Калийная селитра и сахар

Калийная селитра и сахар

Караме́льное то́пливо — твёрдое ракетное топливо, относящееся к смесевым топливам с органической связкой. Названо так из-за внешнего вида и использования в его составе сахара или сорбита. Англоязычный термин «rocket candy» точно так же характеризует отношение к нему. Пионером использования карамельного топлива считается Билл Колбёрн, использовавший его впервые в 1948, а широкую известность в США это топливо приобрело с выходом книги Бертрана Бринли в 1960 году. Широко применяется в импровизированных реактивных снарядах из-за доступности компонентов.

Содержание

Состав и свойства [ править | править код ]

Базовый, наиболее изученный и часто используемый состав — 65 % КNО3 и 35 % сорбита (по массе). Такой состав близок к оптимуму по достижимому удельному импульсу при небольших степенях расширения, характерных для модельных РДТТ. Умеренный показатель степени в законе горения делает топливо пригодным для работы в широком диапазоне давлений, и, как следствие, подходящим для кустарно изготавливаемых РДТТ с заметным разбросом геометрических характеристик.

Готовое топливо состоит из твёрдого раствора селитры в сорбите и взвешенных в нём мелкодисперсных частиц нерастворившейся селитры. Температура плавления готового топлива значительно ниже, чем исходных компонентов. Растворимость селитры в сорбите в твёрдом виде гораздо меньше, чем в расплаве, поэтому топливо при остывании набирает прочность постепенно, так как по объёму идёт выделение кристаллов из твёрдого раствора, при этом выделяется некоторое количество тепла. Крупные шашки остаются мягкими более суток.

Энергетические характеристики данного состава очень умеренные. Теоретический удельный импульс карамельного топлива на нитрате калия — 153 кгс×с/кг, а практически достижимый не превышает 125 кгс×с/кг. Это меньше, чем у дешёвых баллиститных топлив на основе нитроцеллюлозы, поэтому промышленно этот состав не применяется. Однако, это существенно больше, чем у дымного пороха, к тому же, изготовление карамельного топлива не требует специфического оборудования, необходимого для производства пороха, поэтому популярно у изготовителей модельных ракетных двигателей, как кустарных, так и серийных коммерческих.

При замене в составе топлива сорбита на сахарозу скорость горения возрастает довольно значительно, на 40 % при атмосферном давлении, но другие свойства топлива (плотность, удельный импульс, показатель степени в законе горения и т. д.) почти не меняются. Главный недостаток сахарозного состава — гораздо более опасный процесс приготовления, так как требуется более сильный нагрев сахарозы.

Недостатки [ править | править код ]

Несмотря на относительную его безопасность, по сравнению с другими составами, карамельное топливо требует таких же мер предосторожности при использовании, как и любое другое ракетное топливо, так как является высокоэнергетическим составом.

Главные недостатки этого топлива — гигроскопичность и большое количество конденсированной фазы в продуктах горения. Также следует признать недостатком хрупкость этого топлива, что сужает выбор конструкций РДТТ с его использованием. Наконец, недостатком является значительная усадка (уменьшение объёма) при затвердевании, что может вызвать искажение формы шашки или отслоение бронировки.

Читайте также:  Варенье из зеленых груш

Исходное топливо малотоксично, но продукты его горения могут раздражать слизистые и органы дыхания, так как карбонат калия, выделяющийся в сильно диспергированной форме, и имеющий щелочную реакцию, может вызвать химический ожог даже после остывания до комнатной температуры. Температура горения базового состава примерно 1400 ℃, этого достаточно для размягчения стального корпуса РДТТ при воздействии на него без теплозащиты.

Калиевую селитру можно использовать как ракетное топливо, для самодельных ракет. Речь идет о простых ракетках, которые собираются за пару минут, на коленке.

Сначала о ракетах.

Количество выделяемых газов при горении селитры с сахаром, достаточно чтобы поднять в воздух самодельную ракету или пиротехнический снаряд. Но если корпус ракеты будет слишком тяжелый, то она может и не взлететь. Для изготовления корпуса можно применять трубки из прессованного картона. Их можно взять от использованных пиротехнических изделий, от пленки в которую колбасу в магазинах заворачивают, можно самому проклеить пару слоев картона, только используйте силикатный (канцелярский)- он не горюч, и жаростоек. Хороша как материал в пиротехнике алюминиевая фольга для запекания. Можно полностью ракету сделать из фольги, но она мягкая и чтоб ее не развернуло большим давлением, ее перетягивают мягкой проволкой. Проволокой формируют и сопло, откуда будет струя пламени. Чтобы ракета летела ровно ей нужен стабилизатор (хвост) в виде длинной палочки. Его проще всего оторвать от использованной китайской ракеты, или отрезать и высушить ровный прутик в лесу. В качестве запала, я использую пропитанную в растворе калийной селитры газету. Приготавливаю ее заранее, сворачиваю в трубочку, перегибаю и затыкаю ей сопло, чтоб топливо не высыпалось.

Теперь о топливе

Калиевая селитра хорошо горит с сахаром. Смешиваем пропорции 5 частей селитра и четыре сахара, на каждые 100 гр. селитры можно добавить 5 гр. соды. Все топливо готово.

Если заморачиваться об улучшении горения смеси посоветую все ингридиенты измельчить в кофемолке. Можно измельчать их вместе, еще лучше перемешаются. Это не опасно. Засыпав смесь в картонную трубку можно утрамбовать, постучав чем-то плоским, близким по диаметру предметом. Слышал, что горение будет лучше, если в утрамбованной смеси, оставить отверстие, диаметром 8-10мм, на всю длину смеси. Это можно сделать, засунув перед трамбованием, длинный цилиндрический предмет. Желательно гладкий, чтоб легче потом достать, например фломастер.

Можно смесь сварить. В небольшую кастрюльку наливаем воды, чтоб только дно закрыло. Включаем маленький огонь, и начинаем высыпать частями, постоянно помешивая, чтоб все успевало таять. Смесь плавится, потом темнеет, напоминает карамель – можно снимать и разливать по формочкам. Смесь не перегрейте, а то сгорит в кастрюле, поэтому бес присмотра ее не оставляйте на огне. Дайте смеси остыть, она затвердеет. Можно наделать, длинных палочек и использовать их как фитиль.

Читайте также:  Гортензия vanille fraise фото

Испытания проводите на улице, а то балкон или подьезд можно спалить.

Кстати селитра очень хорошо горит с молотым шашлычным углем. Возможно даже лучше чем с сахаром. Ведь состав пороха селитра, уголь, и немного серы. Еще можно по эксперементировать как горит селитра с: сорбитом, крахмалом, сухим спиртом.

Видео демонстрируещее горение селитры и сахара

Меньше чем за минуту состряпал ракету или типа того, и она поползла по земле. Если корпус облегчить, то можно и в небо запускать. Надо пустой болончик с под дезика или освежителя попробывать.

Несколько десятилетий назад, когда человечество бредило освоением космоса, увлечение ракетостроением было повальным. И школьники, и взрослые мужчины с энтузиазмом конструировали в гаражах и на кухнях модели ракет из подручных материалов. Сейчас ажиотаж немного спал, но 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.

Что потребуется

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.

Рецепт № 1

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.

Рецепт № 2

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

Рецепт № 3

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!

Читайте также:  Как варить горох чтобы он разварился быстро

Катализаторы

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.

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!

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.

Ссылка на основную публикацию
Какой рис нужно покупать для плова
Для восточных народов приготовление плова – целый ритуал. А у любого ритуала есть свои правила. Поэтому выбор риса очень важен,...
Какие цветы лучше ставить в спальне
Спальня – это место, где человек отдыхает после активно проведенного дня. Здесь все должно способствовать глубокому и спокойному сну, в...
Какие цветы можно держать в спальне фото
Спальня – это место, где человек отдыхает после активно проведенного дня. Здесь все должно способствовать глубокому и спокойному сну, в...
Какой садовый шланг лучше
Не нужно садоводу или огороднику объяснять важность шланга для полива – без него как без рук. Но, если раньше вопрос...
Adblock detector