Polskie Towarzystwo Rakietowe - Amatorskie Konstrukcje Rakiet

Jest to moja kolejna próba zrobienia paliwa łączącego zalety karmelka, czyli stosunkowo duży impuls, taniość i łatwa dostępność składników, stabilna praca, a jednocześnie nie posiadające jego wad, tj. higroskopijności i dość niebezpiecznego przygotowywania. Pierwsze próby spalania mieszanki KNO3 i cukry zlepionego ŻP, wypadły tragicznie - bardzo mała prędkość spalania. Żeby nie ustalać składu na wyczucie i testować go w SR, najpierw postanowiłem zrobić serię testów spalania na powietrzu różnych kompozycji KNO3, cukru, węgla drzewnego, Fe2O3, CuO oraz oczywiście ŻP. Nie będę przedstawiał wszystkich składów i czasów spalania, ograniczę się do ogólnych wniosków i obserwacji:

1. Często powstaje dużo żużlu. Skład w którym tak się dzieje spala się szybciej od tego w którym powstaje go mało, lub wcale. Na wytłumaczenie tego mam 2 hipotezy. Pierwsza jest taka że zastygnięty żużel utrudnia ujście spalin, w związku z czym w strefie spalania panuje podwyższone ciśnienie, co skutkuje szybszymi reakcjami między gazami, oraz wydajniejszym oddawaniem ciepła od gazów do dalszych warstw paliwa. Druga: żużel jako ciało płynne w strefie spalania wydajniej oddaje ciepło do głębszych warstw paliwa niż same gazy. Składy w których powstawały znaczne ilości żużlu uznawałem jako niekorzystne - w końcu paliwo ma produkować gazy.

2. Przy składzie KN/SU/ŻP im więcej cukru względem saletry tym więcej żużlu. Przy zastąpieniu cukru w wyżej wspomnianej kombinacji, nie dającej żużlu, węglem żużel się pojawia. Teoretycznie węgiel ma niższy bilans tlenowy od cukru, tak więc można by sądzić że powstawanie żużlu jest zależne od bilansu tlenowego paliwa, gdzie ilość żużlu jest odwrotnie proporcjonalna (dokładnie nie sprawdzałem ale jest to raczej zależność nieliniowa) do bilansu tlenowego.

3. Przy dodatku 1% Fe2O3 do wybranego składu prędkość spalania praktycznie się nie zmieniła. W przypadku dodania 1% CuO prędkość nieco spadła. Przy dodatkach po 2% prędkość znacznie wzrosła, ale pojawiły się duże ilość żużlu i myślę że to on bardziej przyśpieszył niż katalityczne właściwości tlenków.

4. Po wielu testach z zawartością żywicy 25% najszybszy okazał się skład

KN 70

C 5

z wynikiem 0,61 mm/s.

5. Po zmniejszeniu zawartości żywicy do 20% przy próbie zachowania bilansu tlenowego (zakładając że C spala się po równo do CO i CO2), czyli

KN 72

C 8

szybkość wzrosła do 0,71mm/s, jednak taka ilość żywicy przy tym składzie jest minimum potrzebnym do zlepienia masy, więc za odpowiedni do dalszych testów uważam skład pośredni.

Paliwo przeszło pierwsze testy w SR, na razie niepomyślnie. Skład

KN 71

C 6,5

ŻP 22,5

Został przetestowany pod średnim zaciskiem 670, praca była w miarę równa, jednak trochę brakowało ciśnienia. Jako że z przyczyn technologicznych nie mogę wykonać mniejszej dyszy, a ilości paliwa nie chcę zwiększać (zacisk musi pozostać ten sam), postanowiłem dodać magnezu w celu przyśpieszenia paliwa. Skład:

KN 70

C 1

Mg 6

ŻP 22,5

Bardzo silnie ciufał, ani przez ułamek sekundy SR nie pracował stabilnie. Jako że zacisku zwiększyć nie można, trzeba by temu zaradzić przez zmianę składu. Z informacji znalezionej na forum wynika że w takim przypadku można by część utleniacza zastąpić organicznym reduktorem, jednak to prawdopodobnie pociągnie za sobą spadek szybkości spalania, a oczekiwany efekt jest przeciwny. Może zwiększyć zawartość węgla? Ma ktoś jakiś pomysł?



Dodatkowo zauważyłem: paliwo formowane w rurkach papierowych nie łączy się dobrze z nimi, dlatego stosuję inhibitowanie silikonem neutralnym i taśmą malarską na już utwardzone paliwo - silikon jest po to aby papier dobrze przylegał.

Dla paliwa bez magnezu minimalna ilość utwardzacza leży pomiędzy 0,5 a 1ml/100g paliwa, a dla paliwa z magnezem minimum to 1ml/100g paliwa.



PS Piszę post pod postem, aby ktoś go zauważył, po kilku dniach scalę posty.

Witam!

Powiem krótko:

http://nakka-rocketry.net/rnx_int.html#Intro

Oraz:

GUIPEP!

Pozdrawiam!

Nie bardzo wiem co kolega Adam chciał zasugerować przez podanie linku do strony o RNX, zmianę poliestrowej na epoksydową? Jeśli tak to nie o to mi chodzi, ja się uparłem na poliestrową.

Guipep pokazuje jaką są produkty reakcji chemicznych, oblicza efekty cieplne, temperatury, impuls. Może ja się nie znam, ale to chyba bezpośrednio mi nie pomoże z moimi głównymi problemami jakimi są ciufanie oraz niska prędkość spalania. Poza tym ŻP nie ma liście w tym programie lub jest pod inną nazwa której nie znam. Żeby ją dodać musiałbym znać wzór żywicy której używam a to i tak niespecjalnie mi pomoże.

Myślę, że pomiędzy paliwem na żywicy poliestrowej, a na żywicy epoksydowej jest sporo podobieństw, stąd też link podany przez Adama. Ja osobiście dodał bym jako katalizator tak ze 7% nadchloranu potasu. Żużel można próbować ograniczyć siarką. Powinny powstawać siarczki, które są raczej bardziej topliwe niż np tlenki. Moim zdaniem węgiel dodawany w takiej ilości jest niezbyt dobrym pomysłem. Osłabia impuls i podnosi temperaturę. Dla takich paliw kluczowe jest też zmielenie utleniacza. O ile w karmelce wpływ zmielenia za wielki nie jest, to dla paliw na żywicach już jest ten wpływ zauważalny.

Tak więc moje propozycje:

-KP jako katalizator (około 5-7%)

-węgiel albo wyeliminować, albo nie więcej jak 3%

-zmielić KN najlepiej jak się da

To już na wstępie jest załatwione.

Ilość 5% KP nie jest specjalnym wydatkiem. Kilo kupione za 60 zł starczy na 20 kg paliwa. Kiedyś próbowałem karmelek sorbitolowych na saletrze sodowej domieszkowanych KP, to dodatek 3% już zwiększał prędkość palenia o około 30%.

Nie wątpię w przyśpieszające właściwości KP, ale we wspomnianym przypadku dochodzi jeszcze katalityczne działanie potasu, a w moim paliwie potasu jest pod dostatkiem więc wzrost prędkości spalania pewnie aż tak duży by nie był.



Link podany przez Adama sprawił że jeszcze raz zacząłem zastanawiać się nad geometrią paliwa i postanowiłem zaryzykować przegrzanie korpusu SR (PVC) i zastosować Ziarno rurowe z inhibitowanymi końcówkami, tzn. spalające się w kanale i na bocznej powierzchni. Taka geometria pozwoliła zwiększyć zacisk - wynosił: 900-800-700 (degresywnie). Skład paliwa był wyjściowy, bez Mg ani KClO4. Test wypadł pomyślnie. Po zapłonie dymił przez około 1s, nagle załapał i równo pracował przez 2s. Korpus SR najbardziej zniszczony (przegrzany) był w okolicach zatyczki i tu powstało lekkie wybrzuszenie. Ktoś ma pomysł dlaczego akurat w tym miejscu?

Witam.

Pozwolę sobie wtrącić trzy grosze na temat podobieństwa ŻP do ŻE.



Paliwo na ŻP z KN i Fe2O3 wg proporcji proponowanych przez Nakkę dla ŻE się po prostu nie pali...



Ale w składzie 4g Fe2O3, 3g C, 31g KNO3, 11 g ŻP+utwardzacz pali się już całkiem przyjemnie chociaż wolno. W tym składzie wytrzymałość bloku paliwa powalająca nie jest ( znacznie gorsza niż Rcandy).



Poprawka, próbka po wygrzaniu przez ok 1 godz. w temp ok 40 st C uzyskała spora twardość( lepszą niż Rcandy) i spłonęła w tempie 40 mm w ciągu 38 sekund. Wygląda to obiecująco.



Dalsze próby nastąpią...



Pozdrawiam.

Właśnie zrobiłem trzy ziarna paliwa jak wyżej, no i mam pytanie do znawców jaki dać zacisk na początek. Paliwo 8%Fe2O3, 6%C, 24% żywicy poliestrowej, 1% utwardzacza reszta seletra potasowa.

Ziarna fi 34 dł ok 50 kanał 10 mm.Razem niecałe 200gram paliwa.

Pali sie na świeżym powietrzu w tempie 1mm/sek.

Dać od razu zacisk 1000, czy raczej koło 700 na początek?

Silnik alu, dysza stalowa.

Pozdrawiam.

ps

Mam nadzieję, że Paweł się nie pogniewa, że mieszam w jego wątku, ale nie chciałem mnożyć takich samych tematów.