Как изготовить карамельное топливо: пошаговая инструкция

Карамель

В результате двигатели на таком топливе даже в США доступны лишь единицам. Остальным приходится применять что-нибудь попроще. Например, пресловутый сахар. «Карамельное» ракетное топливо действительно представляет собой сплав сахара с калийной селитрой. Его характеристики скромны, но все же оно раза в полтора лучше известного всем дымного пороха, на котором ракеты летали почти тысячу лет, прежде чем был придуман пироксилин. К тому же «карамель» как минимум в 10−20 раз дешевле, чем топливо на перхлорате аммония. Кто придумал «карамельное» топливо, сейчас установить сложно, появилось оно в середине XX века. Американские источники утверждают, что впервые его применил Билл Колберн в 1943 году в Калифорнии. Редкие книги о любительском ракетостроении не воспроизводили его рецепт, но на научную основу применение его было поставлено лишь в середине 1990-х — любители стали изучать свойства топлива, зависимость его характеристик от вариации состава, от начальной температуры, давления в камере и т. д. Конечно, в распоряжении профессионалов есть энергетически более выгодные вещества, но любителям для серьезного и безопасного применения все эти сведения были необходимы, и получить их можно было лишь экспериментальным путем.

Не сахар

Оказалось, что топливо это устойчиво горит в широком диапазоне давлений в камере, что позволило делать на нем как простейшие бумажные двигатели, так и перезаряжаемые металлические. Малые отклонения в составе также не мешают его хорошей работе, поэтому оно более безопасно. Однако есть у этого топлива и недостатки, прежде всего — это хрупкость. К примеру, топлива на основе каучука весьма мягкие, профессионалы-ракетчики

утверждают, что от куска такого топлива можно руками отщипнуть крошку, это позволяет наглухо скреплять заряд с корпусом. Заряд служит и теплозащитой — пока он весь не сгорит, корпус двигателя не нагреется. С карамелью так делать нельзя — она может растрескаться под рабочим давлением, доходящим до полусотни атмосфер! Поэтому карамельный заряд — вкладной, между ним и корпусом должна быть узенькая щель для выравнивания давления. Но при этом металлический корпус должен быть защищен от горячих газов, ведь их температура достигает почти 1400˚C, так что металл неизбежно потеряет прочность.

Другой недостаток «карамели» — большое количество «конденсированной фазы». Так ракетчики называют продукты сгорания, которые не являются газами. При горении карамели образуется поташ, или углекислый калий. В камере он жидкий, а в сопле становится твердым. Мельчайшие частички углекислого калия создают плотный белый дым. Этот дым довольно едкий, так как поташ имеет щелочную реакцию. Поэтому ни в коем случае нельзя жечь «карамельное топливо» в закрытом помещении. Но для ракетного двигателя конденсированная фаза вредна по другой причине: твердые или жидкие частички не могут расширяться в сопле, как газы, а значит, не создают работы; тепло от них к газу передается только излучением, поэтому КПД ракетного двигателя уменьшается. Это значит, что фактический удельный импульс «карамели» заметно ниже теоретического, рассчитанного из теплоты химических реакций.

И еще один серьезный недостаток — для классической сахарной карамели слишком мала разница температур между плавлением сахара и загоранием готовой смеси. Но эта проблема была успешно решена заменой сахара на сорбит. Сорбитовое топливо горит медленнее, чем сахарное, но работать с ним гораздо безопаснее, ведь сорбит плавится уже при 125˚C, а сахароза — лишь при 185˚. Все остальные полезные свойства сахарного топлива у сорбитового сохранились.

Первый рекорд

На этот раз судьба была более благосклонна к команде. 15 мая 2004 года с чудовищным ускорением в 21,5 g (больше, чем у катапульты для спасения летчиков-истребителей) тоненькая ракета устремилась к границе космоса. Привлеченные наблюдатели радиолокатором отслеживали скорость и высоту ракеты. Через 13 секунд топливо в двигателе полностью выгорело и ракета полетела по инерции со скоростью, в 5,2 раза превышавшей скорость звука. Стало ясно, что рекорд состоится. Через 2,5 минуты ракета достигла космоса. Через пять минут после старта были приняты сигналы радиомаяка — модуль полезной нагрузки спускался на парашюте. К сожалению — далековато от расчетного места приземления. Найти его удалось, когда батареи маяка уже иссякли. А корпус ускорителя пришлось искать более двух недель — он упал в 40 км от места старта. Эти трудности несколько омрачили успех, но высота в 115 км была взята, о чем, кроме радиолокатора, теперь свидетельствовали и записи бортового «черного ящика»!

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!

На честном слове

После триумфа GoFast многие ракетчики предъявляли претензии команде CSXT. Дескать, их ракета «нечестная», поскольку не может быть воспроизведена практически никем из любителей, и к тому же из-за большого отклонения их ракеты высотные пуски теперь находятся под гораздо более плотным контролем: чиновники в США решили, что их законодательство чересчур либерально. Но с другой стороны, однажды решенную задачу второй раз решить гораздо проще. И канадец Ричард Накка, один из главных энтузиастов «карамели», решил добиться «честного» с точки зрения любительского ракетостроения результата, достичь границы космоса на сахарном — или сорбитовом — топливе. Проект был назван Sugar Shot to Space, в вольном переводе «На сахаре в космос».

Но сначала надо было выяснить, решаема ли эта задача в принципе. Если бы не мешала атмосфера, достаточно было бы скорости 1400 м/с, чтобы с поверхности Земли «допрыгнуть» до высоты 100 км. Но у GoFast атмосфера «съела» около 300 м/с (больше 1000 км/ч!). Чтобы уменьшить величину потерь, надо разгоняться в более разреженном воздухе, на большей высоте, а для этого необходимо уменьшить стартовую перегрузку и увеличить время работы двигателя. Но для неуправляемой ракеты это нежелательно, так как увеличивается участок, на котором стабилизаторы плохо работают. Нужно увеличивать либо высоту направляющей, либо размер стабилизаторов, что увеличивает аэродинамические потери.

Недостатки

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.

В случае с домашне-приготовленным составом нужно подыскать подходящее место для запуска так как трава может помешать.

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.

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.

О чем не задумывались Циолковский и Цандер…

Как известно К. С. Циолковский одним из первых предложил запускать составные ракеты из нескольких ступеней, которые после того, как топливо в них будет израсходовано, будут от основного ее корпуса отделяться. Потом по этой схеме как раз и была создана знаменитая ракета Р-7, обеспечившая первый полет советского человека в космическое пространство. Ф. А. Цандер предлагал в космическом корабле использованные топливные баки и вовсе… сжигать в двигателях новых ступеней. То есть, по сути, иметь на борту космического аппарата целый завод.

Но без всего этого сегодня вполне можно обойтись. Ведь на вооружении многих стран сегодня находятся ракеты «Град» (дальность стрельбы около 40 километров), «Ураган» (35 километров), «Смерч» (120 километров), «Торнадо» (120-150 километров), та же американская система «HIMARS» (80 километров), которые применяются в РСЗО — реактивных системах залпового огня.

А есть ведь еще и 300-миллиметровые ракеты LORA, и что будет, если связать вместе, ну, скажем, четыре или шесть таких ракет и запустить в виде пакета, а между ними расположить… трубу большого диаметра с конусом в головной части, до отказа заполненную той же самодельной взрывчаткой? То есть у нас будет… та же ракета «семерка», но только самодельная! Дальность, допустим, при этом сократится вдвое, но зато какова будет разрушительная сила такой «самоделки»?

Разместить эти самодельные «стратегические ракеты» можно будет опять-таки, как и настоящие ракеты такого же класса, в шахтах из бетонных труб большого диаметра, направленных жерлом в сторону противника. Угол наклона задает расстояние, направление… И шахта для ракеты готова! Ну а не слишком высокая точность такой вот «самоделки» будет компенсирована огромным зарядом.

Причем, что самое важное, соорудить такую пусковую установку можно буквально на глазах у потенциального объекта атаки, и никто ни о чем не догадается до тех пор, пока не будет произведен пуск! «Коллектор роем!» — вот и весь ответ любопытным. А затем ночью будет привезена и погружена ракета, а в «час быка» произведен запуск

С расстояния в 40 километров так можно поразить даже Белый дом. И откуда «это прилетело», сначала даже никто и не скажет. Не говоря уж о том, что пусковой установкой для такого «суперкассама» может стать кузов трейлера и даже автобус с раздвигающейся крышей.

Так что современные технологии открывают поистине безграничные перспективы для их использования в «негативных целях», и с каждым годом опасность такого «нецелевого» их использования только растет!

Встройте «Правду.Ру» в свой информационный поток, если хотите получать оперативные комментарии и новости:

Подпишитесь на наш канал в или в

Добавьте «Правду.Ру» в свои источники в Яндекс.Новости или

Также будем рады вам в наших сообществах во

Недостатки

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.

В случае с домашне-приготовленным составом нужно подыскать подходящее место для запуска так как трава может помешать.

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.

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.

Жидкое ракетное топливо

Жидкое ракетное топливо ( ЖРТ) — вещество или совокупность веществ-в жидком состоянии, способных в результате экзотермических химических реакций образовывать высокотемпературные продукты, создающие реактивную силу при их истечении из ракетного двигателя.
 

Жидкое ракетное топливо можно разделить на однокомпонентное и двухкомпонентное. Однокомпонентное топливо, например смесь, называемая нитрометан, обычно вырабатывает кислород и горючее посредством распада, и в результате образуется газовая смесь с высоким давлением и высокой температурой.
 

Жидкие ракетные топлива можно, аналогично твердым, классифицировать на составы, применявшиеся во время войны, и на составы, находящиеся еще в стадии исследования и развития. Далее следует отдельно рассмотреть одно — и двухком-понентные системы.
 

Основное жидкое ракетное топливо ( ОЖРТ) — жидкое ракетное топливо ( ЖРТ), служащее для получения всей или основной доли тяги.
 

Вспомогательное жидкое ракетное топливо ( ВЖРТ) — жидкое топливо, отличное от основного и применяемое только для вспомогательных целей, например, для образования продуктов газогенерации, которые выбрасываются помимо основной камеры сгорания.
 

Компонент жидкого ракетного топлива ( КТ) — отдельно хранимая и подводимая к жидкостному ракетному двигателю, отличающаяся по составу часть жидкого ракетного топлива. Компонент топлива может состоять из одного или из смеси индивидуальных химических веществ. В составе твердого ракетного топлива также можно различать компоненты — отдельные вещества, входящие в состав твердого топлива.
 

В жидких ракетных топливах, в которых вода растворяется неограниченно, выделение последней в виде кристаллов не происходит.
 

Окислителями для жидких ракетных топлив являются вещества, которые используются в качестве компонентов топлива и обеспечивают окисление горючего в камере ЖРД. Конструкция и энергетика ЖРД в значительной степени определяются характером окислителя при одном и том же составе горючего. Топлива, содержащие в качестве окислителя жидкий кислород с температурой кипения, равной — 183 С, отличаются от топлив на основе азотной кисл ты, которая кипит при 86 С. Перекись водорода также значительно отличается по своим свойствам от двух первых окислителей. Одно из характерных свойств перекиси водорода — способность к каталитическому распаду, который протекает в присутствии катализаторов с очень большой скоростью и с выделением значительного количества тепла. Известны окислители, которые еще более значительно отличаются по своим свойствам от первых трех, как, например, фтор и окислители на основе соединений фтора.
 

Окислителями для жидких ракетных топлив могут служить жидкий кислород, перекись водорода, азотная кислота с 15 — 20 % окислов азота, четырехокись азота, тетранитроме чан, фтор, его смеси с жидким кислородом, соединениями фтора с кисл.
 

Четырехокись азота применяется в качестве жидкого ракетного топлива.
 

Эти два вещества являются двумя компонентами жидкого ракетного топлива. Бак 8 предназначен для рабочего тела турбины, которое, проходя через реактор 7, приводит турбину 4 в движение.
 

Диоксид и О4 — окислители в жидком ракетном топливе, смесевых ВВ, при очистке нефтепродуктов от сераорг.
 

Основное жидкое ракетное топливо ( ОЖРТ) — жидкое ракетное топливо ( ЖРТ), служащее для получения всей или основной доли тяги.