Ракета от Амперки, часть 1: Теория ракетных двигателей. Карамельное топливо / Блог компании Амперка / Хабр

1. 1

   Разогрейте духовку до 300 градусов по Фаренгейту (150 градусов по Цельсию).

2. 2

   Смешайте ингредиенты. В кастрюле смешайте 100 г калийной селитры (KN03), 50 г сахара, 18 г кукурузного сиропа и 80 мл дистиллированной воды.

3. 3

   Поставьте кастрюлю на средний огонь.

4. 4

   Помешивайте ингредиенты. Когда процесс приготовления закончится, смесь должна стать прозрачной. Для этого понадобится минут 5. Перед тем как брать в руки и готовить ингредиенты, наденьте защитные перчатки.

5. 5

   Разлейте смесь в два противня. Равномерно распределите смесь на двух противнях. Сделайте так, чтобы жидкость была в центре противней, не давайте ее выбежать за их края.

6. 6

   Поставьте противни в предварительно разогретую духовку. Чтобы защитить руки, наденьте перчатки.

7. 7

   Пеките ракетное топливо 45 минут.

8. 8

   Достаньте противни из духовки. Дайте ракетному топливу остыть до 200 градусов по Фаренгейту (93 градуса по Цельсию), так, чтобы его было безопасно держать.

9. 9

   Достаньте ракетное топливо из противней. Чтобы вытащить топливо из противня, возьмите ложку или деревянную лопаточку.

10. 10

    Конечный продукт смешайте вместе, пока он еще теплый. Не забудьте надеть перчатки. Может быть трудно смешать ракетное топливо, поэтому может понадобиться применить силу.

11. 11

    Скатайте ракетное топливо в шарики или пирожные. Пока топливо еще теплое, руками в перчатках придайте ему форму, чтобы оно поместилось в пластиковые контейнеры.

12. 12

    Положите ракетное топливо в герметичные пластиковые контейнеры. Закройте контейнеры.

карамельное топливо для ракет.

Что может быть увлекательнее, чем запустить в воздух собственноручно сделанный летательный аппарат? Как же заставить ракету взлететь? Самое доступное и практичное — использовать карамельное топливо, смесь селитры и углевода.

Набор составляющих не так уж велик.

1. Сахар или сорбит — сырье для карамелизации.

2. Селитра (можно использовать разную, об этом подробнее ниже).

3. Металлическая емкость — чаще всего берут обычные консервные банки, хотя предпочтительнее брать посуду с толстыми стенками — для более равномерного нагрева. Еще лучше — эмалированную или из нержавейки, чтобы не было реакции раствора с материалом посуды.

4. Электроплитка — готовить топливо на газовой плите нельзя!

5. Газета или другая бумага с хорошими впитывающими свойствами (если ваша цель — сделать не просто карамельное топливо, а карамельную бумагу). Ее также используют в двигателях ракет, пропитывая готовой «карамелькой» и высушивая (без нагрева).

6. Средства защиты: очки и перчатки.

Три способа изготовления

Сделать карамельное топливо можно по-разному. Самое легкое — просто смешать компоненты. Еще «карамельку» варят — просто или с выпариванием. При обычном смешивании топливо ссыпают в стеклянную банку и встряхивают несколько раз, затем плотно закрывают, чтобы исключить впитывание воды. При непосредственном использовании в двигателях ракет этот вид горючего надо хорошо уплотнить, иначе возможен взрыв.

Карамельное топливо изготовление

Варят, или, скорее, плавят карамельное топливо при температуре 120-145 градусов до полного преобразования сахара и образования массы, по консистенции похожей на жидкую манную кашу. Предварительно измельчать компоненты не нужно. Очень важно постоянно мешать ее, чтобы не образовались пузырьки воздуха. Варка с выпариванием подразумевает добавление воды с последующим ее испарением. Недостатки этого способа: в топливе остается влага, и это снижает скорость его горения.

Карамельное топливо из калиевой селитры (нитрата калия) — самый лучший вариант. Ингредиенты берутся в следующих пропорциях: сахар или сорбит — 35 %; селитра — 65 %. Селитру сушат на плоской широкой сковороде про 100-150 градусах около двух часов. Затем измельчают в течение примерно 20 секунд — можно использовать ступку или кофемолку.

карамельное топливо на аммиачной селитре закладывают равными порциями, по 50 граммов. Чтобы не возиться с измельчением сахара, лучше купить уже готовую сахарную пудру. Для «вареного» карамельного топлива ничего ни молоть, ни сушить не нужно. Чтобы усилить эффективность, в смесь можно добавить 1%-ный оксида железа (Fe2O3).

Карамельное топливо из натриевой селитры. Особенности этой смеси — она более гигроскопична. Потребуется 70 % селитры, 30 % сахара и два объема воды (200 %).

Пользоваться им не рекомендуется. Это карамельное топливо на аммиачной селитре (аммоний азотнокислый). Почему лучше обратить внимание на другие рецепты? Потому что это неустойчивое соединение, и при нагревании все что угодно может пойти не так. В результате затея, вполне вероятно, закончится пожаром!Кроме того, при изготовлении «карамельки» из аммиачной селитры выделяются крайне токсичные пары. Поэтому все рецепты с использованием аммиачной селитры содержат дополнительные компоненты для преобразования ее в натриевую или калиевую. Проще всего вариант с натриевой. Берем 40 % селитры, 45 % пищевой соды и 200 % воды. Отмечаем уровень жидкости и выпариваем, пока не пропадет запах аммиака. Потом доливаем воду до первоначального уровня (она же выпарилась частично), добавляем 15 % сахара и дожидаемся его растворения.

Для увеличения эффективности «карамельки» в нее добавляют различные катализаторы. Самый популярный — оксид железа. Менее известно карамельное топливо с алюминием. Внимание! Смесь алюминия с нитратами может воспламениться в присутствии воды. Особенно опасно наличие любых щелочных примесей, которые могут присутствовать в селитре, недостаточно чистой или сделанной самостоятельно. Поэтому в горючее на основе нитратов с алюминием в качестве катализатора обязательно добавление 0,5-1 % какой-нибудь слабой кислоты, причем не факт, что этого количества хватит, — все зависит от качества селитры. Борная — наилучший вариант. Щавелевая и уксусная не годятся — алюминий реагирует с ними. Если в процессе варки смесь сильно нагревается, пенится и испускает резкий запах аммиака — нужно незамедлительно снять ее с плитки и погрузить в воду.

Вообще, экспериментировать с катализаторами лучше опытным ракетостроителям, освоившим простейшие виды топлива. Да и подучить химию не помешает: пользоваться готовыми советами просто, но значительно ценнее знание и понимание того, что ты делаешь, и какие реакции происходят в смеси.

Алюминий добавляется в калиевую «карамельку». Допустимые вариации — от 2,5 до 20 %. Разное количество дает разное изменение скорости горения топлива. Рекомендуется использовать сферический алюминий АСД-4.

Как остаться целым и здоровым

Опаснее всего готовить карамельное топливо путем плавления сахара и селитры, но зато этот вариант и самый результативный. Емкость, в которой варят «карамельку», должна быть идеально чистой — посторонние вещества могут вызвать возгорание.

Рядом не должно быть источников открытого пламени — взрывы на кухне нам ни к чему. Очень важно следить за температурой смеси — выше 180 градусов она не должна подниматься ни при каких обстоятельствах!

карамельное топливо с алюминием

При размешивании лучше использовать деревянную палочку во избежание побочных реакций. Мешать следует очень тщательно, но равномерно: пузырьки воздуха в готовом топливе при использовании приводят к взрыву ракеты. При розливе этого горючего в формы также нужно следить, чтобы не было пузырьков. Работать необходимо с вытяжкой или на свежем воздухе, особенно это касается рецепта с аммиачной селитрой.

Не перемалывайте сахар и селитру в кофемолке вместе! Молоть нужно отдельно, смешивать, встряхивая, в стеклянной посуде.

Новичкам не стоит связываться с нитратом аммония: сначала попробуйте самое простое и безопасное (на основе калиевой селитры) карамельное топливо. Изготовление любого самодельного горючего должно проходить под тщательнейшим контролем качества ингредиентов, температуры, содержания влаги и с соблюдением всех мер безопасности!

Где достать ингредиенты

Селитра продается в магазинах сельскохозяйственных товаров и отделах для дачников в качестве удобрения. Сорбит — заменитель сахара для диабетиков. Продается, соответственно, в аптеке. Fe2O3 — оксид железа — раньше продавался под названием «железный сурик». Можно попробовать сделать его самостоятельно, изучив соответствующую литературу. Минерал гематит — этот тоже оксид железа. Алюминий продается фирмами-производителями химреактивов.

Источник

Назад в будущее

Ситуация, можно сказать, вернулась в 1930-е годы. В отличие от других видов модельного спорта, где недостаток отечественных двигателей и прочих комплектующих можно компенсировать импортом, в ракетомодельном спорте это не проходит. У нас ракетомодельные двигатели приравниваются к взрывчатым веществам, со всеми вытекающими условиями по хранению, транспортировке и провозе через границу. Не родился еще на земле русской человек, способный наладить импорт таких изделий.

Выход один — производство на родине, благо технология тут вовсе не космическая. Но заводы, имеющие лицензии на производство таких изделий, за них не берутся — им этот бизнес был бы интересен лишь при миллионных тиражах. Вот и вынуждены начинающие ракетомоделисты из крупнейшей космической державы летать на карамельных ракетах. Тогда как в Соединенных Штатах сейчас стали появляться уже многоразовые модельные ракетные двигатели, работающие на гибридном топливе: закись азота плюс твердое горючее. Как вы думаете, какая страна лет через тридцать полетит к Марсу?

• Вы можете вновь сделать ракетное топливо мягким, если нагреете его до 200 градусов по Фаренгейту (93 градусов по Цельсию) в духовке. Так вы сможете придать топливу ту форму, которая подойдет для вашей модели ракеты.
• Контейнеры для хранения должны быть герметичными. Если отсыреет, топливо очень скоро станет непригодным.
• Калийная селитра широко используется в качестве удобрения. Ее можно заказать в аптеке или у поставщика сырья для пиротехники.

Теория ТТРД

Что такое реактивное движение, (для тех, кто, вдруг, не в курсе) много говорить не будем: если в двух словах, то это движение за счет отброса массы в противоположную сторону от направления движения. Про всякие экзотические конструкции двигателей типа ядерных, ионных и иже с ними говорить не будем — одна не предназначены для работы в атмосфере, другие слишком сложны и не воспроизводимы в любительских условиях и т.д., поэтому остановимся на простых, но доступных простому обывателю конструкциях, которые при желании можно повторить практически в домашних условиях, а именно — химических. В таких двигателях реактивная струя получается за счет химической реакции топлива и окислителя (в некоторых случаях роль окислителя может играть атмосферный кислород).

Итак, химические двигатели (ХРД), по агрегатному состоянию топлива классифицируются на жидкостные (ЖРД) и твердотопливные (ТТРД), так что выбирать будем из них. ЖРД весьма удобны, так как позволяют управлять тягой, однако требуют применения в своей конструкции сложных систем форсунок в камере сгорания и не менее сложных систем подачи топлива. Одно только проектирование ЖРД, даже самого примитивного, займет у нас месяцы, а, следовательно, это не наш вариант. Альтернативой могут стать ТТРД за счет простоты своей конструкции и значительно меньшими требованиями к топливу. Да, у нас не выйдет точно дозировать тягу. Точнее, мы ее совсем не сможем дозировать. Однако, есть некоторые аспекты, на которых мы можем сыграть, об этом и пойдет речь дальше.

Ракета своими руками Ракетное топливо своими руками

Ракеты мы будем делать из гильз 12 калибра. Гильза имеет в донной части чашечку, которая играет в нашем случае роль сопла.

Наше ракетное топливо состоит из:

Калиевой селитры — это окислитель;

Фруктозы — это горючее;

И оксида железа 3. Оксид железа это катализатор, который увеличивает скорость горения топлива.

Так же мы использовали один электрод и бамбуковые палочки в качестве стабилизаторов.

Компоненты топлива хорошо перемешали и нагрели до 120 градусов. Фруктоза расплавилась, и наше топливо стало пластичным.

По мере остывания, топливо твердеет, и при комнатной температуре, это ракетное топливо на фруктоза становится твердым.

Давайте посмотрим как горит такой кусочек ракетного топлива.

С помощью электрода через донную часть гильзы мы сделали канал в топливной шашки на 2/3 ее длины. Верх мы залили термоклеем.

Наши ракетные двигатели готовы.

Для стабилизации ракеты в полете мы использовали бамбуковые палочки. В качестве фитиля для воспламенения мы вставили в канал ракетного двигателя охотничью спичку.

Следующие запуски ракет были неудачными. Раскаленные газы прожигали тонкую пластиковую оболочку гильзы и реактивная сила ракеты падала до нуля.

Мы решили исправить ситуацию и увеличить оболочку ракеты. Для этого мы сделали 3 варианта оболочки.

В первом и втором варианте в начале мы обмотали гильзы серпянкой. Серпянку зафиксировали нитками.

Первую пару гильз мы обмазали клеем пва. Вторую пару гильз обмазали алебастром.И еще 4 гильзы обклеили бумагой используя клей пва.

Мы слепили из ракетного топлива две шашки, первая сплошная без канала. Во второй шашке мы сделали внутренний канал.

В итоге бумажный корпус оказался лучше.

Всем спасибо за просмотр.

Дубликаты не найдены

@moderator, тег Kerbal’a лишний.

Ой, перепутал — не тег, а сообщество.

тыж вродь уходил? ?

и где моя аватарка в хай-резе?

А я и ушел. Изредка прихожу в комментарии.

are you for realz? я тебе чуть ли не год назад её заказал

У меня депрессия

Пойдешь на форум, спроси плиз у народа, стоит ли вот это до ума доводить?:

сам спрашивай, я в эту кучку бездарей не вхож

Эта штука всего 140кг вместе с топливом весит. Скорость 24мс

сайт издох уже, а народ хамовитый там стал. меня вон говном полили

ты в каком-то чатике есть? или чём-то более быстром чем камменты

Ну, в гугле у народа чат был со времен дайджеста. Ну еще стим у меня есть.

ну в стиме ты не появляешься

а в гугол я не вхож

А там играть не во что, вот и не появляюсь.

Главное пожар не устроить.

+ Литосферное торможение есть

Автор видео — дилетант. Ему бы пообщаться с ракетомоделистами.

Бумага пропитанная селитрой и фольга-вот это ракета, а это херня какая-то. Но любопытно.

Виды смесевого топлива

Самым первым, и, соответственно, примитивным топливом для ракет был порох: сначала дымный, а затем и бездымный. Китайцы, придумав эту горючую смесь, быстро догадались, что она не только может делать бух и много света, а еще и толкать снаряд, постепенно сгорая внутри него. Толку от него, конечно, мало, годится только для фейерверков, да и удельный импульс оставляет желать лучшего. Эволюцией бездымного пороха стали гомогенные (однокомпонентные) составы на основе нитроцеллюлозы. Они достаточно неприхотливы в хранении и эксплуатации, а также достаточно экологичны, однако имеют все тот же недостаток в виде слабого удельного импульса.

Намного лучший результат показывают смесевые составы из горючего и окислителя. Чаще всего в качестве такой пары применяют окислители из перхлоратов с горючим из порошка металлов и полимеров или широко известное в кругах моделистов-любителей “карамельное топливо”, где в качестве окислителя используются нитраты (селитры) и сложные углеводы (сахар, сорбит) в роли горючего. Вот как раз последние два варианта (перхлоратное и карамельное) топливо мы и выбрали в качестве подопытных для нашей ракеты.

Рецепт № 2

Карамельное топливо из натриевой селитры. Особенности этой смеси — она более гигроскопична. Потребуется 70 % селитры, 30 % сахара и два объема воды (200 %).

Что вам понадобится

Поджигаем 2 кг ракетного топлива

Привет от хомяков!

В сегодняшнем посте покажем как горит два килограмма карамельного топлива, которое предназначалось для запуска ракет. Так же, испытаем двигатель пролежавший два года и узнаем что с ним произошло.

Мы давно планировали запуск ракет, но при пробных испытаниях выяснилось, что образцы которые раньше спокойно улетали в космос, начали взрываться без всяких на то причин!

Топливо у нас было в составе: 1 часть сахара и 1.5 части селитры. Как выяснилось в процессе, порошок который долго отлеживался на диване перед телевизором, приобретал невероятные детонирующие свойства.

Карамельное вещество слеживалось, что в конечном итоге значительно влияло на скорость горения. Вкратце у него вышел срок годности, и он превратился в «МОНОЛИТ»

Мы собрали все в кучу и нафаршировали ею трехлитровую банку. Правду говоря, до краев немного не хватило. Пессимист сказал бы что банка наполовину пуста, но мы та знаем как все на самом деле.

Для примера возьмем двигатель с выдержкой в два года, он там перебродил, и превратился в то, что вы сейчас увидите на своих экранах.

Вставляем три фитиля, и наблюдаем за происходящим.

Как видим, старые карамельные двигатели годятся только для пускания дыма в глаза.

В общем, в два килограмма этого сладкого продукта мы вставляем электрозапал, данным методом мы зажигаем уже с 2006 года.

Для тех кто не в теме, этот электрозапал представляет собой лампочку с отрезанным концом, заполненную легковоспламеняющимся составом. Принцип действия простой, подаем напряжение и маленькие гномики бегут по проводам и разогревают нить накаливания, в результате чего происходит подпал.

Мы перестраховались на всякий случай, потому использовали провод длинной в 30 метром, это обезопасит некоторые присутствующие за кадром лица, и не только за кадром, и не только лица! В общем мы просто удаляемся на безопасное расстояние.

Концы проводов подключаем к центру управления полетами. Тут присутствуют удобные контакты для крепления. Сам электрозапал соединен с помощью скруток.

Когда подготовка завершена, нужно проверить целостность цепи от пульта до электрозапала.

Хорошо, что мы когда-то не поленились написать инструкцию к этому прибору, иначе пришлось бы учиться пользоваться им по-новому методом проб и ошибок. Вращаем ручку генератора и видим что синий светодиод засветился, значит все в порядке.

Теперь момент ради которого мы тут собрались. Делаем пару оборотов ручкой генератора и заряжаем накопительный конденсатор внутри белой коробки.

Время нажать красную кнопку, поехали.

Съемка всего процесса велась с разных ракурсов.

В процессе горения, стекло из-за резкого перепада температуры рассыпалось на мелкие кусочки. Кто-то спросит зачем было палить селитру в банке, ведь и так понятно что она треснет.

Нам было интересно сможет ли температура горения достигнуть температур, при которых плавится стекло. За 14 секунд пока все сгорало, некоторые кусочки таки сумели под плавится, один из них вообще слипся. Температура горения была что надо.

Как гласит стишок, муха села на варенье, вот и все стихотворение.

Батя и селитра. Настоящий батя года!

Наловчился я как-то в детстве делать просто мощнейшие ракеты из селитры. Для тех, кто не в курсе: в хозмаге покупался пакет соответствующих удобрений, в тазу селитра мешалась с теплой водой, туда клались газеты, потом эти газеты сушились утюгом, и очень хорошо горели. Вот как-то по зиме накрутили мы с корешем ракеток у меня дома, а сопло я делал очень-очень тонкое – за счет этого ракеты летали просто бешено, а не вяло ползали по земле, как у криворуких сверстников. Ракеты размером с хороший толстый маркер.

Ну, надо ж испытать новую партию! Пустили одну с балкона 5-го этажа хрущевки во двор. Внизу шла бабка в пышном таком сером пуховом платке, и только чудом этот платок не вспыхнул. Но бабка сплясала от души, пока ракета летала вокруг нее. Спалила она нас на балконе, послала проклятья. Дождалась во дворе моего батю, он возвращался с работы. Нажаловалась и просила, чтоб обязательно мне ремня дал, ага.

Батя поднялся домой, нас дома уже не было, ушли гулять. Ракеты лежали у меня на письменном столе. Ну он взял одну, интересно ж, тут юный Королев растет, а он и не в курсе. Пошел курить в ванную, ну и поджег ее там. Далее, конечно, произошел полный пиздец, чуть ли не пожар, он не ожидал, что в ракетостроении я добьюсь таких успехов.

Ругал он меня чисто формально, основной упор был на то, что бабка могла все же сгореть. Часть ракет конфисковал для демонстрации коллегам на заводе. Он работал токарем, однажды они точили титано-магниевый сплав, он принес мне целый мешок этой стружки – вот это был праздник! Мы с пацанами скупили в аптеке всю марганцовку тогда.

Источник

Эту страницу просматривали 18 679 раз.

Где достать ингредиенты

Селитра продается в магазинах сельскохозяйственных товаров и отделах для дачников в качестве удобрения. Сорбит — заменитель сахара для диабетиков. Продается, соответственно, в аптеке. Fe2O3 — оксид железа — раньше продавался под названием «железный сурик». Можно попробовать сделать его самостоятельно, изучив соответствующую литературу. Минерал гематит — этот тоже оксид железа. Алюминий продается фирмами-производителями химреактивов.