Твердые ракетные топлива карамельного типа ХII

RonniekGC> Вопрос только в том, больше его, либо меньше. Я это вижу так:
RonniekGC> Если топливо идеально чистое (не содержит примеси/влаги), то количество шлака =1;

Не совсем так. Мы молчаливо предполагаем, что, в случае карамели, шлак состоит только из карбоната калия или натрия. При высокой температуре так оно и будет. Но величина температуры зависит не только от удельной энергии топлива, но и от скорости его горения. Отчего? Теплопотери тем больше, чем скорость горения меньше.

При заметных теплопотерях (например, из-за карбоната в исходном топливе, он даёт потери даже больше, чем вода) в шлаке содержится значительное количество нитрита натрия или калия. В двигателе меньше, в образце, который должен гореть при атмосферном давлении, больше. Нитрит понижает точку плавления карбоната, поэтому шлак имеет такой "стеклообразный" вид.

В норме, весь шлак выделяется в виде очень мелкодисперсных капель, если они не слипаются в двигателе или на холодных поверхностях сопла, то мы его и не видим (точнее, видим только, как дым). Для натриевой карамели без катализатора это неверно - капли слипнуться успевают. Поэтому его визуально больше, даже если всё в норме.

Возможно уже не актуально, но отвечу. Просто столкнулся с аналогичной ситуацией недавно.

mihail66> Вот в очередной раз "встаю в ступор". Так какая скорость должна быть у сорбитовой карамели? Цифры с форума варьируются от 2,6 до 3,6 мм/с.
mihail66> Что касается плотности, то она у меня всегда получается выше расчетной (вероятно из-за изменения геометрии шашек при сдавливании топлива шайбами на стержне).

Как далее верно написал SashaMaks, скорость горения классической сорбитовой карамели (KNO₃65%;Sorbitol35%) примерно равна 2.7 мм/с. А вот теперь объясню, почему у тебя получалось так, как получалось.

mihail66> Еще одно наблюдение: При заливке топлива в тонкую картонную гильзу в которой мало связки (условно втулка от туалетной бумаги) прозрачный расплав умудряется её пропитать насквозь.

Вот в этом и кроется суть! Как далее ты сам заметил, в картон впитался только сорбит, а это значит что в топливной шашке (без учета бронировки-картона) изменилось процентовка компонентов - НК стало больше, сорбита меньше. Конечно же плотность топлива выросла, ведь плотность НК ~2.12, а сорбита ~1.5.
А дальше соответственно ты и получил большую скорость горения, ведь в топливе больше НК. Но УИ такого топлива будет ниже, т.к. оно образует больше шлака из-за бОльшего количества НК.

Недавно нечто похожее случайно проделал с топливной шашкой. Прессовал шашку и перетянул гайки когда топливо было еще жидким. Часть сорбита (без НК, т.к. гранулы не протиснулись через узкие зазоры) просочилась между бронировкой и шайбами. Как обычно, после застывания посчитал плотность шашки. Получил 1.875 - это 1.018 от теоретической, чего быть не может. Тут то и дошло, что произошло и почему...
Теперь прессую шашки более аккуратно не допуская этого явления. Стягиваю станочек только через 3-4 часа.

mihail66>> Еще одно наблюдение: При заливке топлива в тонкую картонную гильзу в которой мало связки (условно втулка от туалетной бумаги) прозрачный расплав умудряется её пропитать насквозь.
Что ты имеешь ввиду под словом "связка" ?

RonniekGC> Вот в этом и кроется суть! ...
Как ты думаешь, сколько может впитаться сорбита в бронировку, что бы существенно повлиять на характеристики топлива?

Б.Г., я конечно полностью согласен, количество шлака (для одного топлива) зависит от многих факторов. Но ведь его (шлака) в случаи с карамельным топливом НЕ БЫТЬ не может, ведь так?

В своем сообщении я уже не вдаваясь в тонкости написал > или = 1. То есть не 0.
Тут вероятно SashaMaks возразит, что "я не писал, что шлака не будет!". Да, верно. Но "...то появится шлак" - я понял так: "шлака не было (или было очень мало), а тут его прям появилось много"
Поэтому и возразил. А как этот шлак будет себя вести (распыляться вылетая из сопла, откладываться под горящей полоской топлива), я уже не стал рассматривать


Добавлю сюда:
Как раз когда СергейZ писал об отсутствии шлака от карамели с ксилитом, возможно, бронированный столбик при горении распылял шлак мелкими каплями, как об этом написал Б.Г. Ведь СергейZ просушил ксилит, и горел он у него активно в отличии от моего. Точно также на моем фото "распылил" шлак столбик стандартной карамели. А мой столбик с ксилитом, следовательно, горя медленно и слабо, просто складывал шлак под себя. Что-то мне подсказывает, что именно так это и было.

Так что Б.Г. очень метко написал о том, как мы видим/не видим шлак, за что ему отдельное спасибо

Skyangel> Что ты имеешь ввиду под словом "связка" ?

Как я понял, под словом "связка" он имел в виду клей, что трубка не достаточно хорошо пропитана клеем при склейке.

Skyangel> Как ты думаешь, сколько может впитаться сорбита в бронировку, что бы существенно повлиять на характеристики топлива?

Так как речь идет о втулке от туалетной бумаги, то реально много. Да, конечно не так сильно, чтобы скорость в 1.5 раза скакнула, но ведь влияет же. А еще влияет помол, который в том случаи был в пудру.
Мне лично кажется, что два этих фактора приводят к такой скорости горения
А по поводу плотности нет возражений? Ведь правильно?

RonniekGC> Касательно использования его в трассере: я совсем не подумал, а нитрат натрия с какой скоростью горит? Вроде бы тоже медленно, верно? А дымит также? Шлака много?

медленее. с ксилитом тоже будет ещё медленее, думаю я. насколько - завтра проверим.

SashaMaks>> Ты сейчас одну из моих персональных теорий доказал, о том, что если тормознуть горение карамели на НК, то появится шлак.)))
RonniekGC> Как в карамели с НК может шлака не быть? Среди продуктов сгорания все равно будет конденсированная фаза! Следовательно шлак будет образовываться в любом случаи. На фотографии, добавленной мною, видно, что классическая сорбитовая карамель тоже оставила шлак, только меньше и немного раскидав его (много маленьких пузырьков).

на примере кальциевой карамели Пашка: при малой скорости (сухой нитрат, но крупномолотый) конденсированная фаза не уносится, а образует шлак. При большей (выпарено из кристаллогидрата, кристаллики нитрата очень маленькие) - ее отрывает и уносит. От влажности не зависит.

другое дело что для доказательства нужно кинуть в состав ингибиторы, например фторид лития.

нужно отличать шлак от не договревшего топлива в результате неверного отношения элементов или сырости.

RonniekGC> А дальше соответственно ты и получил большую скорость горения, ведь в топливе больше НК. Но УИ такого топлива будет ниже, т.к. оно образует больше шлака из-за бОльшего количества НК.

Нет, УИ при небольшом повышении доли НК растёт, т.к. стандартное соотношение 65/35 - это компромисс, выбранный ради удобства, а не точка максимума УИ.

RonniekGC> Недавно нечто похожее случайно проделал с топливной шашкой. Прессовал шашку и перетянул гайки когда топливо было еще жидким. Часть сорбита (без НК, т.к. гранулы не протиснулись через узкие зазоры) просочилась между бронировкой и шайбами.

Вообще-то, часть селитры в сорбите растворяется, и заметная часть. Процентов восемь при +125. Эта растворённая селитра потом из твёрдого раствора выделяется, оттого и шашки долго остаются мягкими, и поверхность их белеет (особенно хорошо заметно при использовании окиси железа для ускорения).

RonniekGC> Теперь прессую шашки более аккуратно не допуская этого явления. Стягиваю станочек только через 3-4 часа.

Крупные шашки (800 г) остаются мягкими почти двое суток!

СергейZ> на примере кальциевой карамели Пашка: при малой скорости (сухой нитрат, но крупномолотый) конденсированная фаза не уносится, а образует шлак. При большей (выпарено из кристаллогидрата, кристаллики нитрата очень маленькие) - ее отрывает и уносит.

Именно это я и пытался выразить. Шлак (конденсированная фаза, если сказать корректнее) есть и там и там, но мы их видим/не видим по разному

СергейZ> нужно отличать шлак от не договревшего топлива в результате неверного отношения элементов или сырости.

Воооо... Тоже верное замечание о котором я не подумал. Ведь эта полоска шлака (см.на фото ранее) очень сильно напоминает потекший ксилит. Вполне возможно из-за низкой скорости горения, или не верной пропорции, он не успевая сгорать/уноситься просто стекал.
Короче, мой тест оказался мало информативным, т.к. надо сушить ксилит и тогда смотреть. Пока можно сделать вывод: в конкретной пачке ксилита очень много влаги, что приводит к присутствию влаги в конечном топливе и иной пропорции ингридиентов (ксилита меньше, т.к. взвешивал его влажным).

RonniekGC> Короче, мой тест оказался мало информативным, т.к. надо сушить ксилит и тогда смотреть. Пока можно сделать вывод: в конкретной пачке ксилита очень много влаги, что приводит к присутствию влаги в конечном топливе и иной пропорции ингридиентов (ксилита меньше, т.к. взвешивал его влажным).

нитрат калия + ксилит дает те же 1.9-2 мм/сек против 2.5 мм/сек у нитрат калия сорбит того же помола.

обе пробы (сорбит и ксилит) с нитрат натрия по видимому отсырели, так как гореть не хотел. пшикал и плевался, что с сорбитом, что с ксилитом. в четверг сушил, когда успел? наверно крышку плохо завернул...

SashaMaks, как вы НН сушите? чем воспламеняете для тестов?

еще раз попробую с НН на неделе.

СергейZ> обе пробы (сорбит и ксилит) с нитрат натрия по видимому отсырели, так как гореть не хотел. пшикал и плевался, что с сорбитом, что с ксилитом.

Находил в разных местах скорость горения натриевой карамели 0.6-0.8 мм/сек. Действительно медленно.
Если горение в 3.8 раза медленнее, то и дымообразование должно быть на столько же медленнее, так? И каков сам характер горения при атмосферном давлении? Наверняка карамель должна также плавиться, стекать и прерывисто "фыркать".
Уважаемый СергейZ, если это будет возможно, прошу тебя проверить эти догадки при тестах НН, т.к. у самого НН просто нет.

Сегодня, вновь обдумав свои мысли по компактному трассеру, начал сомневаться в возможности реализации с НН, или ксилитом из-за (см.выше).

RonniekGC> Находил в разных местах скорость горения натриевой карамели 0.6-0.8 мм/сек. Действительно медленно.

SashaMaks утверждает, что скорость горения в 2 раза меньше, чем у калиевой. давление все равно выше атмосферного будет, со всеми вытекающими. в том числе и с бонусом скорости.

RonniekGC> Если горение в 3.8 раза медленнее, то и дымообразование должно быть на столько же медленнее, так?

оно еще от площади зависит. характер горения не знаю.

RonniekGC> Сегодня, вновь обдумав свои мысли по компактному трассеру, начал сомневаться в возможности реализации с НН, или ксилитом из-за (см.выше).

если площади дымообразования мало, можно пару каналов сделать. если не поможет чуть-чуть окиси железа добавить.

СергейZ> давление все равно выше атмосферного будет, со всеми вытекающими. в том числе и с бонусом скорости.

В трассере-замедлителе (ровном торцевом заряде)? Это почему? В двигателе после выгорания основного заряда оставшийся трассер горит с одинаковой скоростью при атмосферном давлении (очень близком к атмосферному). Соответственно на скорости горения не сказывается.


СергейZ> оно еще от площади зависит.

В случае трассера-замедлителя, возможная площадь ограничена диаметром камеры сгорания.


СергейZ> если площади дымообразования мало, можно пару каналов сделать. если не поможет чуть-чуть окиси железа добавить.

Так это уже перестанет быть трассером-замедлителем. Точнее он будет работать не должным образом. А если добавить катализатор, то какой смысл использовать медленное топливо, чтобы его ускорить?

Суть моей идеи:
Берем любой гипотетический РДК с пиротехническим замедлением. Если использовать для замедлителя топливо с меньшей скоростью горения (предположим в 3.8 раз), чем сорбитовая карамель, то такой замедлитель станет меньше и легче, корпус короче. Двигатель стал легче при одинаковой конструкции, время замедления не изменилось.
Провел расчеты, все смоделировал - идея провальная. Тяга теряемая двигателем в этом случаи значительно больше, чем экономия по массе. Есть явный резон часть трассера даже ускорять, а не замедлять.
В очередной раз получил подтверждение излюбленному выражению: "Все уже украдено придумано до нас"

СергейZ> SashaMaks, как вы НН сушите?

Делаю это непосредственно перед замешиванием его в топливо.

Сейчас на газовой плите, на самом медленном огне в широких кастрюлях с низкими бортами (только НН без горючих примесей!). Так можно сушить по 200-300г НН за 1ч на 1 кастрюлю. Температура получается примерно 100-150гр.С При этом периодически нужно колотушкой размельчать, чтобы больших кусков не было, это в разы ускоряет процесс, а также ещё чаще перемешивать. Когда уже всё мелкое будет, по характерному шипяще-щелкающему звуку можно определить, выкипает ли ещё вода. Звук под конец исчезает и его уже не будет слышно, если прислушиваться.

СергейZ> чем воспламеняете для тестов?

Для тестов на скорость горения специально вплавленным зажиганием. Это смесь ЧП на НК и алюминиевого пороха на НН в соотношении примерно 1:1 на НЦ лаке с вмонтированным внутрь электрическим зажиганием.

В двигателях всё сложнее. Там ещё воспламенитель применяется на высокотемпературном составе и специальной связке, которая не приводит к скачкам давления в КС. Горит такой воспламенитель 5-6с.

СергейZ> SashaMaks утверждает, что скорость горения в 2 раза меньше, чем у калиевой.

Это под давлением в 10-20атм.

RonniekGC> В случае трассера-замедлителя, возможная площадь ограничена диаметром камеры сгорания.

Это еще почему? даже без каналов можно сделать в два раза больше.

RonniekGC> Так это уже перестанет быть трассером-замедлителем. Точнее он будет работать не должным образом. А если добавить катализатор, то какой смысл использовать медленное топливо, чтобы его ускорить?

ну выведите замедлитель через отдельную трубочку сквозь трассер вот и все.

и никто не предлагает ускорять горение до нормальной карамели. до необходимого уровня предлагаю.

RonniekGC> Провел расчеты, все смоделировал - идея провальная. Тяга теряемая двигателем в этом случаи значительно больше, чем экономия по массе. Есть явный резон часть трассера даже ускорять, а не замедлять.

для какого топлива считали?

на самом деле мне просто интересна работа с новым связующим. Трассер делать просто в голову пришло.

например, почему для кальциевой карамели замедление почти не выражено? надо еще будет по экспериментировать.

SashaMaks> Это под давлением в 10-20атм.

а при 1 атм, в районе 0.66?

SashaMaks>> Это под давлением в 10-20атм.
СергейZ> а при 1 атм, в районе 0.66?

Да, от 0,2мм/с до 1мм/с в зависимости от того, какая связка.

СергейZ> Это еще почему? даже без каналов можно сделать в два раза больше.
СергейZ> ну выведите замедлитель через отдельную трубочку сквозь трассер вот и все.

Это уже будут частные случаи и усложнение примитивной конструкции. Я просто рассматривал тривиальную схему - заряд с цилиндрическим каналом + отдельный трассер (цилиндр без канала). Да, вариантов конструкций можно придумать много, но это усложняет постройку мотора. Я же думал о "халявном" выигрыше, то есть без приложения дополнительных сил и изменений конструкции

СергейZ> и никто не предлагает ускорять горение до нормальной карамели. до необходимого уровня предлагаю.

Повысить скорость до удовлетворительного уровня горения, но не до стандартной скорости? Теперь понял. Почему-то не додумался, что НН все равно не "догонит" НК, даже с окисью железа. Тогда да, возможно добьемся стабильного горения, но более медленного, чем с НК.

СергейZ> для какого топлива считали?

Я считал конкретно на примере своего рабочего мотора - классическая карамель (с НК), схема мотора классическая. Суть вывода не зависит от топлива. ***доделанный расчет выложу на обсуждение в тему конструкции РДТТ***
Замедлитель (пассивную часть трассера) в двигателях с пиротехническиой системой, конечно есть резон делать медленным (более легким), но без ущерба для стабильности горения. Система ведь должна быть не только легкой, но и надежной;) Тут-то и пригодилась бы натриевая карамель. Только надо получить из нее стабильно горящий трассер.

СергейZ> на самом деле мне просто интересна работа с новым связующим. Трассер делать просто в голову пришло.
СергейZ> например, почему для кальциевой карамели замедление почти не выражено? надо еще будет по экспериментировать.

Да, конечно, изначально речь была о связующем, которое меня тоже привлекло. Кстати говоря, ковырялся я со своим ксилитом, ковырялся... Воду выпарить не смог (пузырьки не появлялись), зато выпарил треть самого ксилита и видимо что-то еще. Получил вареную карамель для поп-корна, которая пролежав сутки даже не думала застывать, не теряя своей вязкости... Съели Вкусно вышло.
Потом плавил нормально, не перегревая, но получить что-то стоящее так и не смог. Все повторяло 1ый эксперимент.
Но зато из экспериментов со связкой родилась такая интересная идея!

И СергейZ, из правил, тут все на "ты"

RonniekGC> Воду выпарить не смог (пузырьки не появлялись),

если пузырьков не было даже при 200, значит воды там не было вообще. и сырой был нитрат.

СергейZ> если пузырьков не было даже при 200, значит воды там не было вообще. и сырой был нитрат.

Нагревал до 150 Сº, пузырьков не было. Если бы был сырой нитрат, то как бы он так быстро горел в другой полоске?

RonniekGC> Сейчас я тупо засыпал в плошку 6.5 г НК, 3.5 г Sorb, 0.1 г оксида, помешал это ложкой и расплавил.

Я смешиваю отдельно нитрат с оксидом железа 3 в кофемолке одновременно перемалывая их вместе. А дальше всё как обычно.

SashaMaks> Я смешиваю отдельно нитрат с оксидом железа 3 в кофемолке одновременно перемалывая их вместе. А дальше всё как обычно.

Спасибо. Попробую сначала с НК оксид намешать.

Вопрос возник внезапно. Пока едет мой покупной оксид, я решил еще раз попробовать его сделать имея новые познания. Купил новые компоненты в другом месте. Сделал. Ну прям уверен, что теперь получил то, что надо. Даже выглядит так же, как когда-то раньше покупной сурик для бомбочек. Все 100500 раз промывал, доводил ну чуть ли не до идеала.
И не работает. Все равно 2.7 мм/сек. Уже псих берет. Ведь у всех получается, а у меня .... нет.
Вот уже и не знаю, что думать.

RonniekGC> Вот уже и не знаю, что думать.

Дождись покупного)