Pendant que les pièces de la bombe Crawford sont affûtées, nous nous préparerons pour les tests: préparer des mini-dames, cuire un nouveau type de carburant et fabriquer de l'électronique.
Caramel Fuel v.2
Dans le numéro précédent, nous avons décidé de tester le taux de combustion du carburant sous pression, car les sujets de test comporteront de petits bâtonnets de carburant (d'environ 3 à 4 cm de long). L'idée est la suivante: nous jetons des mini-charges et y insérons des fils de cuivre minces (0,1 mm) perpendiculairement à l'axe, puis mettons le feu au vérificateur par l'extrémité. Lorsque le carburant brûle, le premier fil fondra, ce qui signalera le début du chronométrage. Ensuite, lorsque le deuxième fil brûle, nous obtenons un deuxième horodatage. Connaissant la distance entre les fils et le fait que le carburant brûle en surface, en faisant de simples calculs mathématiques, nous obtenons la vitesse de combustion en mm / s, et l'arduino comptera le temps et comptera.
C'est clair avec la logique du processus, passons au lancer des dames. Leurs corps sont en papier imprégné de colle silicate, qui est enroulé sur une barre d'acier lisse (nous avons pris celle utilisée pour les guides de support pour mesurer la poussée du moteur). Comme on nous l'a dit plus tôt, une telle conception est tout à fait appropriée pour empêcher la combustion sur la surface où cette combustion n'est pas nécessaire, c'est-à-dire qu'une armure sort. Nous allons le remplir de carburant.
Les premiers réactifs achetés ont pris fin, nous en avons acheté de nouveaux. À Ruskhim, pour une raison quelconque, il n'y avait pas de nitrate de potassium chimiquement pur, nous avons donc dû prendre le grade analytique. Pour une raison quelconque, elle s'est avérée avoir une teinte jaunâtre. Une tentative de faire bouillir du carburant avec elle n'a pas été couronnée de succès - le produit s'est avéré trop brun et ne voulait pas durcir complètement, la surface est restée brillante et collante, comme si elle était humide. Ils ont commencé à pécher sur la pureté du salpêtre et l'incapacité à évaporer complètement l'eau. Evacué - le même résultat. De plus, lors de l'évacuation, le matériau a émis un nombre important de bulles.
La prochaine itération était d'essayer de ne pas ajouter d'eau, mais de faire fondre le sorbitol directement en y ajoutant du salpêtre sec. Après la cuisson, le combustible s'est avéré être à peu près de la même qualité, mais cette fois dans le combustible il y avait des inclusions notables de nitrate. Les deux combustibles brûlaient faiblement et à contrecœur, une partie du matériau fondant et s'écoulant. Nous avons trouvé quelques-uns des réactifs originaux du premier achat, essayé de cuisiner, comme avant - le même effet.
Des pensées ont commencé à s'insinuer dans ma tête au sujet de l'humidité de l'atmosphère dans la pièce et / ou de l'humidité des réactifs initiaux. Nous avons trouvé et acheté du salpêtre d'une pureté de 99,5%, l'avons séché et du sorbitol (séparément, bien sûr) pendant 6 heures à une température d'environ 60 degrés pour éliminer l'humidité, évacué et placé dans des conteneurs scellés. La présence de cristaux de salpêtre dans la variante du combustible, cuit sans ajouter d'eau, a incité à le broyer avant d'ajouter du sorbitol à la fonte. Un moulin à café électrique a très bien aidé dans cette affaire - le salpêtre s'est transformé en poussière. Nous avons également été informés que le changement de couleur en brun et la mauvaise qualité du carburant peuvent être dus à une surchauffe du sorbitol.
Ainsi, empiriquement, nous avons fait ressortir la technologie permettant de produire le meilleur carburant dans nos conditions:
- les réactifs les plus purs
- séchage des réactifs avant cuisson + évacuation
- stockage des réactifs dans un conteneur scellé
- broyage du nitrate de potassium avant utilisation
- la température de fusion ne doit pas dépasser 120 degrés
- cuisiner sans ajouter d'eau
Le résultat nous a très agréablement surpris. Premièrement, le processus de cuisson lui-même s'est considérablement accéléré, car il n'est pas nécessaire d'évaporer l'eau de la fonte (nous ne prenons pas en compte le temps passé au séchage - il s'agit d'un processus presque automatique, l'aspirateur ne prend pas non plus longtemps). Deuxièmement, la qualité du carburant (type, couleur, temps de solidification) s'est également nettement améliorée. Cela ressemblait à la photo sur Wikipedia. Troisièmement, le carburant brûle beaucoup mieux, uniformément, sans résidu et sans gouttelettes fondues. Cette technologie sera utilisée à l'avenir.
Dans nos manches pour mini-damiers avec une aiguille à coudre, nous faisons des trous perpendiculaires à l'axe en diamètre, enfilons le fil à travers les trous, remplissons de carburant et poussons doucement, en prenant soin de ne pas endommager les fils. Le contrôle du remplissage est effectué par pesée des pions vides et pleins. Connaissant le volume de carburant à l'intérieur du vérificateur et sa densité, il est facile de calculer si le manchon est complètement rempli ou s'il y a encore des vides.
Carburant perchlorate
L'idée étant de réaliser des tests de vitesse de combustion, il a été décidé de tester immédiatement le carburant à base de perchlorate d'ammonium, dont ils ont commencé la fabrication. Ce type de carburant, d'une part, est plus facile à fabriquer, car ne nécessite pas de chauffage et de fusion, mais en revanche, il est plus dangereux du fait de son instabilité et plus complexe en termes de composants.
Et les composants dont vous avez besoin sont:
- perchlorate d'ammonium - agent oxydant
- poudre d'aluminium - carburant
- Elastex - liant polyuréthane
- Huile de ricin - durcisseur pour liant
Le PHA a été acheté à Ruskhim, le reste des composants - à Pyrohobby. Oui, nous n'avons pas utilisé la poudre d'aluminium achetée précédemment, mais à la place nous avons pris de l'aluminium dispersé sphérique de qualité ASD-6 avec une granulométrie <10 μm afin d'augmenter la surface des réactifs. Le perchlorate d'ammonium a été broyé dans le même moulin à café électrique, mais cela a été fait d'une manière différente: le bouton a été fixé à l'état allumé et le moulin à café a été branché à distance dans la prise - après tout, PHA est une chose dangereuse. Nous recommandons vivement à chacun de suivre les précautions de sécurité.
Donc, pour préparer le carburant, vous devez prendre le rapport suivant de composants en poids:
- agent oxydant - 70%
- — 15%
- — 15%
Il convient de garder à l'esprit que dans ce dernier cas, un liant est compris comme un mélange d'Elastex et d'huile de ricin dans un rapport de 1: 1, point de départ de la préparation: les composants du liant doivent être soigneusement mélangés dans un récipient (de préférence en plastique ou en verre) et mélangés jusqu'à un état homogène. Ajoutez ensuite le carburant et l'oxydant en séquence. Pour des raisons de sécurité, ajoutez de petites portions en mélangeant soigneusement la précédente. Espérons qu'il n'est pas nécessaire de vous rappeler que lors de la cuisson, il ne devrait y avoir aucun appareil de chauffage, aucune source de feu ou d'étincelles à proximité - cela peut entraîner l'inflammation du carburant. Le mélange final est pratique à faire avec vos mains (c'est obligatoire - avec des gants, car le PHA est un oxydant puissant et n'épargne pas du tout la peau), en pétrissant la masse de pâte à modeler résultante de couleur gris foncé.En outre, une analogie d'aspect et de consistance est le sable cinétique fin.
Il n'y a pas besoin de se précipiter - une telle composition conserve sa plasticité jusqu'à 6 heures et durcit finalement après 24 heures, se transformant en un matériau plutôt dur. Il faut également être prudent avec le combustible solidifié: il n'est pas souhaitable de le soumettre à un traitement mécanique (coupe, perçage, etc.) - cela peut provoquer un incendie. Le carburant résultant a été testé immédiatement. Brûler ressemble à un cierge magique.
Pour le carburant PHA, nous avons utilisé des seringues médicales ordinaires de 5 mètres cubes comme manchons, et le fil y a été inséré à l'aide d'aiguilles des mêmes seringues: nous remplissons le carburant jusqu'au niveau du fil, perçons le corps de la seringue de part en part avec une aiguille, passons le fil à travers l'aiguille, sortons l'aiguille, laisser le fil à l'intérieur de la seringue et continuer à remplir le carburant.
Pour nous personnellement, travailler avec du carburant perchlorate nous a semblé plus facile et plus pratique qu'avec du carburant au caramel. L'essentiel est d'observer toutes les précautions.
Électronique de stand
Le principe de fonctionnement du débitmètre de combustion a déjà été décrit ci-dessus - je n'y reviendrai pas, mais nous examinerons plus en détail les parties logicielles et matérielles. Pour le stand, nous avons besoin de:
- Emplacement WiFi
- Extension de fente
- Écran OLED
- Interrupteur d'alimentation N-Channel - 2 pcs.
- Batterie ET ICR16340C
- Cellule de puissance
- fils, soudure, flux, connecteurs
- Batterie 12 V à partir d'un tournevis
Presque tous les composants sont connectés ensemble sans soudure grâce au facteur de forme Troyka. La communication s'effectue via WiFi, les données sont affichées sur l'interface Web. Le croquis est une version légèrement modifiée du firmware qui a été utilisé pour la mesure de la poussée du moteur du support, en particulier, le script de Highcharts a été pris à partir de là, qui affiche les données sous la forme d'un graphique. Un lien vers le firmware sera à la fin de l'article.
Pour le moment, les relevés de pression sont saisis manuellement, mais nous prévoyons de fournir un capteur de pression numérique et d'en récupérer les résultats directement. Si tout se passe comme prévu, nous mettrons à jour les informations sur le croquis, mais ce sera dans la prochaine version.
Ainsi, l'électronique est assemblée, pré-testée, ce qui signifie que vous pouvez effectuer des tests à pression atmosphérique. Nous connectons les fils de contact des contrôleurs au support, connectons les fusibles et allons tester. Les résultats ont été quelque chose comme ceci: Comme prévu, à la pression atmosphérique, le carburant PHA perd au caramel de la vitesse de combustion (1,25 mm / s par rapport 2.85mm / s), mais ce carburant montre sa plus grande efficacité à une pression accrue. Eh bien, il suffit d'attendre la fabrication des raccords et des adaptateurs pour notre cylindre, de travailler avec lui sur l'introduction de tous les raccords nécessaires et de réaliser des tests de pression. C'est ce que nous ferons dans la prochaine partie. Merci à tous pour votre attention. Vidéo par article:
Esquisse du support pour mesurer le taux de combustion du combustible.