Несколько десятилетий назад, когда человечество с энтузиазмом относилось к исследованию космоса, страсть к ракетам была безудержной. И школьники, и взрослые мужчины с энтузиазмом конструировали модели ракет из подручных материалов в гаражах и на кухнях. Сейчас ажиотаж немного утих, но что может быть увлекательнее, чем запустить в воздух самодельный самолет? Как поднять ракету с земли? Наиболее удобно и практично использовать карамельное топливо, смесь нитратов и углеводов.
Что потребуется
Комплектация не велика.
1. Сахар или сорбитол — сырье для карамелизации.
2. Селитра (можно использовать несколько, подробнее об этом ниже).
3. Емкость металлическая — чаще всего берут обычные жестяные банки, хотя желательно брать плиты с толстыми стенками — для более равномерного нагрева. Еще лучше: эмалированная или нержавеющая сталь, чтобы не было реакции раствора с материалом посуды.
4. Электроплита: топливо на газовой плите не приготовишь!
5. Газета или другая бумага с хорошей впитывающей способностью (если ваша цель — производить не просто карамельное топливо, но и карамельную бумагу). Также используется в ракетных двигателях, пропитанных готовой и высушенной «карамелью» (без нагрева).
6. Защитное снаряжение: защитные очки и перчатки.
7. Вентиляция.
Три способа изготовления
Есть много способов приготовить карамельное топливо. Самое простое — смешать ингредиенты. Тем не менее «карамель» готовится — просто или испарением. При обычном перемешивании топливо переливают в стеклянный сосуд и несколько раз встряхивают, затем герметично закрывают для предотвращения поглощения воды. При использовании непосредственно в ракетных двигателях этот вид топлива должен быть хорошо герметизирован, иначе возможен взрыв.
Карамельное топливо кипятят, а точнее плавят при температуре 120-145 градусов до полного превращения сахара и образования массы, по консистенции схожей с жидкой манкой. Предварительно шлифовать детали не нужно. Очень важно постоянно его перемешивать, чтобы не образовывались пузырьки воздуха. Приготовление выпариванием включает добавление воды, а затем выпаривание. Недостатки этого метода: в топливе остается влага, что снижает скорость его сгорания.
Рецепт № 1
Карамельное топливо с нитратом калия (нитрат калия) — лучший вариант. Ингредиенты берутся в следующих пропорциях: сахар или сорбитол — 35%; селитра — 65%. Селитру сушат на большой плоской сковороде при температуре около 100-150 градусов в течение примерно двух часов. Затем измельчите примерно 20 секунд — можно использовать ступку или кофемолку.
Разложите равными порциями по 50 грамм. Чтобы не переживать за сахарный молотый, лучше покупать готовую сахарную пудру. Для «вареного» карамельного топлива нет необходимости что-либо измельчать и сушить. Для повышения эффективности в смесь можно добавить 1% оксида железа (Fe2O3).
Рецепт № 2
Карамельное топливо нитрата натрия. Особенность этой смеси в том, что она более гигроскопична. Вам понадобится 70% нитратов, 30% сахара и два объема воды (200 %).
Рецепт № 3
Не рекомендуется его использовать. Это карамельное топливо на основе аммиачной селитры (аммиачной селитры). Почему лучше обратить внимание на другие рецепты? Потому что это нестабильный состав, и при нагревании все может пойти не так. В результате бизнес может загореться!
Также при приготовлении «карамели» из нитрата аммония выделяются чрезвычайно токсичные пары. Поэтому все рецепты с использованием нитрата аммония содержат дополнительные компоненты для преобразования его в натрий или калий. Самый простой вариант — с натрием. Берем 40% нитрата, 45% гидрокарбоната натрия и 200% воды. Мы замечаем уровень жидкости и испаряемся, пока не исчезнет запах аммиака. Затем доливаем воду до первоначального уровня (она частично выпарилась), добавляем 15% сахара и ждем, пока он растворится.
Катализаторы
Для повышения эффективности «карамели» добавляются различные катализаторы. Самый популярный — оксид железа. Менее известны карамельные топлива с алюминием. Внимание! Смесь алюминия и нитратов может воспламениться в присутствии воды. Особенно опасно присутствие любых щелочных примесей, которые могут присутствовать в селитре, которая недостаточно чиста или произведена сама по себе. Поэтому в нитратное топливо с алюминием в качестве катализатора необходимо добавлять 0,5-1% слабой кислоты и не факт, что этого количества достаточно — все зависит от качества нитрата. Борная — лучший вариант. Не подходят щавелевая и уксусная кислоты — с ними вступает в реакцию алюминий. Если во время варки смесь сильно нагревается, пенится и выделяет резкий запах нашатырного спирта, ее необходимо немедленно снять с огня и погрузить в воду.
В общем, экспериментировать с катализаторами лучше всего опытным ракетологам, освоившим более простые виды топлива. Да и химию выучить не помешает — пользоваться готовыми советами просто, но гораздо ценнее знание и понимание того, что вы делаете и какие реакции происходят в смеси.
Алюминий добавлен в карамель калия. Допустимые отклонения от 2,5 до 20%. Другое количество дает другое изменение скорости горения топлива. Рекомендуется использовать шаровой алюминий АСД-4.
Как остаться целым и здоровым
Самое опасное — приготовить карамель, растопив сахар и селитру, но этот вариант также самый эффективный. Емкость, в которой варится «карамель», должна быть идеально чистой — посторонние предметы могут стать причиной возгорания.
Рядом не должно быть источников открытого огня — нам не нужны взрывы на кухне. Очень важно следить за температурой смеси — она никогда не должна превышать 180 градусов!
лучше всего при перемешивании использовать деревянную палочку, чтобы избежать побочных реакций. Смешиваем очень осторожно, но равномерно: пузырьки воздуха в готовом топливе при его использовании приводят к взрыву ракеты. Заливая это топливо в формы, также необходимо следить за тем, чтобы не было пузырей. Работать нужно под вытяжкой или на открытом воздухе, особенно по рецепту с аммиачной селитрой.
Не измельчайте вместе сахар и селитру в кофемолке! Отдельно измельчить, перемешать, взболтать, в стеклянной посуде.
Новичкам не стоит связываться с нитратом аммония — сначала попробуйте самое простое и безопасное карамельное топливо (сделанное из нитрата калия). Производство любого домашнего топлива должно происходить под строжайшим контролем качества ингредиентов, температуры, влажности и с соблюдением всех мер безопасности!
Где достать ингредиенты
Селитра продается в качестве удобрения в агромагазинах и отделениях дачников. Сорбитол — заменитель сахара для диабетиков. Продается соответственно в аптеках. Fe2O3 — оксид железа — продавался под названием «красный свинец». Вы можете попробовать сделать это самостоятельно, изучив соответствующую литературу. Минерал гематит также является оксидом железа. Алюминий продают производители химической продукции.
