T. AWS!

Egyáltalán nem szándékoztam felhagyni ezzel a tevékenységgel, mivel érdekel és talán mások is meríthetnek az eredményeimből. Ezzel kapcsolatban a legnagyobb problémám, hogy Magyarországon nem lehet mindezeket a fejlesztéseket hasznosítani. Olyan ostobaságokban merül ki a hazai rakétázás, mint a tűzijáték és egyéb dedós marhaságok. Környezetbarát, szilárd rakétahajtó anyag fejlesztés jelenleg is folyik több helyen Európában, de a hazai hagyományoknak megfelelően még kutató intézetek sem foglalkozhatnak ilyesmivel, mivel ez „büntetőjogi kategória”. Magasról leszarom, hogy mit lehet és mit nem. A fejlesztéseimet közzéteszem, ennek talán lesz még haszna. Magamról most annyit, hogy sikerült „megmerítkeznem” a hazai belterjes tudományos körökben és semmitől sem okádok jobban, mint amikor begyepesedett vén faszok osztják az észt és igyekeznek eltiporni minden innovatív kezdeményezést. Meg lehet nézni, hogy mindig ugyanazok a kiszőrösödött alakok bukkannak fel bármilyen, az űrkutatással vagy általában a rakétatechnikával kapcsolatos témákban. Mindez nem azért van, mert a fiatalabb generációnak nem lennének használható ötleteik, hanem mert azok, akik már ott regnálnak vagy 40 éve, veszélyeztetve érzik a pozíciójukat, a vastag fizetést, amely minimális „erőfeszítéssel” és jól fűtött irodával párosul. Általában fiatal, friss, korszerű ismeretekkel rendelkező fiatalokkal veszik körül magukat, de csak azért, hogy kihasználják a saját maradék ambícióik érdekében. Igyekeznek nevetségessé tenni, vagy elnyomni minden egyéb próbálkozást amely bármi módon veszélyeztetné a helyzetüket, mert minden pillanatban attól rettegnek, hogy a fiatalabb generáció a „fejükre nő”. Abban az értelemben jól gondolják, hogy az elavult ismereteik birtokában semmi perc alatt lemaradnának egy tényleges versenyben az új generációval szemben. Amit ezektől hallhatunk, azok unalmas, lapos, egymásból építkező előadások, csak a kávészünetet váró hallgatósággal. Magam is megtapasztaltam ezt.
Most, hogy kipanaszkodtam magam, a kérdéseket igyekszek megválaszolni, de majd lesznek újdonságok is.
A szén természetesen tüzelőanyag is, de egyben stabilizálja az égést is. Ennek fontos feladata van az AN bázisú anyagoknál, mert ha 10 % alá csökkentettem a mennyiségét, akkor az égés és a gyújthatóság is egyre inkább instabilabbá vált. Legutóbb írtam, hogy az 5 % szenet tartalmazó keverék nem volt gyújtható, többszöri próbálkozás ellenére sem, pedig egyre keményebb gyújtással kísérleteztem. Így végül felhagytam ezzel az irányzattal. Most már kizárólag 10 % szenet tartalmazó összetételekkel foglalkozok. Ennél többet sem érdemes adagolni, mert akkor a PU mennyiségét kell csökkenteni. Az összes tüzelőanyag (szén+PU+CMC) nem haladhatja meg a 20 %-ot, mert akkor már csökken  a fajlagos impulzus. Valójában 17 %-ot állítottam be (10 % szén, 5 % PU és 2 % CMC), függetlenül az oxidáló összetételétől, amely változatos arányban tartalmazhat ammónium-nitrátot, kalcium-nitrátot és nátrium-nitrátot. Vagy  a tüzelőanyag, vagy az oxidáló százalékos összetételét változtatom egy kísérlet sorozaton belül. Ha túl sok a változó, akkor nem lehet egyértelmű következtetéseket levonni a mérésekből. Tehát az előbb említett tüzelőanyag összetételt tartom a jelenlegi kísérleteim során. Az oxidálóban alkalmazott arányok: 75% AN, 15 % NAN és 10 % CAN. Nem eutektikus összetétel, de csak kevés víz kell ahhoz, hogy 110 °C-on oldatot képezzen. Ilyen hőmérsékleten veszélytelenül adagolható a CMC és a szén. Valójában a CMC-ből készítek oldatot és ehhez adom a nitrátokat az oldat készítés során, mert csak így lehet a CMC-t oldatba vinni. Mintha tapéta ragasztót készítenék, ezért néhány napig hagyom a vízben gélesedni és ehhez adom a nitrátokat melegítés közben.
A kalcium-nitrátot lehet, hogy nem említettem korábban. Ez egy választható lehetőség. Teljes mértékben kiváltható nátrium-nitráttal, de van azért néhány előnye. Mielőtt rátérnék a gyártására vagy egyéb forrására azt tudni kell, hogy mindig kristályvizes formában történik a felhasználása. Tehát Ca(NO3)2.4H2O formájában. Pont ez a lényege, mert ez az kristályvizes forma kb. 43 °C-on megolvad a saját kristályvizében. Így alig kell már vizet hozzáadni, hogy az összes AN és NAN is feloldódjon. Ezt a vízmennyiséget már tartalmazza a CMC gél. A 110 °C-ot soha nem lépem át,  ha a víz a párolgás miatt csökken, akkor pótolom, hogy ezen a hőmérsékleten az összes nitrát oldatba menjen. Ilyenkor biztonságosan hozzákeverhető a szénpor, nem kell öngyulladástól tartani. Valójában 130 C a maximális megengedhető hőmérséklet, de ez a 20 C különbség a biztonsági tartalék. A vizes oldatból történő gyártásról tavaly már írtam, igaz lehet, hogy a CAN-t nem említettem. E nélkül is megy, csak ekkor a NAN mennyisége nem 15, hanem 25 % lesz az oxidálón belül. Viszont a CAN segítségével lényegesen kevesebb víz jelenlétében lehet a gyártást végrehajtani, ezért gyorsabban elkészülhet az alapanyag, mert hamarabb leadja a nedvességét a szárítókamrában. A másik előnye a CAN alkalmazásának, hogy az égés tökéletesebb lesz. Ezt ránézésre a hevességéből érzékelhetjük. A nehezebb atomtömegű kalcium ionok jobb katalitikus hatást fejtenek ki, mintha kén lenne égésgyorsítóként használva, habár ezt a lehetőséget is vizsgálom. A youtube-ra feltöltött videómon a heves égést létrehozó keverék is CAN tartalmú volt. Ez még látható is, mert a kísérleti cuccra ráírtam ezt az adatot is, hogy később is egyértelmű legyen. Abban az időben amikor az a videó is készült még az oxidáló összetétele sem volt teljesen kiforrva, így a különböző változatok sokaságával kísérleteztem. Azért a CAN alkalmazása nem teljesen probléma mentes, mivel nagyon nedvszívó anyag, tehát az ilyen tartalmú anyag kezelése ebből a szempontból fokozott figyelmet igényel. A lényeg, hogy csak addig dolgozzunk ezzel a szabad levegőm, amíg feltétlenül szükséges, ill. a munkákat érdemes 40 % relatív páratartalom alatt végezni. Ebben az esetben nem okoz problémát a használata. Egyéb égésgyorsító katalizátort, mint pl. a javasol nátrium-kloridot nem használok, mert a kezdeti kísérleteim során nem okozott észlelhető növekedést az égési sebességben. Inkább olyan nitrátokkal kísérleteztem (mint pl. a kalcium-nitrát), amely önmagában is megoldja ezt  a problémát. Ezeknek a nitrátoknak az adalékolását azonban visszafogottan kell alkalmazni, a javasolt mennyiségeket nem érdemes túllépni, mert növelik a kiáramló égéstermékek átlagos molekulatömegét és ezáltal csökken a kiáramlási sebesség, végső soron a fajlagos impulzus. Néhány közelítő számolást végeztem, hogy mennyi az optimális mennyiség, de mivel többféle szempont szerint is lehet a problémát közelíteni, ezért ez egy kompromisszum eredménye is. Egyenlőre maradok ennél az összetételnél, mivel minden más rosszabb eredményeket produkált. Eredmény alatt az ugyanakkora üzemanyagblokkok égési sebességét értem. Ezt tekintettem viszonyítási alapnak. Lehetséges más összehasonlítási alap is, de egyenlőre erre van lehetőségem. E mellett az égés stabilitás is fontos.  Sokféle fontossági szempont lehet, de az égésnek mindig stabilnak, egyenletesnek kell lennie.

A kalcium nitrát forrása

Mielőtt a gyártására rátérnék megemlítem, hogy a kereskedelemben mint műtrágya is beszerezhető. Annyit figyelembe kell venni, hogy nem a tetrahidrátja formájában árusítják, hanem ammónium-nitráttal alkotott kettős sójaként, amely tartalmaz némi kristályvizet. Egészen pontosan: 5Ca(NO3)2.NH4NO3ˇ10H2O. Ezt könnyű figyelembe venni a hajtóanyag gyártása során, némileg több víz kell a 110 °C-os telített oldat beállításához. Hamar kitapasztalható a helyes gyártás. Azonban a CAN meglehetősen drága anyag, főleg ha sok kell. Lényegesen olcsóbban előállítható a nátrium-nitráthoz hasonlóan, ammónium-nitrát cserebomlásával, csak ebben az esetben mész-hidrát (szárazra oltott mész) kell a nátrium-karbonát helyett. A mészhidrátból eléggé pontos mérést lehet készíteni. Azért csak „eléggé”, mert valójában nem teljesen tiszta anyag, ezt a CAN gyártása során figyelembe kell venni. A mészhidrát (kalcium-hidroxid) vízben eléggé rosszul oldódik, ezért sok vízzel kell a reakciót végrehajtani, ennek ellenére a mész jelentős része zagy formájában lesz jelen és csak  lassan megy oldatba, ahogy a reakció előre halad. Csakúgy, mint a nátrium-nitrát gyártásánál ammónia távozik az anyag forralása közben, ezért ezt is szabadban kell végezni a tavaly ismertetett szempontok szerint. Ha valakit érdekel pontos mennyiségeket tudok közzétenni a sikeres gyártás érdekében, de ha a CAN-al tervez bárki kísérleteket, első próbálkozásokhoz javaslom a kereskedelmi anyagot, mert bár nem olcsó, de indulásnak megfelel és nem kell a nehézkes, időt rabló gyártással kínlódnia. Miután a használatával elegendő gyakorlatot szereztem, akkorra már a CAN-ban nagy lehetőséget láttam, ezért legyártottam kb. 10 kg-ot, tetrahidrát alakjában. A vizes oldatából ugyanis tetrahidrátja kristályosodik ki. Lehetséges vízmentest is gyártani, de ez fölösleges , mert amúgy is vizes oldatot kell készíteni.

A hajtóanyag összetételét már eléggé beálltnak tekintem. Nyilván még kísérletezek, de már csak a részleteket igazítom. A tüzelőanyag kérdésében is döntésre jutottam: marad a PU, amely csak kevés problémát okozott, viszont mindig sikeresek voltak a tesztek. Most már inkább a megbízható gyújtásra összpontosítok. Amint a kísérletek során kiderült, ez nem is olyan egyszerű. Az AN bázisú hajtóanyag kemény gyújtást igényel és ezt a feltételt nem egyszerű kielégíteni. A kísérletek során bizonyossá vált, hogy erős, de rövid ideig tartó gyújtás során is 2-4 másodperc, mire stabil égésfront jön létre a teljes rendelkezésre álló felületen. Ez nyilván lehet rövidebb, de úgy tűnik, hogy így is legalább 2 másodperc kell. Tehát olyan gyújtásra van szükség, amely legalább ennyi ideig erős lángot biztosít. A régebben tervezett gyújtási lánccal ez végül is összhangban van, de a megfelelő anyag fejlesztése még csak most kezdődött. A klasszikus lőporos indítás itt teljesen eredménytelen. Végeztem kísérleteket ilyen alapon, de teljesen ellenőrizhetetlenek a viszonyok, így felhagytam ezekkel a próbálkozásokkal. A minták többnyire szétdurrantak, mert a lőpor nagy nyomástényezője miatt nem tudtam összehangolni az égési időt a többi feltétellel. Ezért inkább a már jól működő megoldások közül választottam, de még ez vagy ezek is a fejlesztés fázisában vannak. A lényeg, hogy az égési sebessége legyen eléggé nagy, de jól kézben tartható. AN alapon ezt nem lehet megoldani, ezért egy általam még nem járt, de mások jóvoltából már kitaposott úton indultam el, egy rövid ideig. Lehetséges homogén hajtóanyagot létrehozni az ún. „cukros” anyagok felhasználásával. A legfontosabb irány, hogy sikerüljön eutektikus összetételű (vagy azt megközelítő) hajtóanyagot létrehozni, amelyben az egyes összetevők molekuláris szinten keverednek, amely alapja a gyors égésnek. Némi számolgatás után meghatároztam az optimális összetételt, azonban még a legalacsonyabb olvadáspontú, eutektikus CAN-NAN-KN összetételnek is 130 C az olvadáspontja. Mivel a CAN terahidrát alakjában van jelen, ezért a kristályvíz ezt a hőmérsékletet csökkenti kb. 110 C-ra. Azonban cukorral összeolvasztva egy nehezen szárítható, nyúlós masszát kapok, amelyet túl problémásnak találtam a kísérletek során. Ezért a több, különböző irányzat után inkább a már meglévő hajtóanyag összetételét módosítom úgy, hogy az alkalmas legyen indító töltetnek is. Ebben az esetben az oxidáló nagyrészt nátrium-nitrát, valamennyi ammónium-nitráttal együtt. A pontos arányok még kísérleteket igényel. A tüzelőanyag szén és CMC (amely egyben kötőanyag is a PU-val reagálva). Ennek az anyagnak a kidolgozás megegyezik a hajtóanyag blokkokéval és megfelelő égési sebességet ad, ugyanakkor az égés sebessége nem szalad meg a nyomás növekedésével. Még pontosítom az összetételt, de már látszik, hogy ez lesz a jó megoldás. Képbe került egy újabb adalék, a plaszticizátor. Ez egy olyan magas forráspontú észter (sokféle lehet), amelyből már 2 %-ot adalékolva is nagymértékben növekszik a hajtóanyag massza plasztikussága, folyóképessége, hogy könnyebben lehessen feldolgozni. Ezekben a percekben is folyamatban van ilyen irányú kísérlet.

PVA-val adalékolt gyújtóréteg

Azt a lehetőséget, hogy egy gyújtóréteggel indítsam a hajtóanyagot már régen megvizsgáltam. A közzétett videómon is bemutattam. Működik, de ilyen réteges sajtolást végezni igen nehéz. A javasolt poli-vinil-alkohol vizes oldattal kötött anyag kerülendő, mert vizes. Ilyen masszával bekenni az egyébként is erősen nedvszívó anyagot azt eredményezi, hogy ismét napokig kell majd szárítani a kamrában. Ettől függetlenül már két évvel ezelőtt megkíséreltem a befestős megoldást, de nem PVA hanem PU acetonos oldatával feliszapolva  a gyújtó keveréket. Mérsékelt sikert hozott. Ilyen vékony kb. 1 mm-es réteg, amely ráadásul igen gyorsan ég nem ad eléggé gyors gyújtást. Csak itt-ott hozott létre gyújtási pontokat és a töltet normális égésének a kifejlődése másodperceket vett igénybe. A feladat nem egyszerű. Tehát az indító töltet részére megfelelő anyagot kell fejlesztenem, amely, mint önálló blokk lesz jelen a hajtóanyagtömbök mellett mellett. A tervezetről majd készítek ábrát, hogy érthetőbb legyen miről magyarázok.

Szó volt a korom használatáról, mint szén forrás. Veszélyes csábítás. Padlótól a plafonig minden fekete lesz a környezetében. A ruhából nem lehet kimosni, sem a falról le. Nem javaslom a használatát.

A hidraulikus préselőről, amelyekkel az üzemanyag blokkokat gyártom, majd legközelebb teszek közzé egy ismertetőt, mert önmagában is eléggé összetett téma.

Hamarosan újra felbukkanok friss eredményekkel, képekkel. Írnék ide gyakrabban is, de ezt otthonról nem teszem meg, a régebben említett okok miatt.

Spike