чем ракетный двигатель?
L.2.> Удаляюсь: не в теме.

Нагрузку с блестками я отрабатывать не хочу и времени нет -
собираюсь просто сжечь в бесопловике пару килограмм
металлического топлива за 5 секунд.
Бессопловик - заглушенная труба.

Vagrant>> Нитрат натрия – хорошо светит
Massaraksh> Вот, кстати, распространённое заблуждение.
Разница конечно есть, вопрос существенная ли? Люксометр в наличии есть - можно проверить. А так я согласен с SashaMaks - важнее субъективное восприятие,
у меня оно в пользу НН.

Massaraksh> P.S.: А топливо посмотри в теме "Перезаряжаемый двигатель класса J" - последнее. Но нужен магний.
Спасибо, твои топлива на сайте посмотрел, все наглядно, но магния нет. В версии с алюминием 10% серы - это важно?

Vagrant> Спасибо, твои топлива на сайте посмотрел, все наглядно, но магния нет.
Жаль. Топлива с алюминием (на эпоксидной смоле) требуют более высокого рабочего давления и хуже поджигаются.
Vagrant> В версии с алюминием 10% серы - это важно?
Не думаю. Алюминий должен быть, чем мельче, тем лучше. Но это топливо я бы не рекомендовал в силу его неисследованности.

Vagrant> но магния нет.
В Русхиме должен быть.

Vagrant> Бессопловик - заглушенная труба.

Да, это верно. Однако, не советую - "любит озоровать" вектором тяги.

Саша, ты используешь сорбит в качестве топлива, но никогда не используешь сахар. С чем это связано? Тебя не устраивает скорость горения, разложение сахара при нагреве с твоим нитратом или есть еще " подводные камни" которых я не вижу?

ventel> или есть еще " подводные камни" которых я не вижу?

Для Сорбита разница между температурой плавления и точки карамелизации вышая чем сахар - при плавлении жидкостная форма топливо может храниться для длительного времени, также топливо нитрат-Сорбит гораздо менее гигроскопично чем нитрата-сахар. Но ето для нитрата калия - я никогда не работал с нитратом натрия.

pinko> Для Сорбита разница между температурой плавления и точки карамелизации вышая чем сахар - при плавлении жидкостная форма топливо может храниться для длительного времени, также топливо нитрат-Сорбит гораздо менее гигроскопично чем нитрата-сахар.
Все же топливо NK/SORB более гигроскопично чем NK/SUGAR. Та же ситуация и с окислителем NN. Топливо дольше сохраняющее подвижность,конечно удобнее в работе в большинстве случаев

ventel> Саша, ты используешь сорбит в качестве топлива, но никогда не используешь сахар. С чем это связано?

Почему никогда? Я делал целую серию двигателей на фруктозе, но по ряду причин отказался от этого топлива. Сейчас, правда, есть вариант по лучше, но, как видно, мощность работы двигателя возросла в 1,5 раза, и ракета, рассчитанная на меньшую мощность двигателя, не может пока нормально летать.

ventel> Тебя не устраивает скорость горения, разложение сахара при нагреве с твоим нитратом или есть еще " подводные камни" которых я не вижу?

Всё так и есть, как ты говоришь. Никаких подводных камней нет. Они были сооружены специально рукотворно. Самый главный подводный рукотворный камень - это "фруктоза разлагается в присутствии иона аммония". Проведя ряд дотошных тестов в действительности оказалось, что фруктоза разлагается сама по себе только из-за нагрева, и примеси иона аммония на это никак не влияют.

Поэтому якобы вредная и очень опасная примесь аммиачной селитры в моём НН оказалась очень полезной и нужной, так как:

1. В результате расширенных экспериментов с топливом на НН и фруктозе или сорбите выяснилось, что на время полного застывания готовой топливной композиции влияет количество содержания воды, а точнее степень пластичности топливной массы, которая получается при этом. Аммиачная селитра позволяет повысить пластичность топлива в примесных количествах в разы не из-за того, что её много или нужно много воды, а уже в примесных количествах. Это означает, что баланс получения НН нужно вести с сторону избытка НА, а не в сторону соды. При этом отпадает необходимость в использовании дополнительных пластификаторов, которые только понижают плотность топлива из-за того же провоцирования преждевременного разложения фруктозы.
-Поэтому можно использовать пониженное содержание горючей связки в топливе уже не 35% в общей сложности, а только 30%.
-Поэтому в случае с чистым сорбитом, примесь НА увеличивала время полного застывания до 3-4 недель.
-Поэтому примесь НА с фруктозой позволяет добиться максимальной плотности топлива и скорости застывания.

2. Избыток соды в НН оказался наоборот очень плохой примесью, так как при нагревании с фруктозным связующим даёт эффект всхода теста, из-за чего беспорядочно падает плотность топлива и резко повышается его пористость. А раньше все думали, что у меня руки кривые, поэтому и плотность скачет, и я стал мучится с прессами и прочими технологиями заправки и всё было в пустую. Также сера резко ускоряет разложение фруктозы в присутствии катализатора - AL при нагревании до температур плавления серы и фруктозы, поэтому от алюминиевой посуды пришлось отказаться.

3. Избыток соды хорош для топлива на НН с сорбитом и алюминием, так как примесь НА оказывается очень чувствительна здесь к фазовым переходам и даже следовые количества НА в НН приводят к тому, что топливо начинает деформироваться при остывании, теряет адгезию со стенками и просто рассыпается. Всё это ещё больше усугубляется в присутствии атмосферной влаги.

Топливо которым сейчас я заправляю свой двигатель имеет следующий состав:
1. Натрия нитрат - 62%;
1. Фруктоза - 22%;
1. Сорбит - 11%;
1. Сера - 5%;

Фруктозы пока взято в 2 раза больше, чем сорбита, так как это даёт наибольшую скорость застывания и скорость горения топлива при атмосферном давлении. Т.е. минимальную чувствительность скорости горения от давления при максимальном времени застывания.
За эту информацию я чуть жизнью не поплатился...

Проблему, связанную с термическим разложением фруктозы решаю теперь очень просто:

1. Использую эмалированную посуду, чтобы избежать возможного каталитического действия металлов на разложение фруктозы в моём топливе.
2. Снижаю скорость и температуру нагрева топливной смеси перед её смешением с окислителем и серой.
3. Выдерживаю полчаса горючую массу в расплавленном виде для получения максимально однородной прозрачной жидкой массы. Если фруктоза начнёт разлагаться, даже чуть-чуть, то время полного застывания топлива резко увеличится вплоть до бесконечности и получится пластическая карамель, которую можно получить и проще по составу с обратной пропорцией фруктозы к сорбиту. При этом ещё и будет самая максимальная скорость горения при атмосферном давлении, но для больших двигателей - это будет не топливо, оно обязательно потечёт.
4. Достаточной подвижности топливной массы при заполнении добиваюсь с помощью примеси НА, как пластификатора.

И всё получается хорошо, только мощность двигателя выросла в 1,5 раза. Изначально всё проектировалось не под 4с, а под 5-6с работы.

Саша спасибо за развернутый ответ. В твоих двигателях с топливом NN/фруктоза кристаллы NN оседали вниз?,гигроскопичность была высокой?

ventel> В твоих двигателях с топливом NN/фруктоза кристаллы NN оседали вниз?,гигроскопичность была высокой?

Оседания кристаллов не наблюдал вообще в карамели.
Гигроскопичность у натриевой карамели с фруктозой существенно выше, чем с сорбитом. С сорбитом топливо достаточно устойчиво к атмосферной влаге и может даже открыто храниться. А вот с фруктозой нет, оно уже через пару часов начинает увлажняться с поверхности, поэтому приходится применять соответствующие меры по гидроизоляции.

Саша,ты писал про фруктозу, Но работал ли ты с обычным сахаром. У меня есть большое количество сокристаллизованного NN/NK в соотношении 80/20. Есть желание исключить любой из компонентов в топливе. корпуса двигателей из ткани Т 13 или под большее довление ТР 03 с сопловым блоком из графит МПГ 7 .ТКАНЬ

ventel> ...корпуса двигателей из ткани Т 13 или под большее довление ТР 03 с сопловым блоком из графит МПГ 7 .ТКАНЬ

Ответил тут:

Так будет правильнее. Нитрат натрия, конечно, очень важная деталь моего проекта, но на нём мир клином не сошёлся.

Pashok> А по мнению моего калькулятора, в который вбивались цены на ватман и стеклоткань Т-13, оказалось, что корпус на стеклоткани выходит немного таки дешевле, чем точно такой же на ватмане - при равной толщине стенок. Это разумеется без учета того, что при таких условиях он на стеклоткани будет куда прочней.

Прочней оно будет всего лишь в 3 раза. А при условии минимума толщины стенки корпуса для скрепленной схемы с учётом собственных теплозащитных свойств корпуса на режиме последействия получается примерное равенство масс корпусов при толщине стенки либо такой же, либо всего лишь в 1,5 раза тоньше, чем на силикатном ватмане и это ещё без проверки на жесткость и устойчивость такого корпуса из стеклоткани для всей ракеты в целом, если корпус двигателя является и корпусом ракеты.

Дополнительное условие одноразовости использования корпуса в таком случае на первый план выводит именно стоимость материала корпуса.

Расчёт цены: