با اشتراک در خبرنامه همیشه از آخرین تخفیفات و رویدادهای مهم ما مطلع خواهید شد
کندی راکت یا موشک های مبتنی بر شکر
Rocket Candy کندی راکت یا R-Candy نوعی پیشران موشک یعنی به عنوان سوخت و حاوی یک اکسید کننده است. این پیشرانه را می توان به سه گروه از اجزاء تقسیم کرد: سوخت، اکسید کننده و افزودنی(ها). در گذشته بیشتر از ساکاروز به عنوان سوخت استفاده می شد. در فرمولاسیون های مدرن معمولاً از سوربیتول به علت سهولت تولید استفاده می کنند. رایج ترین اکسید کننده نیترات پتاسیم (KNO3) است. افزودنی ها می توانند مواد مختلفی باشند و یا به عنوان کاتالیزور عمل کنند یا شکل مناسب پرواز را افزایش دهند. فرمول سنتی پیشران شکر معمولاً در نسبت اکسید کننده به سوخت 65:35 (13:7) تهیه می شود.
روش های مختلفی برای تهیه پیشران موشک مبتنی بر شکر وجود دارد. فشرده سازی قطعات همراه یا آسیاکردن مواد و سپس بسته بندی آنها در موتور پیشران کافی بوده و دیگر نیازی به حرارت ندارد. با این حال، این روش برای آزمایش های جدی توصیه نمی شود. ایجاد حرارت در واقع KNO3 را ذوب نمی کند، اما شکر را ذوب می کند و سپس دانه های KNO3 در شکر ترکیب و تعلیق می شوند. روش دیگر انحلال مواد درآب و سپس با جوشاندن آب است که در این صورت مواد به خوبی ترکیب شده و مخلوط بهتری ایجاد می کند.
همانطور که گفته شد، کندی راکت را می توان به سه گروه اصلی از اجزاء تقسیم کرد: سوخت، اکسید کننده و مواد افزودنی. سوخت ماده ای است که می سوزد و گازهای به سرعت در حال انبساط را آزاد می کند که در هنگام خروج از نازل نیروی رانش ایجاد می کند. اکسید کننده اکسیژنی را فراهم می کند که برای فرآیند سوزاندن لازم است. افزودنی ها می توانند کاتالیزور باشند تا سرعت سوختن را افزایش دهند یا کارآمدتر کنند. با این حال، برخی از افزودنی‌ها زیبایی بیشتری دارند و می‌توانند جرقه‌ها و شعله‌های آتش را برای بلند کردن آن بیفزایند، یا به موشک دود اضافه کنند.
سوخت ها
بسیاری از قندهای مختلف را می توان به عنوان سوخت برای کندی راکت استفاده کرد، از جمله گلوکز، فروکتوز، و ساکاروز. با این حال، ساکاروز رایج ترین است. سوربیتول، یک الکل قندی است که معمولاً به عنوان شیرین کننده در غذا استفاده می شود، پیشرانه کمتر شکننده با سرعت سوختن کمتری تولید می کند. این امر خطر ترک خوردن دانه های پیشران را کاهش می دهد. قندهای دارای اکسیژن با پیوند دوگانه، مانند فروکتوز و گلوکز، از نظر حرارتی پایداری کمتری دارند و در هنگام گرم شدن بیش از حد تمایل به کاراملی شدن دارند. قندهایی که فقط دارای گروه های الکلی هستند، مانند سوربیتول، بسیار کمتر در معرض این تجزیه هستند. برخی دیگر از قندهای رایج شامل اریتریتول، زایلیتول، لاکتیتول، مالتیتول یا مانیتول هستند.
اکسید کننده ها
اکسید کننده ای که بیشتر در تهیه موتورهای کندی راکت استفاده می شود نیترات پتاسیم (KNO3) است. اکسید کننده های دیگری نیز می توانند استفاده شوند، مانند نیترات سدیم و کلسیم و همچنین مخلوط نیترات سدیم و پتاسیم. سایر اکسید کننده هایی که به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند آمونیوم و پرکلرات پتاسیم هستند.
اگر یکی از نیترات پتاسیم استفاده می کند، باید به دو مسئله اصلی در مورد اکسید کننده پرداخته شود. مهمترین مسئله خلوص مواد است. اگر یک ماده خریداری شده عملکرد رضایت بخشی نداشته باشد، ممکن است نیاز به تبلور مجدد نیترات پتاسیم باشد. دومین مسئله مهم با توجه به بخش اکسید کننده یک پیشرانه اندازه ذرات آن است. بیشتر سازندگان پیشران زمین KNO3 خود را به اندازه ذرات کوچک، مانند مش 100 (حدود 150 میکرومتر) یا کوچکتر ترجیح می دهند.
مواد افزودنی
مواد افزودنی اغلب به پیشرانه های موشک اضافه می شود تا خواص سوختگی آنها را اصلاح کنند. چنین افزودنی هایی ممکن است برای افزایش یا کاهش سرعت سوختن پیشران استفاده شوند. برخی برای تغییر رنگ شعله یا دود تولید شده استفاده می شوند. آنها همچنین می توانند برای اصلاح خاصیت فیزیکی خاصی از خود پیشران استفاده شوند، مانند نرم کننده ها یا سورفکتانت ها برای تسهیل ریخته گری فرمول. انواع مختلفی از افزودنی های آزمایشی وجود دارد. مواردی که در اینجا ذکر شده اند فقط رایج ترین مورد استفاده هستند.
مشخص شده است که اکسیدهای فلزی سرعت سوختن پیشرانه های کندی راکت را افزایش می دهند. چنین افزودنی هایی در سطوح یک تا پنج درصد بهترین عملکرد را دارند. اغلب از اکسیدهای آهن استفاده می شود. اکسید آهن قرمز بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد زیرا به دست آوردن آن نسبت به نسخه های زرد، قهوه ای یا مشکی آسان تر است. اکسید آهن قهوه ای خواص شتاب غیرعادی سرعت سوختن را تحت فشار از خود نشان می دهد.
کربن به شکل زغال، کربن بلک، گرافیت و غیره می تواند به عنوان سوخت در فرمولاسیون های کندی راکت مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، اغلب، مقدار کمی کربن به عنوان مات کننده استفاده می شود و یک هاله دود قابل مشاهده ایجاد می کند. کربن به عنوان یک هیت سینک عمل می کند و بخشی از گرمای احتراق را به جای انتقال سریع به محفظه موتور، در پیشرانه نگه می دارد.
استفاده از سوخت های فلزی مانند آلومینیوم یا منیزیم و همچنین استفاده از اسیدها در اکسید کننده در فرمولاسیون کندی راکت خطرناک است. مواد اسیدی می توانند به راحتی با فلز واکنش دهند و هیدروژن و گرما تولید کنند که ترکیبی خطرناک است. افزودن بازهای ضعیف به خنثی سازی این مواد اسیدی کمک می کند و خطر آنها را تا حد زیادی کاهش می دهد.
پوسته یا اسفنج فلزی تیتانیوم (در اندازه حدود 20 مش) اغلب به فرمولاسیون قند در سطوح 5 تا 10 درصد اضافه می شود تا شعله و دود در هنگام بلند شدن ایجاد شود.
سورفکتانت ها برای کاهش ویسکوزیته ذوب پیشرانه های کندی راکت استفاده می شوند. به عنوان مثال، پروپیلن گلیکول به کاهش ویسکوزیته مذاب پیشرانه های مبتنی بر ساکارز کمک می کند.
فرمولاسیون
یک فرمول معمول پیشران کندی راکت معمولاً در نسبت اکسیدکننده به سوخت 13:7 (نسبت وزن) تهیه می شود. با این حال، این فرمول کمی غنی از سوخت است، و می تواند تا 10٪ تغییر کند. فرمول‌های مختلفی وجود دارد که امکان پرواز در موشک‌های معمولی را فراهم می‌کند.
آماده سازی
روش های مختلفی برای تهیه پیشران موشک کندی راکت وجود دارد. این روش ها عبارتند از فشرده سازی خشک، گرمایش خشک و حل کردن و گرم کردن. دو روش آخر شامل گرم کردن پیشرانه است.
در فشرده سازی خشک، شکر و نیترات پتاسیم به صورت جداگانه تا حد امکان ریز می شوند و سپس در آسیای گلوله ای یا لیوان مخلوط می شوند تا از مخلوط شدن یکنواخت اجزاء اطمینان حاصل شود. این مخلوط سپس در لوله موتور فشرده می شود. با این حال، این روش به ندرت برای آزمایش های جدی مورد استفاده قرار می گیرد و قبل از تصمیم گیری برای استفاده از این روش، باید ملاحظات ایمنی دقیقی در نظر گرفته شود.
روش دیگر، متداول‌تر و مطمئن‌تر برای تهیه پیشران موشک مبتنی بر شکر، گرمایش خشک است. ابتدا نیترات پتاسیم را خردایش کرده تا به پودر ریز تبدیل شود و سپس کاملاً با پودر قند مخلوط می شود و سپس حرارت داده می شود. این روش در واقع نیترات پتاسیم را ذوب نمی کند، زیرا دمای ذوب نیترات پتاسیم 323 درجه سانتی گراد است، اما شکر را ذوب می کند و دانه های KNO3 را با شکر ذوب شده می پوشاند.
انحلال و حرارت دادن پیشرانه در واقع هر دو عنصر پیشرانه را حل کرده و آنها را با هم ترکیب می کند. ابتدا KNO3 و شکر را در یک قابلمه یا قابلمه قرار می دهیم. سپس به اندازه کافی آب اضافه می شود تا بتوان KNO3 و شکر را به طور کامل حل کرد. سپس مخلوط را حرارت داده و به جوش می آورند تا آب تبخیر شود. مخلوط چندین مرحله را طی می کند: ابتدا جوشاندن، سپس حباب زدن، سپس به یک ماده خامه ای صاف تبدیل می شود. حل کردن شکر و نیترات پتاسیم در آب قبل از حرارت دادن مزایای متعددی دارد. یک مزیت این است که نیترات پتاسیم و شکر لازم نیست پودر شوند، زیرا هر دو به طور کامل حل می شوند. همچنین می توان آن را در دمای پایین تری تهیه کرد و نیاز به هم زدن کمتری دارد. این روش آماده سازی همچنین باعث می شود که پیشران حاصل در برابر کارامل شدن در ظرف مقاومت کند و زمان بیشتری برای بسته بندی آن در موتورها می دهد. یک نکته منفی احتمالی این است که پیشران حاصله کمی ویسکوزیته بالایی دارد. مخلوط قابل ریختن نیست و نیاز به ریختن در قالب دارد و هرگز به نازکی روش حرارت دادن خشک نخواهد بود.
کارایی
پیشرانه های موشکی مبتنی بر شکر دارای میانگین ISP (ضربه ویژه) بین 115 تا 130 ثانیه هستند. آن را با میانگین ISP یک APCP (پیشران کامپوزیت پرکلرات آمونیوم) مقایسه کنید که 180 تا 260 ثانیه است. پیشرانه های مبتنی بر سوربیتول و KNO3 با نسبت معمولی 35:65 قادر به ISP بین 110 تا 125 ثانیه هستند. با این حال، موشک های سوربیتول و KNO3 با مواد افزودنی به عنوان دارای تکانه های خاص تا 128 ثانیه ثبت شده است.
پیشرانه های موشکی مبتنی بر زایلیتول و KNO3 دارای ISP در حدود 100 ثانیه هستند. اینها دارای سرعت سوختگی نامحدود در حدود 1.3 میلی متر بر ثانیه هستند.ISP سوخت های مبتنی بر دکستروز و KNO3 نزدیک به 137 ثانیه هستند.
کندی راکت گاهی اوقات به عنوان "آب نبات کاراملی" نیز شناخته می شود، اصطلاحی که توسط برتراند آر. برینلی در کتاب پیشگام خود در مورد موشک آماتوری، کتابچه راهنمای موشک برای آماتورها، منتشر شده در سال 1960، رایج شد. راکت‌های با سوخت شکر به عنوان سلاح‌های جنگی خام مورد استفاده قرار گرفته‌اند، مانند حملات حماس به اسرائیل در اوایل سال های 2000 میلادی.
برای تهیه موادی نظیر نیترات پتاسیم، به راحتی از سایت فلات کالا آنلاین خرید کنید.
روش های مختلفی برای تهیه پیشران موشک مبتنی بر شکر وجود دارد. فشرده سازی قطعات همراه یا آسیاکردن مواد و سپس بسته بندی آنها در موتور پیشران کافی بوده و دیگر نیازی به حرارت ندارد. با این حال، این روش برای آزمایش های جدی توصیه نمی شود. ایجاد حرارت در واقع KNO3 را ذوب نمی کند، اما شکر را ذوب می کند و سپس دانه های KNO3 در شکر ترکیب و تعلیق می شوند. روش دیگر انحلال مواد درآب و سپس با جوشاندن آب است که در این صورت مواد به خوبی ترکیب شده و مخلوط بهتری ایجاد می کند.
همانطور که گفته شد، کندی راکت را می توان به سه گروه اصلی از اجزاء تقسیم کرد: سوخت، اکسید کننده و مواد افزودنی. سوخت ماده ای است که می سوزد و گازهای به سرعت در حال انبساط را آزاد می کند که در هنگام خروج از نازل نیروی رانش ایجاد می کند. اکسید کننده اکسیژنی را فراهم می کند که برای فرآیند سوزاندن لازم است. افزودنی ها می توانند کاتالیزور باشند تا سرعت سوختن را افزایش دهند یا کارآمدتر کنند. با این حال، برخی از افزودنی‌ها زیبایی بیشتری دارند و می‌توانند جرقه‌ها و شعله‌های آتش را برای بلند کردن آن بیفزایند، یا به موشک دود اضافه کنند.
سوخت ها
بسیاری از قندهای مختلف را می توان به عنوان سوخت برای کندی راکت استفاده کرد، از جمله گلوکز، فروکتوز، و ساکاروز. با این حال، ساکاروز رایج ترین است. سوربیتول، یک الکل قندی است که معمولاً به عنوان شیرین کننده در غذا استفاده می شود، پیشرانه کمتر شکننده با سرعت سوختن کمتری تولید می کند. این امر خطر ترک خوردن دانه های پیشران را کاهش می دهد. قندهای دارای اکسیژن با پیوند دوگانه، مانند فروکتوز و گلوکز، از نظر حرارتی پایداری کمتری دارند و در هنگام گرم شدن بیش از حد تمایل به کاراملی شدن دارند. قندهایی که فقط دارای گروه های الکلی هستند، مانند سوربیتول، بسیار کمتر در معرض این تجزیه هستند. برخی دیگر از قندهای رایج شامل اریتریتول، زایلیتول، لاکتیتول، مالتیتول یا مانیتول هستند.
اکسید کننده ها
اکسید کننده ای که بیشتر در تهیه موتورهای کندی راکت استفاده می شود نیترات پتاسیم (KNO3) است. اکسید کننده های دیگری نیز می توانند استفاده شوند، مانند نیترات سدیم و کلسیم و همچنین مخلوط نیترات سدیم و پتاسیم. سایر اکسید کننده هایی که به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند آمونیوم و پرکلرات پتاسیم هستند.
اگر یکی از نیترات پتاسیم استفاده می کند، باید به دو مسئله اصلی در مورد اکسید کننده پرداخته شود. مهمترین مسئله خلوص مواد است. اگر یک ماده خریداری شده عملکرد رضایت بخشی نداشته باشد، ممکن است نیاز به تبلور مجدد نیترات پتاسیم باشد. دومین مسئله مهم با توجه به بخش اکسید کننده یک پیشرانه اندازه ذرات آن است. بیشتر سازندگان پیشران زمین KNO3 خود را به اندازه ذرات کوچک، مانند مش 100 (حدود 150 میکرومتر) یا کوچکتر ترجیح می دهند.
مواد افزودنی
مواد افزودنی اغلب به پیشرانه های موشک اضافه می شود تا خواص سوختگی آنها را اصلاح کنند. چنین افزودنی هایی ممکن است برای افزایش یا کاهش سرعت سوختن پیشران استفاده شوند. برخی برای تغییر رنگ شعله یا دود تولید شده استفاده می شوند. آنها همچنین می توانند برای اصلاح خاصیت فیزیکی خاصی از خود پیشران استفاده شوند، مانند نرم کننده ها یا سورفکتانت ها برای تسهیل ریخته گری فرمول. انواع مختلفی از افزودنی های آزمایشی وجود دارد. مواردی که در اینجا ذکر شده اند فقط رایج ترین مورد استفاده هستند.
مشخص شده است که اکسیدهای فلزی سرعت سوختن پیشرانه های کندی راکت را افزایش می دهند. چنین افزودنی هایی در سطوح یک تا پنج درصد بهترین عملکرد را دارند. اغلب از اکسیدهای آهن استفاده می شود. اکسید آهن قرمز بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد زیرا به دست آوردن آن نسبت به نسخه های زرد، قهوه ای یا مشکی آسان تر است. اکسید آهن قهوه ای خواص شتاب غیرعادی سرعت سوختن را تحت فشار از خود نشان می دهد.
کربن به شکل زغال، کربن بلک، گرافیت و غیره می تواند به عنوان سوخت در فرمولاسیون های کندی راکت مورد استفاده قرار گیرد. با این حال، اغلب، مقدار کمی کربن به عنوان مات کننده استفاده می شود و یک هاله دود قابل مشاهده ایجاد می کند. کربن به عنوان یک هیت سینک عمل می کند و بخشی از گرمای احتراق را به جای انتقال سریع به محفظه موتور، در پیشرانه نگه می دارد.
استفاده از سوخت های فلزی مانند آلومینیوم یا منیزیم و همچنین استفاده از اسیدها در اکسید کننده در فرمولاسیون کندی راکت خطرناک است. مواد اسیدی می توانند به راحتی با فلز واکنش دهند و هیدروژن و گرما تولید کنند که ترکیبی خطرناک است. افزودن بازهای ضعیف به خنثی سازی این مواد اسیدی کمک می کند و خطر آنها را تا حد زیادی کاهش می دهد.
پوسته یا اسفنج فلزی تیتانیوم (در اندازه حدود 20 مش) اغلب به فرمولاسیون قند در سطوح 5 تا 10 درصد اضافه می شود تا شعله و دود در هنگام بلند شدن ایجاد شود.
سورفکتانت ها برای کاهش ویسکوزیته ذوب پیشرانه های کندی راکت استفاده می شوند. به عنوان مثال، پروپیلن گلیکول به کاهش ویسکوزیته مذاب پیشرانه های مبتنی بر ساکارز کمک می کند.
فرمولاسیون
یک فرمول معمول پیشران کندی راکت معمولاً در نسبت اکسیدکننده به سوخت 13:7 (نسبت وزن) تهیه می شود. با این حال، این فرمول کمی غنی از سوخت است، و می تواند تا 10٪ تغییر کند. فرمول‌های مختلفی وجود دارد که امکان پرواز در موشک‌های معمولی را فراهم می‌کند.
آماده سازی
روش های مختلفی برای تهیه پیشران موشک کندی راکت وجود دارد. این روش ها عبارتند از فشرده سازی خشک، گرمایش خشک و حل کردن و گرم کردن. دو روش آخر شامل گرم کردن پیشرانه است.
در فشرده سازی خشک، شکر و نیترات پتاسیم به صورت جداگانه تا حد امکان ریز می شوند و سپس در آسیای گلوله ای یا لیوان مخلوط می شوند تا از مخلوط شدن یکنواخت اجزاء اطمینان حاصل شود. این مخلوط سپس در لوله موتور فشرده می شود. با این حال، این روش به ندرت برای آزمایش های جدی مورد استفاده قرار می گیرد و قبل از تصمیم گیری برای استفاده از این روش، باید ملاحظات ایمنی دقیقی در نظر گرفته شود.
روش دیگر، متداول‌تر و مطمئن‌تر برای تهیه پیشران موشک مبتنی بر شکر، گرمایش خشک است. ابتدا نیترات پتاسیم را خردایش کرده تا به پودر ریز تبدیل شود و سپس کاملاً با پودر قند مخلوط می شود و سپس حرارت داده می شود. این روش در واقع نیترات پتاسیم را ذوب نمی کند، زیرا دمای ذوب نیترات پتاسیم 323 درجه سانتی گراد است، اما شکر را ذوب می کند و دانه های KNO3 را با شکر ذوب شده می پوشاند.
انحلال و حرارت دادن پیشرانه در واقع هر دو عنصر پیشرانه را حل کرده و آنها را با هم ترکیب می کند. ابتدا KNO3 و شکر را در یک قابلمه یا قابلمه قرار می دهیم. سپس به اندازه کافی آب اضافه می شود تا بتوان KNO3 و شکر را به طور کامل حل کرد. سپس مخلوط را حرارت داده و به جوش می آورند تا آب تبخیر شود. مخلوط چندین مرحله را طی می کند: ابتدا جوشاندن، سپس حباب زدن، سپس به یک ماده خامه ای صاف تبدیل می شود. حل کردن شکر و نیترات پتاسیم در آب قبل از حرارت دادن مزایای متعددی دارد. یک مزیت این است که نیترات پتاسیم و شکر لازم نیست پودر شوند، زیرا هر دو به طور کامل حل می شوند. همچنین می توان آن را در دمای پایین تری تهیه کرد و نیاز به هم زدن کمتری دارد. این روش آماده سازی همچنین باعث می شود که پیشران حاصل در برابر کارامل شدن در ظرف مقاومت کند و زمان بیشتری برای بسته بندی آن در موتورها می دهد. یک نکته منفی احتمالی این است که پیشران حاصله کمی ویسکوزیته بالایی دارد. مخلوط قابل ریختن نیست و نیاز به ریختن در قالب دارد و هرگز به نازکی روش حرارت دادن خشک نخواهد بود.
کارایی
پیشرانه های موشکی مبتنی بر شکر دارای میانگین ISP (ضربه ویژه) بین 115 تا 130 ثانیه هستند. آن را با میانگین ISP یک APCP (پیشران کامپوزیت پرکلرات آمونیوم) مقایسه کنید که 180 تا 260 ثانیه است. پیشرانه های مبتنی بر سوربیتول و KNO3 با نسبت معمولی 35:65 قادر به ISP بین 110 تا 125 ثانیه هستند. با این حال، موشک های سوربیتول و KNO3 با مواد افزودنی به عنوان دارای تکانه های خاص تا 128 ثانیه ثبت شده است.
پیشرانه های موشکی مبتنی بر زایلیتول و KNO3 دارای ISP در حدود 100 ثانیه هستند. اینها دارای سرعت سوختگی نامحدود در حدود 1.3 میلی متر بر ثانیه هستند.ISP سوخت های مبتنی بر دکستروز و KNO3 نزدیک به 137 ثانیه هستند.
کندی راکت گاهی اوقات به عنوان "آب نبات کاراملی" نیز شناخته می شود، اصطلاحی که توسط برتراند آر. برینلی در کتاب پیشگام خود در مورد موشک آماتوری، کتابچه راهنمای موشک برای آماتورها، منتشر شده در سال 1960، رایج شد. راکت‌های با سوخت شکر به عنوان سلاح‌های جنگی خام مورد استفاده قرار گرفته‌اند، مانند حملات حماس به اسرائیل در اوایل سال های 2000 میلادی.
برای تهیه موادی نظیر نیترات پتاسیم، به راحتی از سایت فلات کالا آنلاین خرید کنید.
از فلات کالا یه جنس خوب بخر...
فروشگاه فلات کالا به منظور تامین انواع محصولات شیمیایی و انواع خاک و کودهای شیمیایی در بسته بندی های متنوع تشکیل شده است. علاوه بر عرضه محصولات باکیفیت و درجه 1 به مشتریان گرامی، امکان مشاهده، بررسی و مقایسه محصولات در سایت به سادگی امکان پذیر بوده و اطلاعات و دانش مخاطبین را در این زمینه افزایش می دهد.
کلیه حقوق مادی و معنوی این سایت محفوظ و متعلق به گروه بازرگانی فلات ایران است. توسعه و طراحی توسط رسانه گستر بنفشه
