Твердые ракетные топлива карамельного типа ХII

Voldemar> При варке стандартной сорбитовой карамели,заметил некую особенность.

Да, я замечал и на Sugpro писали.
Видимо нитрат меняет форму кристаллов.

Serge77> на Sugpro писали.
Сергей, где-то ты упоминал очень интересный состав НН-НК-Сорбит, по-памяти 35-30-35. Расскажи поподробнее. Топливо испытывалось? Как у него с застыванием и гигроскопичностью? По-идее оно должно быть эффективнее обычной карамели. А если еще и льется хорошо...

RocKI> Сергей, где-то ты упоминал очень интересный состав НН-НК-Сорбит, по-памяти 35-30-35.

Упоминал здесь:
Вспомогательное оборудование, реактивы, материалы Vl [Serge77#07.11.11 18:49]

Подробно есть на форуме в 2002 году, когда я это впервые обнаружил. Оказалось, что смесь нитратов натрия и калия 1:1 или около того растворяется в расплавленном сорбите (и других сахарах) намного лучше, чем каждый нитрат по отдельности. Вот здесь я это измерил количественно:


Конечно я был в восторге от своего открытия, ведь топливо льётся, как вода, никаких пузырей в нём не остаётся. Но потом, по мере увеличения порций расплавленного топлива, мне становилось всё страшнее его плавить. Всё-таки гомогенный раствор нитратов в горючем при 180-190С - это явно намного опаснее, чем суспензия кристаллического нитрата в расплавленном горючем при 120С. Поэтому я испытал в тестовом двигателе только одну шашку. Стандартная шашка 35 мм OD, 9 мм ID, 60 мм L. Масса 106 г, плотность 1.97.
Kn нач. 220, Kn макс. 278, время горения 3.2 с, скорость 4.1 мм/с.

В дальнейшем я решил использовать повышенную растворимость смеси нитратов по-другому. Я не стал нагревать до полного растворения, а только до плавления сорбита (или другого сахара). При этом заметная часть нитратов растворяется, из-за этого соотношение жидкость-твёрдое сильно меняется в пользу жидкости и вязкость топлива резко падает.

Например, KNO3-NaNO3-сорбит 60-5-35 при 120°C заметно менее вязкий, чем стандартная карамель KNO3-сорбит 65-35. Состав KNO3-NaNO3-сорбит 55-10-35 ещё жиже. А состав KNO3-NaNO3-сорбит 35-30-35 очень хорошо льётся при 120°C. Этим последним составом с добавкой 0.5% красной окиси железа пользуется Flint Hapirat для бессопловиков:


Часть сорбита можно заменить на сахар, например KNO3-NaNO3-сорбит-сахар 35-30-15-20 (при 120°C) и 35-30-5-30 (при 140°C) жиже стандартной карамели.

Можно и на чистом сахаре, KNO3-NaNO3-сахар-вода 35-30-35-1 хорошо льётся при 140С. Этот состав мне очень нравится. Сахар совершенно не разлагается, топливо белое, негигроскопичное, отлично горит.

Я делал аналогичные составы и на глюкозе, и на фруктозе, но они горят хуже.

Сейчас планирую испытать всё это на стенде, чтобы увидеть, есть ли прибавка в УИ от нитрата натрия.

А пока на следующих выходных - поджёг 1 кг расплавленной "жидкой карамели". Посмотрим, как она пыхнет )))

А застывают эти составы с НН как?

Voldemar> А застывают эти составы с НН как?

Те, что с сахаром, застывают сразу по охлаждению.
KNO3-NaNO3-сорбит 35-30-35, приготовленный при 120С, застывает примерно как обычная карамель. А приготовленный при 180 до полного растворения полностью не застывает никогда, остаётся как твёрдый сыр. Только снаружи покрывается твёрдой корочкой толщиной пару мм. Это ещё один его недостаток. Кстати ещё один - не прилипает к бумажной бронировке.

Serge77> Можно и на чистом сахаре, KNO3-NaNO3-сахар-вода 35-30-35-1 хорошо льётся при 140С.

А вода зачем?

RocKI> А вода зачем?

Для понижения температуры плавления. И особенно - для понижения температуры НАЧАЛА плавления. Без воды топливо начинает плавиться при температуре плавления сахара и сахар начинает разлагаться. Причём хорошо видно, что как только сахар начал чуть плавиться, очень быстро всё топливо ожижается, потому что сразу идёт растворение нитратов. С 1% воды этот процесс начинается при 120С.

Ту же роль играет сорбит в составах KNO3-NaNO3-сорбит-сахар.

А НН влияет на факел?

RocKI> А НН влияет на факел?

В каком смысле?

RocKI> А НН влияет на факел?

Не знаю как в двигателе, а на воздухе составы на основе НН горят с ярко-желтым пламенем.

Serge77> Часть сорбита можно заменить на сахар, например KNO3-NaNO3-сорбит-сахар 35-30-15-20 (при 120°C) и 35-30-5-30 (при 140°C) жиже стандартной карамели.
Serge77> Можно и на чистом сахаре, KNO3-NaNO3-сахар-вода 35-30-35-1 хорошо льётся при 140С. Этот состав мне очень нравится. Сахар совершенно не разлагается, топливо белое, негигроскопичное, отлично горит.
Я делал состав KNO3-NaNO3-сахар-сорбит-вода-FeO 55-10-25-10+1+0,5 хорошо льётся при 130С. При этой же температуре готовое топливо перемешивалось 10 мин, до "хрупкой пробы" и остаточная вода - 0,2% по весу. Скорость 3,6 мм/с. Не карамелизовалось. Гигроскопичен.

Вчера "зачесались" руки,и т.к. всё было в наличии залил БС составом НК-НН-сорбит-сахар 35-30-20-15.При 140С,льётся изумительно,если греть сильнее становиться ещё жиже.Но,через 20 часов,есть небольшая пластичность,стандартный состав уже давно бы застыл,будем ждать.И ещё,довольно большая усадка,при начальной длине шашки 200мм.,уселось миллиметров на 5,т.е. желательна подпрессовка.
На скорость сгорания не прожигал,жду когда полностью застынет,но в целом впечатление положительное.
Воду не тянет.

RocKI>> А НН влияет на факел?
Serge77> В каком смысле?

Ну, в смысле визуального эффекта. Мож факел подлиннее и поярче?

RocKI> Ну, в смысле визуального эффекта. Мож факел подлиннее и поярче?

На воздухе факел яркий, а в двигателе ничего нет. Пламя появляется, когда давление и тяга исчезают, например когда горит трассер:
http://serge77.rocketworkshop.net/nozzleless2/nozzleless2.htm

Даже если использовать чистый нитрат натрия, без калия, всё равно пламени практически нет:
http://serge77.rocketworkshop.net/sodium/sodium.htm

Вот если добавить алюминия, то пламя есть!
http://serge77.rocketworkshop.net/alum/alum.htm
http://serge77.rocketworkshop.net/alum1/alum1.htm

Voldemar> составом НК-НН-сорбит-сахар 35-30-20-15.

Через 2-е суток полностью не застыло,скорость сгорания тестовых образцов 1,4мм/сек.

Voldemar>> составом НК-НН-сорбит-сахар 35-30-20-15.
Voldemar> Через 2-е суток полностью не застыло,скорость сгорания тестовых образцов 1,4мм/сек.

У меня бывало и до двух недель ждать приходилось. Это скорее всего влажность топлива влияет и максимальная температура, до которой была разогрета связка. Если не выше 120гр. С, то застыть может за 6часов. А если до 200гр. С, то счёт пойдёт на сутки.
У тебя НН покупной? Химически чистый?

SashaMaks> У тебя НН покупной? Химически чистый?
Из химмага,марка ЧДА.
Компоненты сушеные,кроме сахара.Воду вроде не тянет,да и неоткуда,гильза стеклопластиковая,верх изолирован.Застыло довольно сильно,если получится,завтра прожгу.

D.k.> Вопрос к опытным товарищам, как нормально сделать карамель с добавкой алюминия без значительного количества шлака в процессе горения?

Написано четырьмя сообщениями выше.

Voldemar> БС составом НК-НН-сорбит-сахар 35-30-20-15.

Шашка размером 25Х195мм.,канал 7мм.,трассера нет.
Двигатель давал тягу в районе 1кг.,в течении 5,5сек.
Первое впечатление,будто там воды немеряно,но взяться ей было просто неоткуда,всё закрывал тщательно.Торец шашки был сухим. Непонятно.

D.k.>> Вопрос к опытным товарищам, как нормально сделать карамель с добавкой алюминия без значительного количества шлака в процессе горения?
Serge77> Написано четырьмя сообщениями выше.

Да читал я на вашем сайте про карамель с добавкой алюминия, но в двигателе еще не испытывал подобные составы, только на скорость горения при атмосферном давлении.

На воздухе алюминий в топливе совсем не горит. При содержании не больше 10% алюминий немного ускоряет горение за счёт теплопередачи, а при содержании больше 10% - уменьшает скорость горения, отнимая тепло у топлива.

 

Что-то этот шлак не очень похож на несгоревший алюминий, скорей на его соединения(алюминат натрия, оксид алюминия)

Voldemar>> БС составом НК-НН-сорбит-сахар 35-30-20-15.

Не знаю, чего оно не застыло. По моим записям НК-НН-сорбит-сахар 35-30-15-20 и 35-30-5-30 затвердели сразу после охлаждения, скорость горения 1.9 мм/с у обоих.

Льётся струйкой толщиной 3-4 мм при 120 и 140С.

Serge77> Не знаю,

Не застыло и не горело как положено.Теряюсь в догадках.
Вероятно,повторю просто с сахаром,по результатам будет видно,куда двигаться дальше.

А лилось действительно великолепно.

Voldemar>> БС составом НК-НН-сорбит-сахар 35-30-20-15.
Voldemar> Шашка размером 25Х195мм.,канал 7мм.,трассера нет.

Недостаточная скорость горения для такого БС.

Voldemar> Не застыло и не горело как положено.Теряюсь в догадках.
Похожая проблема.
Пробовал состав: 45 % KNO3 + 20% NaNO3 +35% Глюкоза
Застывало почти 4 дня, гореть вообще отказалось.