Твёрдые ракетные топлива карамельного типа IX

" ... В течение некоторого времени исследователи бились над решением одной весьма любопытной проблемы. Известно, что шашки, изготовленные из двухосновного пороха, не всегда безупречны. Они могут, например, иметь внутренние пустоты, которые приводят к тем же отрицательным последствиям, что и трещины в шашках из черного цороха. Обнаружить такие пустоты было нелегко, тем более, что применяемое для стабилизации горения вещество заставляло пороховой заряд темнеть по мере его старения. Поэтому с большой радостью было встречено сообщение о том, что с помощью карбамита шашки можно делать полупрозрачными. Эти шашки было легче проверять, но на испытаниях оказалось, что каждый второй заряд разрывает двигатель. Темные шашки, которые, возможно, имели крупные- пустоты и дефекты, приводили к меньшему количеству взрывов, чем полупрозрачные. Тщательное изучение показало, что при горении полупрозрачной шашки происходит какой-то неизвестный процесс, который был назван «термитным растрескиванием», потому что частично сгоревшие шашки выглядели так, словно их изъели термиты.
Пришлось провести целую серию исследований, чтобы установить, что происходит в этих шашках. Оказалось, что когда шашка горела, то выделялась не только тепловая, но и световая энергия, которая, проникая в виде лучей внутрь прозрачной шашки, абсорбировалась микроскопическими частицами пыли, вкрапленной в порох. Поглощая лучи, эти частицы нагревались до такой степени, что воспламеняли порох, находившийся рядом с ними. В результате образовывались местные очаги горения, которые и приводили к характерному «растрескиванию» пороха, сопровождаемому взрывами. Именно в силу этих обстоятельств в настоящее время все шашки имеют черный цвет."

Из книги Вилли Лея "Ракеты и полеты в космос", Нью-Йорк, 1958 г.

Это в Америке так считали
И далеко не во всех рецептурах входит сажа. Даже в американских, и то не во всех. А в советских - в меньшую часть.
Хотя я добавлял

Имеет ли смысл месить ее (сажу) в карамель? Если да, то в каком количестве?

> Это в Америке так считали
А как считали у нас (вас)?

Смысл есть. Если не поможет, не помнешает
Количество - на уровне 0.1%. У меня и 0.03% были, но и сажа - ультрадисперсная. Равномерно распределенная дисперсная сажа даже при дозировке в 0.1% придает глубокий черный цвет топливной массы.

> А как считали у нас (вас)?

У вас и у нас есть куча рецептур твердых баллиститных топлив, которые не содержат сажи. Еще больше рецептуры, в которых сажа необязательна - можно вводить, а можно и не вводить.
Однако есть только одно топливо, которое полупрозрачно - Н-887. И оно не содержит дифениламина, следовательно не темнеет.

Американская (да и любая другая) школа пороходелия заметно уступает советской в плане химической и баллистической устойчивости порохов и ракетных топлив. Поэтому они и делали сначала полупрозрачные топлива, пока не научились методом проб и ошибок, что нельзя так

Оказалось, что когда шашка горела, то выделялась не только тепловая, но и световая энергия,

 

Ба! да это много больше 10 баллов!

Я думаю этот эффект обнаружили еще древние люди.

Написал бы (автор книги) чтоб не позорится: "Оказалось, что выделяемая при горении шашки световая энергия, блам-блам-блам..."

> ... чтоб не позориться ...

Как бы тут ответить...
Вообще автор книжки, немец (на момент первого издания - уже пятидесятилетний мужчина в полном расцвете сил ) - свидетель, очевидец ракетной эпохи первой половины двадцатого века - от "Ракетенфлюгплатц" до "Уайтсэндз". Мало того - не только свидетель, но и активный участник событий, наделенный к тому же незаурядными способностями публициста-популяризатора.
Указанный ляп - не единственный в книге, который, судя по всему, есть лишь результат корявого перевода. Однако, несмотря на встречающиеся странности (слова перевели, а смысл предложения интерпретировать забыли), книжка читается на одном дыхании - конечно, если вам интересна история развития ракетной техники в указанный период. Рекомендую.

Nоn-conformist>который, судя по всему, есть лишь результат корявого перевода.
Наверное, тут в космическом недавно проскакивала тема про ядерный реактор в шатле из воспоминаний Феймана

Всем привет !
Сварил мягкое топливо на основе АС ! Исключительная карамель , но важна технология изготовления.
Горит в отличие от обычной карамели не шипя и почти не дымя быстрым ровным голубым пламенем с тихим шелестом. Скорость при Н.У. около 1-1.5 мм/сек.
При комнатной температуре напоминает хорошо размятый пластилин. Может , например, выдавливаться из тюбика.
Поджигается чрезвычайно хорошо и быстро ( в отличие даже от карамели) и не тухнет , не переходит на злое шипение без пламени
Сейчас испытываю на хранение. Кстати, не гигроскопично
Варится из обычного сахара , а не из сорбита. Технология полностью безопасна (т.е. состав при плавке не загорится). Вода при варке не применяется !
Покажу состав при ближайшей встрече группе миниморум , если конечно при хранении он как то существенно не изменит свойств.

RSR13>топливо на основе АС !
RSR13>Скорость при Н.У. около 1-1.5 мм/сек.
RSR13>Поджигается чрезвычайно хорошо и быстро
RSR13>Кстати, не гигроскопично
RSR13>Варится из обычного сахара
RSR13>Технология полностью безопасна (т.е. состав при плавке не загорится). Вода при варке не применяется !
Ну и? Где после такой рекламы технология?!! Или мы должны ждать очередной встречи группы (на которой меня 100% не будет), которая будет фиг знает когда?

п. 6Удалял ли ты воду из кристологидрата Нитрата кальция ?
п.8 расплава чего ? Парафина, нитрата кальция или его кристалогидрата ?
п. 9 сахар молотый в пудру ?
п. 11 что значит до начала реакции нитрата кальция и сахара ? может просто до начала термического разложения сахара ?

без пп.
Как ты думаешь, сколько парафина осталось в сплаве ?

Если будешь повторять замерь пожалуйста температуру каждого из получаемых расплавов. Хотябы термопарой от тестера.

Ну и ко всем вопрос, особенно к РЛАНу.
Чем удалят остатки парафина с посуды. А то я отказался от парафина только из-за грязи от него.

Да простейшая технология Только сразу предупреждаю , что горение под давлением не испытывалось , а так как в составе большинство окислителя АС , то неизвестно будет ли детонация.

 

Всё-таки перед тем как обьявлять о найденном рецепте РАКЕТНОГО ТОПЛИВА (по заявлению автора) неплохо было бы довести испытания этого несомненно быстро горящего состава в камере сгорания (Хотя, тогда, возможно, мы бы об этом уже не узнали...) А для этого уважаемый автор должен будет рассчитать параметры мотра и изготовить шашку (и не одну)... А затем провести испытания и рассчитать экспериментальные параметры топлива... Вот тогда и будет ответ о 200 с... Кто-то сказал, что от алхимии до химии ракетных топлив всё же большая дистанция...

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ !

Сегодня сделал сабж в объёме одного стакана.
ВНИМАНИЕ , если кто будет делать сразу много проводите плавки в ёмкости превышающей объём расплава раз в десять !
Потому , что когда ОНО готово оно начинает пениться как взбитое тесто или хорошее мороженное после миксера и может уползти у вас на стол
Держите рядом тазик с холодной водой , как только начнёт вздыматься - сразу ставьте ковшик дном в воду , через минуту оно остынет и осядет.

По свойствам холодный продукт напоминает слегка подтаевшее мороженное , легко намазывается мнётся и выдавливается.

Сегодня уменьшил содержание сахара и увеличил количество воска.
Зажигается чуть хуже ( точно как карамель) но горит нормально , с тем же шелестом.
Теоретически наверное можно обойтись без кальциевой селитры , но это надо исследовать.
Работайте с открытым окном , иначе станет весело ( при нагревании АС выделяется немного веселящего газа) А вообще , кроме жженого сахара ничем таким не пахнет.

Пропорции 50 %- АС , 15% -кальциевой селитры ,15 %- сахар ,30 % -воск

Продукт после охлаждения надо утрамбовывать , например пропустив сквозь марлю.

А вообще-то интересная штука , может запросто подойти как гелевое топливо , выдавливаемое из бака в камеру сгорания.

Селитра у меня вся прокалённая была и проплавленная , так , что воды там нету.

Все плавки проводятся под слоем жидкого парафина . Сначала парафин потом в него сыпется компонент , потом если надо парафин сливается , т.к. он сверху. Только , когда сахар добавили парафин уже не сольёшь , т.к. он смешивается.

Насчет детонации - насколько я понимаю, описанный состав не единственный, в рецептуру которого входит НА.
Сергей много экспериментировал с НА, но он говорил, что нужен катализатор (акт. уголь, хромпик) - без него горения не будет. Но у тебя, как я понял, картина несколько иная...
И что же делать дальше с мягким топливом? Оно что, не твердеет?
Насчет закона горения - перед тестом на хранение, ты бы лучше сжег первую партию в тестовом движке имхо. Если владеешь - возьми ПРОПЕП, посчитай что к чему, шашку слепи, критику подходящую. Отойди подальше...
Лучше подожди Сергея - он обещался быть в конце этой недели. Это ему должно быть интересно, он много и безуспешно искал состав на основе НА, который был бы пригоден для кухонного изготовления и не содержал бы дефицитных и вредных компонентов. Т.е. как раз то, что описал ты.
А хранение - энто еще успеется...

Nоn-conformist> Насчет детонации - насколько я понимаю, описанный состав не единственный, в рецептуру которого входит НА.
Nоn-conformist> Сергей много экспериментировал с НА, но он говорил, что нужен катализатор (акт. уголь, хромпик) - без него горения не будет. Но у тебя, как я понял, картина несколько иная...
Nоn-conformist> И что же делать дальше с мягким топливом? Оно что, не твердеет?


В том то и прикол , что оно не твердеет ! Это кому плюс , кому минус , но вешь интересная для разных приложений.

ОНО по виду и цвету напоминает кал . А по вязкости плотный тягучий пластилин липкий (даже не слишком мягкий) шашка из такого получится при утрамбовке в корпус !
Но в пробных партиях получался материал и помягче (как тёплый пластилин) Это для гелевого двигателя. Зависит вязкость от соотношения сахара и парафина.

Кстати кому нужна просто карамель из обычного сахара , а не из сорбита - плавьте под слоем парафина , а потом парафин сливайте.
Карамель полученная таким способом без АС самая настоящая - твёрдая.

Ждем результатов прожига! Будь осторожен. Ты пишешь о большом количестве мелких пузырьков - попробуй вакуумирование, чтобы получить, так сказать, чистый результат. Возможно, скорость горения при 1 атм. будет еще меньше. Ну и, желательно, конечно, вязкость довести до приемлемого для РДТТ уровня - "гелевый двигатель" в плане изготовления, наверное, намного сложнее, чем твердотопливный?

> ... гелевый двигатель на мягком топливе ...
- Где о нем можно почитать?
- У тебя есть опыт постройки такого двигателя?
- Как обеспечивается подача топливной массы в КС гелевого двигателя? Я срашиваю не о ПРИНЦИПЕ, а о том, как "выдавливание" топлива в КС обеспечивается в РЕАЛЬНОЙ конструкции.
Боюсь, что перечисленные тобой преимущества гелевого двигателя перед РДТТ перечеркиваются сложностью его изготовления в домашних условиях.

> ... в самой удалённой от сопла части шашки будет маленький участок обычной карамели.
Смысл? Ты же пишешь, что твой состав загорается легче, чем обычная карамель. И что такое "правильное горение"? Ты говоришь о горении по поверхности шашки, т.е. не эрозионном? Но если ты введешь в шашку некий объем другого состава с другой плотностью и другой скоростью горения - не будет ли это самое эрозионное горение развиваться на границе между обычной карамелью и твоим составом?
Имхо для начала, в первом приближении, надо не мудрить с комбинированной шашкой, а сделать и прожечь самую обычную канальную шашку в самом обычном тестовом движке. Тем более, что плотность топлива позволяет это сделать. Если несколько раз рванет - с разными Кн - тогда думать, что делать дальше.

И еще одно пожелание. Соберись с мыслями, и подробно, доходчиво опиши процесс изготовления сабжа. Не только технологию, но и ход твоих рассуждений - как ты пришел к этому составу.
1. Почему парафин?
2. Зачем мешать расплав НА с расплавом парафина, а затем ждать, покуда первый вновь осядет на дно?
3. Идет ли между этими двумя расплавами какая-то химическая реакция? Опасна ли она?
4. Коль скоро речь идет о плавлении - укажи температурный режим. Если расплав неоднороден, а разделяется на два слоя, то и температура в этих слоях будет имхо разной.
5. Какой парафин удалять, а какой оставлять? Ты пишешь об удалении парафина с расплава НА, но ничего не говоришь о парафине над расплавом нитрата кальция. Если этот парафин не удаляется, то укажи его количество в составе - в процентах или в весовых частях.
6. Какую роль играет нитрат кальция?
7. Зачем воск? В первом твоем сообщении о воске не сказано ничего. Если это всего лишь пластификатор, то исключив его из состава (аж 30%), возможно, получим НА-карамель нормальной твердости?

***
А лучше всего подробно опиши все свои действия при получении, скажем, 200 г состава. Что берешь, в каком количестве, как плавишь, почему и зачем ИМЕННО ТАК плавишь, с чем и когда смешиваешь. Меньше вероятность, что что-то забудется.
Наверное, можно не писать новое сообщение, а отредактировать уже имеющееся с учетом перечисленных пожеланий.

Дополнительные сведения :
1. Парафин служит тепловым буфером , который не позволяет карамели с нитратом аммония гореть от перегрева. Точка кипения парафина немного ниже , чем точка начала горения .
С нитратом кальция проблем смешивания с сахаром тоже не возникает.
2. Процесс плавления солей в парафине : сначала соль лежит крупинками , затем превращается в белую кашицу , лежащую на дне под парафином и наконец смесь полностью становится прозрачной и однородной и легко перемешивается. При остывании процесс идёт в обратном порядке.
3. Сахар при насыпании в прозрачный расплав сразу плавится и приобретает вид жжёного сахара если у нас только кальциевая селитра. В случае если в расплаве присутствует нитрат аммония сахар начинает слегка пениться и сабж всплывает в виде массы типа мягкого мороженного. Здесь главное не перегревать расплав. Как только сахар приобретёт жжёный вид , лучше всего опустить ёмкость в холодную воду дном и интенсивно перемешать продукт , тогда пены будет не много.
4. Парафин во всех случаях твердеет последним и его избыток легко сливается с солей для повторного использования. Остаётся только маленькое количество на продукте и внутри. Причём чисто нитрат кальция с сахаром опускается вниз , а чисто нитрат аммония с сахаром всплывает вверх (пена) смесь нитратов тоже всплывает.
5. Провёл эксперимент только с нитратом аммония под слоем парафина и небольшим количеством сахара , пена образуется также как и со смесью нитратов , только она немного более чуствительна к температуре ( быстрее надо охлаждать)
6. Состав только с нитратом аммония , сахаром и примесью парафина оказался после остывания пены более твёрдым чем смесь нитратов. Менее тягучий , но при слепливании образует твёрдую ровную поверхность. Шашку можно делать утрамбовыванием. ОДНАКО ! Процесс горения без нитрата кальция качественно отличается. Горение медленное , похоже на тление сигареты без пламени . Горение происходит в жидкой фазе. Сначала слой плавится , затем внутри жидкости идёт тление.
7. Нитрат кальция помогает горению за счёт образования пористого пепла тугоплавкой окиси кальция , на окиси кальция как на катализаторе горят пары.
8. Очень интересен результат механического смешивания состава с чистым нитратом аммония сахаром и воском(см.п.6) + размельчённый нитрат кальция 30% по массе. Состав обладает хорошей пластичностью , твёрдостью вязкостью и горит с пламенем как карамель-обычная.

Температуру расплавов я не измерял , так как нечем пока , но она не превышает температуры начала кипения парафина !
Появление пузырьков в пене может быть связано с началом реакции между нитратом аммония и сахаром , поэтому надо стараться до сильной пены не доводить , это возможно если насыпать сахар в снятую с огня ёмкость и после бурения сразу охлаждать перемешивая.


ХОД РАССУЖДЕНИЙ :
При насыпании сахара в расплав нитрата аммония горение начинается сразу , эти опыты я давно проводил. Парафин с солями в реакцию не вступает и является великолепным тепловым буфером . К тому же у меня был опыт создания жидких порохов из нитрата натрия угля и парафина и из нитрата аммония угля и парафина. Эти пороха горят только под давлением , поэтому в открытой шашке не зажгутся. Но зная свойства смесей с парафином и то как соли в парафине плавятся , я решил попробовать сварить карамель под жидким слоем.
Оказалось , что реакция раствора сахара в нитрате аммония под парафином происходит минимальная ( та самая пена) и её можно не допускать , сохранив и охладив раствор. Смесь солей нитратов плавится при более низкой температуре ( это из химии) значит тепловая нагрузка на раствор меньше , что лучше.
Ну а факт , что топливо получается мягким , в зависимости от содержания компонентов - был неожиданным Хотя теперь получены и вязкие твёрдо-тягучие варианты

Вот теперь более-менее картина проясняется.
Какой у тебя НА? Чистый или удобрение-шарики? Как я понял из твоего текста, воском ты называешь парафин?
Слепил бы шашку канальную, как на обычную карамель, прожег бы, а?
Ты забыл ответить насчет гелевого двигателя. Ты делал такой? Если да, то опиши конструкцию.