Сорбитовое плавленное кaрамельное тoпливо

Изготовление сорбитового кaрамельного рaкетного тoплива

Сорбитовое карамельное тoпливо, в дальнейшем просто сорбитовая карамель, пожалуй, самое популярное у любителей топливо. Его приготовление не представляет сложности, и оно не требует прессовки. Дело в том, что топливо делается плавлением смеси компонентов. Расплав заливается в нужные формы и застывает. Так можно формировать топливные шашки или скрепленные заряды.

Компоненты сорбитовой карамели:

Калиевая селитра KNO₃ - 65%
Сорбит (сорбитол) C₆H₁₄O₆ - 35%

Сорбит покупается в аптеке и обычно не требует просушки.

А селитру просушиваем в духовке на противне или на электрической плитке в сковородке при температуре 100-150°C примерно 2 часа. Измельчаем её в кофемолке. Закладывать надо все время одну и ту же дозу, например, 50г, и молоть одно и то же время. К примеру, я молю в два захода по 20 секунд. В пыль молоть не обязательно и не желательно, поскольку топливо может получиться слишком густое и не текучее.

Далее, как в случае с сахарной карамелью, компоненты отвешиваем в нужных пропорциях, ссыпаем в подходящую банку с закрывающейся крышкой и трясем пару минут в разных направлениях. Смесь готова. В таком виде можно хранить топливо в герметичной таре.

Смешивать компоненты в кофемолке опасно, есть вероятность воспламенения.
 

Следующий важный этап начинается при изготовлении топливных зарядов. Для плавления сорбитовой карамели нам понадобится нагреватель без открытого пламени.

При работе с топливом нельзя применять источники тепла с открытым пламенем.
 

Проще всего для нагрева взять электроплитку с закрытой спиралью, плоским нагревательным элементом и регулятором температуры. Плавление сорбитовой карамели производится при температуре 120-145°C, это примерно соответствует среднему положению регулятора на плитке. При такой температуре топливо имеет наилучшую консистенцию для заливки в форму. Нагревать до большей температуры нет смысла. Топливо не будет жиже, наоборот начнет "засахариваться". Перегрев выше 180°C недопустим. Надо помнить, что даже электрическая плитка может нагреть топливо до температуры воспламенения.

При нагреве топлива строго обязателен постоянный контроль температуры.
 

Контролировать лучше всего температуру самого топлива, например, термометром с металлическим щупом, рассчитанным на диапазон выше 200°C. Они продаются, например, в радиомагазинах. Однако таким прибором трудно обеспечить постоянный контроль температуры. Гораздо проще контролировать температуру поверхности нагревательного элемента плитки. Удобно делать это с помощью тестера с возможностью замера температуры. Такой, обычно китайский, тестер обойдется не намного дороже вышеупомянутого термометра. Самый обычный температурный диапазон таких тестеров до 600°C, т.е. с большим запасом. Для постоянного контроля температуры плитки надо только положить кончик проволочного температурного датчика на поверхность нагревателя и прижать, например, тяжеленькой шайбой. Включаем тестер и во время работы с топливом одним глазом все время поглядываем на его показание.

Работая с электрической плиткой, надо учитывать одну особенность. При включении сначала происходит нагрев выше температуры выставленной регулятором. Только через некоторое время нагреватель выходит на заданную температуру. Поэтому сразу нельзя ставить плошку с топливом на нагреватель. Необходимо выждать, пока не установится нужное значение температуры.

Плавить сорбитовую карамель можно в любой металлической посуде с плоским дном. Нужно только учитывать две особенности. Лучше всего работать с толстостенными емкостями, поскольку они лучше сохраняют температуру и демпфируют её колебание. Размер посуды должен быть таков, чтобы топливо лежало слоем не более 1 см, иначе трудно поддерживать его равномерный прогрев.

Итак, включаем плитку и тестер. Дожидаемся, когда устаканится температура 120-145°C. Ставим плошку с топливом на нагреватель и начинаем неспешно помешивать. Мешать надо в одну сторону. Удобно делать это каким-нибудь небольшим шпателем. Для мелких работ подходит самодельный шпатель из расклепанной алюминиевой проволоки. Им можно и мешать топливо и накладывать порциями в форму.

В-общем, мешаем до тех пор, пока карамель полностью не расплавиться и не приобретет вид жидкой манной каши. В этот момент надо сразу разливать ее по формам, как об этом, например, рассказывается в проекте РК-3. "Разливать" это некоторое преувеличение. Процесс больше напоминает накладывание манной каши ложкой. Подцепляем каплеобразный шматок топлива шпателем и укладываем в форму. Аккуратно, по центру стараясь не зацепить стенки. Вибрирующим движением шпателя вверх-вниз заставляем карамель отлепиться от шпателя и растечься по горизонтали. Еще лучше в этот момент воспользоваться вибростолом. Проделываем процедуру, пока не заполнится форма до нужной нам степени.

Я специально так подробно описал свой способ укладки топлива в форму, поскольку это очень важный момент. Он позволяет избежать образования пузырей в застывшем топливе. Наличие пузырей приводит к резкому скачку давления в работающем двигателе, и обычно заканчивается взрывом мотора. Можете придумывать свои варианты укладки, только помните, главное чтобы не образовывалось полостей и пузырей.

Отливка топливных зарядов сорбитовой карамели должна производиться таким образом, чтобы в толще топлива не образовывалось воздушных полостей и пузырей.

На застывание топлива в формах может уйти от 6 до 48 часов. Это зависит от целого ряда факторов, таких как степень влажности компонентов, степень помола селитры, температура и влажность воздуха. и т.п.. После застывания получаем довольно прочные отливки. Готовые изделия надо хранить в плотно закрывающейся стеклянной или металлической посуде, поскольку сорбитовое топливо обладает некоторой гигроскопичностью. Собранные движки тоже надо герметизировать, если их надо хранить продолжительное время. При надлежащих условиях двигатели и шашки к ним могут храниться достаточно долго, больше года. Но все же не стоит затягивать их использование.

В обязательном порядке надо проверить качество полученного топлива, замерив скорость его горения. Обычно это делается после отливки. Из остатков карамели скатываем колбаску-образец постоянной толщины. После застывания, замеряем длину образца и поджигаем с одного торца. Секундомером замеряем время горения. Поделив длину на время получаем скорость горения. Если скорость менее 2,4 мм/с, топливо получилось некондиционное. Возможность использования такого топлива должна решаться в отдельном порядке.

Что касается энергетических возможностей топлива, то они весьма скромные, хотя для любительских двигателей вполне достаточные. Существует даже группа продвинутых любителей работающая над выводом в космос ракеты на таком топливе. Скорость горения на воздухе 2,6-2,8 мм/с. Для идеального удельного импульса I_sp известный ракетчик Ричард Накка дает зависимость, показанную на рис.1. Но для реальных двигателей I_sp=125 с считается уже хорошо.

P.S.

Сорбитовое карамельное топливо обладает достаточной скоростью горения. В некоторых специфических случаях, когда необходимо увеличить скорость горения, можно применить фероксидные катализаторы. Они позволяют разогнать сорбитовую карамель до 5 мм/с. /kia-soft 02.09.2010/

***