Spatiul pe caramel de zahăr - combustibil, revista Popular Mechanics

combustibil solid compozit standard nu este disponibil pentru majoritatea „raketolyubiteley“. Trebuie să căutăm ceva mai simplu ... Mai întâi trebuie să decidă. unde începe spațiu - în cazul în care. în sine. aveți nevoie pentru a ajunge acolo. mai mult sau mai puțin de acord să ia în considerare în ultimii ani. acel spațiu începe cu o înălțime de 100 de km. Deși nu este chiar așa - pentru zborul orbital unei astfel de înălțime nu este suficientă - dar numerele rotunde sunt atractive psihologic. astfel încât frontiera de 100 km potrivește cel mai bine disputing.

Prima lansare spațială amator

Steve Bennett si creatia lui - o rachetă Starchaser Nova

În spațiul de pe ieftine

tur de forță Space

Treci la spațiu

De fapt, legile americane care guvernează rachete amatori, cele mai liberale din lume. În afară de obicei, lansat raketomodeley la nivel mondial, clasele identificate de Rachete de mare putere în Statele Unite și, pentru cei care sunt, iar acest lucru nu este suficient, experimentale rachete. Clasificarea atat pulsul complet motor (produs de tracțiune pe timpul de funcționare), iar la pornire in greutate si permite - cu anumite rezerve - rachete de amatori la 16 000 N • s din clasa de mare putere și 128 000 rachete N • s în clasa experimentală foc de artificii. Comparați acest lucru cu maxim 80 N • cu concursuri racheto! În Europa, nimic de genul asta pentru fanii de rachete mari nu este, deci recordul european de altitudine este încă mai mică de 10 km. Mai mult decât atât, fanii europeni sunt obligați să efectueze rachete lor în Statele Unite, echipa și le-a alerga în Nevada!

Dar în deșert uitam foarte atent legile de securitate. Iubitorii interzise pentru a efectua cheltuieli mari de la stat la stat - pentru a dota o rachetă nevoie chiar de pe lansarea site-ului. Există multe alte restricții care par a fi adus de departe la început, dar cele mai multe dintre ele create în analiza unor accidente și sunt concepute pentru a elimina astfel de accidente în viitor.

unghii Flying

Finalizarea și producția unei noi rachete numit GoFast, a luat ani și jumătate. Racheta potyazhelela în jumătate și cântărește 328 kg la începutul (din care cântărește 197.5 kg combustibil). Lungimea rachetelor a fost egală cu 6,4 m și diametrul corpului - numai 25,4 cm, adică racheta părea la fel de subtire ca un cui! In rachete profesionale aproape apar niciodată asemenea proporții, dar era necesar, la orice preț a reduce rezistența aerodinamică, care la viteza hipersonic poate fi realizată numai prin reducerea diametrului. Da, racheta viteza hipersonic ar înscrie mai mult în atmosfera densa - la o înălțime de 8-10 km, în cazul în care avioanele subsonice convenționale acoperi. De aceea, nasul ei a fost un con de oțel solid cu un unghi de deschidere foarte mică și subțire, la vârful - Turner a reușit să sculpteze acest detaliu numai pe a treia încercare.

prima înregistrare

aproape de transfer

Dar să revenim la zahăr. Combustibilul folosit în rachete GoFast, amatori a fost aproximare maximă la pornire de rapel de combustibil (SRB) «Shuttle“. propulsori tipici compozit solizi constând din perclorat de amoniu, aluminiu și cauciuc sintetic, lichid inițial, cementare direct la motor. Cu toate acestea, perclorat de amoniu și cauciuc - substanța este practic inaccesibile pentru majoritatea „raketolyubiteley“. Vânzarea lor este sub control foarte sever. Da, și pulbere de aluminiu nu trebuie oricum cum - „argint“, de exemplu, nu este adecvat, particulele de metal au o formă sferică și o anumită dimensiune.

Sa dovedit că combustibilul este constant aprins într-o gamă largă de presiune în camera, ceea ce a permis să-l ambele motoare de hârtie simplu și din metal reîncărcabile fac. mici deviații în compoziția și nu interferează cu munca lui bună, deci este mai sigur. Cu toate acestea, există acest combustibil și dezavantaje, în primul rând - este de fragilitate. De exemplu, combustibil din cauciuc pe bază de la o foarte moale, profesioniști missilemen

susțin că dintr-o bucată de combustibil poate fi dat strangulează un miez de pâine, vă permite să se lege strâns la taxa de locuințe. Taxa este și o protecție termică - până când totul nu arde, corpul motorului este cald. Cu caramel, astfel încât să nu se poate face - se poate sparge sub presiunea de lucru, ajungând până la cincizeci de atmosferă! Prin urmare, taxa de caramel - depozit, între acesta și carcasa trebuie să fie un spațiu îngust pentru egalizarea presiunii. Dar acest corp metalic trebuie să fie protejate de gazele fierbinți, după temperatura lor ajunge la aproape 1400 # 730; C, astfel încât metalul va pierde în mod inevitabil rezistență.

Un alt dezavantaj al „Caramel“ - un număr mare de „faze condensate“. Așa numitele produse de ardere missilemen care nu sunt gaze. La arderea caramel format potasiu sau carbonat de potasiu. In aceasta camera lichidă și duza devine solid. Particulele mici de carbonat de potasiu, un fum alb dens. Acest fum este destul de iute, deoarece potasiu este alcalin. Prin urmare, în nici un caz nu poate arde „Caramel combustibil“ în interior. Dar, pentru un motor rachetă cu fază condensată este dăunătoare pentru un alt motiv: particule solide sau lichide nu pot fi extinse în duza ca un gaz, și astfel nu creează muncă; de căldură de la ei doar la o radiație de gaz este transmisă, astfel încât scade randamentul motorului racheta. Aceasta înseamnă că real specific impuls „caramel“ semnificativ mai mic decât cel teoretic calculat din căldura reacțiilor chimice.

Un alt dezavantaj serios - pentru diferența de temperatură prea mică bomboane clasic de zahăr între topirea zahărului și de iluminat a amestecului finit. Dar această problemă a fost rezolvată prin înlocuirea sorbitolul de zahăr. combustibil Sorbitol arde mai lent decât zahărul, dar pentru a lucra cu ea este mult mai sigur, pentru că sorbitolul se topește la 125 # 730; C, și zaharoză - doar 185 # 730;. Toate celelalte proprietăți utile ale combustibilului din sorbitol de zahăr conservate.

pe cuvânt de onoare

După triumful multor bărbați rachete GoFast fost acuzat echipa CSXT. Ei spun că racheta lor „nedrept“, deoarece nu poate fi reprodus practic nici unul dintre fani, și de asemenea, datorită unei deviații mari de lansări de altitudine de rachete sunt acum sub control mult mai stricte: funcționarii din SUA au decis că legislația lor este prea liberal. Dar, pe de altă parte, odată ce a rezolvat problema pentru a doua oară este mult mai ușor de rezolvat. Și canadian Richard Nakka, unul dintre principalii entuziaști „caramel“, a decis să realizeze „echitabil“, în ceea ce privește rezultatul amatori foc de artificii, ajunge la limitele de spațiu în zahăr - sau sorbitol - combustibil. Proiectul a fost numit Sugar Shot la spațiu, vag tradus „de zahăr în spațiu.“

Dar, mai întâi a fost necesar pentru a determina dacă această problemă este rezolvată, în principiu. În cazul în care nu interferează cu atmosfera, ar fi suficient viteza de 1400 m / s la un „salt“ suprafața Pământului la o altitudine de 100 km. Dar atmosfera GoFast "mâncat" aproximativ 300 m / s (mai mult de 1000 kilometri pe oră!). Pentru a reduce pierderile, este necesar să se accelereze într-un aer mai rarefiat la altitudini mai mari, iar pentru acest lucru este necesar pentru a reduce congestia și crește timpul de pornire al motorului. Dar acest lucru nu este de dorit pentru rachete, deoarece crește suprafața pe care autoritățile de reglementare nu funcționează. Este necesar să se mărească înălțimea unei piese sau stabilizatori mărime, ceea ce crește pierderile aerodinamice.

profilul

Analiza aerodinamica a fost făcută foarte atent, ca urmare a rachetelor proporțional obține chiar mai ciudat decât GoFast, - lungimea de 30 de ori diametrul stabilizatorului trei în loc de patru, și forma arcului încearcă să optimizeze. Asta e doar toate astea nu se apropie de rezultatul dorit. Face același lucru în două etape racheta nu a vrut sa, deoarece reduce fiabilitatea și dificultatea crescută în a obține permisiunea de a rula. Richard Nakka nu era străin de aceste probleme.

A trebuit să vină cu o tijă de profil (dependența tija de timp), care ar putea fi puse în aplicare în motor pe caramel și care ar reduce pierderile aerodinamice și a crescut pierderea de greutate prea. In rachete antiaeriene folosite cu o tracțiune faza de pornire rapidă sub accelerație sute de tone și până la 50 g (în sistemele de rachete) și pe „LP“ susinator - cu mult mai puțin de tracțiune. Dar, înainte de marș etapă a fost plasată pe LRE, iar acum - pe combustibili solizi speciali, oferind o mare de timp. Pentru fanii acest lucru nu este bun - cantitate prea mare de teste de dezvoltare. Motoarele caramel obișnuite în timpul funcționării este strâns legată de diametrul.

pauză balistic

Dar soluția a fost găsită - a fost un motor cu două etape. Un astfel de motor cuprinde două camere cu două sarcini de combustibil, la rândul său, a fost folosită în comun duză. Între camere - fișa de material fuzibil, care nu lasa gazele fierbinți la al doilea taxa în timpul primei operații. După ardere prima rachetă etapă va acoperi o parte din timpul de inerție, treptat pierde viteza, dar iese din straturile atmosferice dense, și numai la sfârșitul pauzei Aprindeți balistică a doua jumătate a alimentării cu combustibil. Viteza maximă în același timp, va fi semnificativ mai mică decât cea a GoFast, și va fi posibil să se realizeze la un nivel superior - cu pierderile aerodinamice vor fi reduse.

Dar pentru toate trucurile greutatea inițială și mărimea combustibilului de rachete la zahăr ar trebui să fie mai mult decât un perclorat de cauciuc. De aceea membrii SS2S construit primul grup de model de motor cu două trepte la scara 1: 4 (dimensiuni liniare, este 1/64 din masa de combustibil). Numai cu a patra incercare a venit la ei un succes - a fost cel mai greu de realizat, astfel încât camera nu arde prin prima etapă în timpul a doua, pentru ca obtinerea orice doză dublă de sarcină termică.

Cu toate acestea, după ce a depăși toate dificultățile, oamenii de rachete a dat seama că ar trebui mai întâi să găsească soluții la ceva mai ieftin, înainte de construirea unui spațiu de dimensiuni normale pentru rachetele de asalt, iar acum a construi o rachetă pe o scară de 1: 3. drum lung de entuziaști spațiu! Dar noi sperăm că, cu timpul ei vor reuși, și le doresc perseverență și succes.