Tato stránka zatím nic moc neobsahuje. Jednak zájem kolegů o společná létání poklesl, já kameru ani fotoaparát nemám, nezabývám se tím a kupovat to jen kvůli raketkám se mi nechce takže obrazového materiálu je velmi poskrovnu. Posléze nyní se již více než letovým testům věnuji měření motorů pomocí zařízení REDALS takže se časem něco zajímavého objeví tam, až budu mít dostatek podkladů pro stránky.

Tato kompozice byla již dostatečně představena jak na předchozí stránce, tak na stránkách o teoretickém vyhodnocování TPH. Motory na ní pracují natolik efektně a spolehlivě, že si ještě neodpustím ji zde připomenout a přidat pár nových poznatků.

Na obrázcích a na videu (730k) je start a let dvou těchto raketek.

První, zabíraná zblízka, je poháněna mým klasickým testovacím motorkem v papírovém plášti o průměru 25/19mm a délce 100mm, jádro má rozměr 19x60mm s průchozím kanálkem o průměru 8mm, tryska keramická o průměru 4.3mm, zahrazení z počátečních cca 100 stoupá během chodu na maximální hodnotu kolem 250. Motorky mají plynulý náběh tahu, dobu chodu kolem 5s, rozumný tah řádu jednotek N takže jsou vhodné pro lehčí raketky, s nimiž mají pozoruhodný dostup. Jedinou vadou je právě ten pomalý náběh tahu, viz video, kde kameraman čekal rychlejší. Pomalý start z rampy je sice efektní, ale méně stabilní. Těmto motorkům už chybí k dokonalosti jen použití kanálku například ve tvaru hvězdičky právě pro zajištění rychlého náběhu tahu.

Druhá raketka, zabíraná z dost velké vzdálenosti, byla větší, jádro motoru o průměru 28mm a délce 110mm s průchozím kanálkem o průměru 14mm. Plášť PVC trubka plus laminát, tryska keramická o průměru 6.5mm, maximální zahrazení cca 300. I počáteční zahrazení je vyšší, cca 150, a to také vlivem poměrně velkého průměru kanálku. Díky tomu je již start dostatečně rasantní, ale let už je jen s běžnou efektovou hlavicí a stabilizační lištou příliš zběsilý a zpravidla skončí zuřivým zakličkováním vysoko v obloze po servání lišty a ztrátě stability. Nicméně velký, středně těžký model rakety by takovýto motor musel spolehlivě a efektně vynést do velké výšky. Výkon by šel dále zvýšit zvětšením zahrazení, což by ale vyžadovalo pevnější plášť, můj laminát je pouze teninký, vytvořený jedinou vrstvou skelné tkaniny, a to pomocí skelné punčošky.

Nakonec jeden pěkný velký detailní záběr rozbíhajícího se motoru :

Pro vyzkoušení této zajímavé TPH je asi určitou překážkou nutnost lisování, t.j. stavba lisu a soustružení lisovacích přípravků, protože kompozice je příliš "suchá", při pouhém napěchování by byla příliš pórovitá a to by snadno vedlo k nespolehlivosti a velkým ránám. Za cenu určitého snížení výkonu je však možno lisování eliminovat, a to použitím takového množství pojiva, zde epoxidu, aby již bylo možné pouze ruční pěchování. Obecně, pro ručně pěchované kompozice se volí obsah pojiva kolem 20%. Při pohledu na graf teoretického vyhodnocení této TPH vyplývá, že nejvhodnější obsah Mg při použití 20% epoxidu je 25%, kdy při tlaku v motoru 1.5MPa je teplota 2500°K a teoretické Isp je 167s, což jsou stále ještě velmi pozoruhodné hodnoty. Já takto modifikovanou kompozici ještě nezkoušel, ale jeden kolega ano, v malých motorcích, a s úspěchem. Let je velmi efektní:

Pokud se má kanálek odvrtávat, je nutno v době, kdy je kompozice ještě měkká a kdy to jde snadno ručně; po vytvrzení je vrtání obtížné a použití strojního vrtání by celkem spolehlivě vedlo k zážehu, přičemž je třeba mít na paměti, že i dvacetigramová náplň malého motorku produkuje metrový oslepivý plamen. Lepší a hlavně bezpečnou možností je obepěchovat tyčku na vytvarování kanálku. Měla by být leštěná a nepatrně kónická, pak by měla jít opatrně vykroutit hned po napěchování motorku a použít na další. V případě vytahování tyčky z vytvrzené kompozice je třeba ji předem důkladně separovat, jinak se dokonale zalepí a už ji nikdo nikdy nevytáhne. Já používám u kompozic s epoxidem nátěr tyčky přípravkem Frekote 700 NC a přes to voskovou separací. Samotná vosková separace se snadno poškrabe a setře a následné vytahování tyčky vyžaduje větší násilí. I při dobré separaci je třeba počítat s pevným upnutím za dostatečně dlouhý konec tyčky. Jiným řešením by bylo použití tyčky z materiálu, který epoxid nelepí a který je trochu průtažný, třeba PE nebo PTFE. Též ve formě plastové hadičky navlečené na drát, po obepěchování se vytáhne drát a po důkladném - ne dříve - vytvrzení i hadička. Každý zájemce nechť si tato doporučení už přebere po svém.

Motory na TPH na bázi chloristanu amonného (dále AP) poskytují sice vysoký specifický impulz, ale obecně známým, v literatuře často připomínaným problémem je to, že tyto TPH nepracují spolehlivě v malých motorech a při nízkých pracovních tlacích, kdy dochází k pulzacím a zhasínání. Jak již bylo na minulé stránce řečeno, použití hořčíku a také katalyzátorů typu oxidů železitého, měďnatého nebo manganičitého vede k citelnému nárůstu rychlosti hoření TPH, což je pro malé kanálkové motory nevhodné. Je třeba hledat taková pojiva a aditiva, která spolehlivé odhořívání jádra zabezpečí. Z pojiv již byl uveden silikonový kaučuk při současném použití hliníku, z aditiv pro jiná pojiva pak pyrotechnické magnalium, které se mi stále jeví jako nejlepší. Během posledního roku jsem však otestoval mnoho motorů s PVC plastisolem a novým dobrým aditivem, kterým je práškový kovový křemík.

Při pohledu na graf teoretického vyhodnocení této TPH vyplývá, že nejvhodnější obsah křemíku je kolem 5%, přičemž tento nijak výrazně nezvyšuje ani teplotu hoření, ani teoretické Isp. Co je ale důležité, stabilizuje hoření tak účinně, že i malé motory s průměrem jádra 19mm pracují spolehlivě, a to i při použití dosti hrubého multimodálního AP bez prachové složky ve velikostní distribuci částic 50-500 mikronů s největším podílem v rozsahu 200-300 mikronů a s obsahem 20% plastisolu, což je o 2% více, než optimum. Ani pak mi nikdy nedošlo k pulzacím, pouze u menších motorů pracujících s nižším zahrazením dochází k silnějšímu jiskření a zvuk není zcela "čistý". Důvodem bude hoření křemíku už v pevné fázi a vytváření větších kapének oxidu; průlet větších částeček kondenzované složky spalin tryskou znepříjemňuje zvuk a způsobuje jiskření. Výhodnější je použití jemnějšího multimodálního AP se střední velikostí částic kolem 100 mikronů a s malým obsahem prachové složky. Obecně, pro spolehlivé hoření a zabránění koagulace kovové složky TPH je třeba zhruba shodný obsah AP o velikosti částic obdobné velikosti částic kovu. Je třeba se ale vyvarovat použití pouze velmi jemného AP, rychlost hoření pak příliš stoupá a je nutno zvyšovat obsah pojiva, jinak je jádro mikropórovité a motory bouchají. Je dosti pravděpodobné, že při použití AP o optimální zrnitosti odhadem kolem těch 100 mikronů a snížení obsahu plastisolu na optimálních 18% by stačilo přidat křemíku podstatně méně, ale dosud jsem netestoval. Zase by už asi bylo nutno lisovat, kdežto směs s 20% plastisolu a 5% křemíku je natolik plastická, že je možné pouhé ruční pěchování, zalisování ji už nezhutní a při větším tlaku vede k vylisovávání samotného plastisolu ven.

Na obrázcích a na videu (380k) je start a let dvou těchto raketek.

První je poháněna mým klasickým testovacím motorkem v papírovém plášti o průměru 25/19mm a délce 100mm, jádro má rozměr 19x60mm s průchozím kanálkem o průměru 8mm, tryska keramická o průměru 6.3mm, zahrazení z počátečních cca 50 stoupá během chodu na maximální hodnotu kolem 120. Motorky zatím nebyly změřeny, ale subjektivně startují svižně a za letu ještě akcelerují. Plamen je pěkný, cca půlmetrový, středně svítivý bílý, okraj namodralý, jiskří. Zvuk je ostrý hukot, do kterého se mísí praskot.

Druhá raketka, zabíraná z dost velké vzdálenosti, byla větší, jádro motoru o průměru 28mm a délce 50mm s průchozím kanálkem o průměru 14mm. Plášť PVC trubka plus laminát, tryska keramická o průměru 6.5mm, počáteční zahrazení cca 70, maximální zahrazení cca 150. Start je rasantní, let je s těžší efektovou hlavicí a bytelnou stabilizační lištou zpravidla stabilní, plamen cca metrový s bílým jádrem a širokým, překvapivě namodralým okrajem, lehce jiskří, do zvuku se stále ještě mísí praskot, což je nehezké. Velký, středně těžký model rakety by takovýto motor musel spolehlivě vynést do slušné výšky, po prodloužení a úměrném zvětšení průřezu trysky pak i velký a těžký model. Výkon by šel dále zvýšit zvětšením pracovního tlaku, t.j. zvětšením zahrazení, což by ale vyžadovalo pevnější plášť, můj laminát je pouze teninký, opět jediná vrstva skelné tkaniny navlečením skelné punčošky.

Nakonec jeden pěkný velký detailní záběr hoření tablety takovéto TPH :

Motorky ze světlic ROS o celkovém impulzu 40Ns jsou snad už konečně, alespoň co jsem se doslechl, uvolněny pro ohňostrojové a snad i modelářské použití. Bohužel ale pro svojí vysokou prázdnou hmotnost a kovový plášť nejsou příliš vhodné. Při použití na efektové raketky je nutno počítat s padajícím prázdným plechovým pláštěm a tudíž je možno je vypouštět pouze nad zcela prázdné prostory, kde nemohou nikoho ohrozit ani způsobit nějakou škodu. Naštěstí díky účinné stabilizaci rotací létají spolehlivě tam, kam se vypustí, a to i za silného větru. Pro modely raket je nevýhodná jejich vysoká prázdná hmotnost, kterou je nutno z důvodu stability letu modelu vyvažovat těžkou hlavicí a/nebo neúnosným zvětšováním stabilizátorů. Také jejich kroutící moment, který může model roztočit do neúnosných otáček a způsobit odlomení stabilizátorů, je vhodné omezit.

Konstrukce motorů je patrná z obrázků :

Plášť motorků je ze dvou vrstev měkkého železného plechu, vnější vrstva je z rozebraných motorků na obrázku odstraněna. Vnitřní část pláště tvoří plechový hrníček s centrální dírkou v dýnku, v kterém je nalisovaná primární část TPH z pomalu a spolehlivě hořící směsi s nalisovanou zážehovou vrstvičkou pravděpodobně z černého prachu. Dovnitř je volně vloženo hlavní jádro z výkonné homogenní TPH ve tvaru válečku s centrálním průběžným kanálkem, které odhořívá na neomezeném povrchu, takže za konstantního zahrazení. Tryskové dno má z vnitřní strany výčnělky, zabraňující dosednutí jádra na výtokové otvory. Z druhé strany je přiloženo víčko se zalisovanou zpožďovací složí v centrálním výčnělku. Celá sestava je nalisována ve vnějším plášti ve tvaru trubky, jejíž konce jsou zalemovány na tryskové dno i víčko.

Práce motorku vypadá pravděpodobně tak, že se nejprve zažehne snadno zápalná zážehová vrstvička na primárním jádře, která prudce shoří, zažehne jak primární, tak hlavní jádro na celém povrchu a způsobí rasantní natlakování motorku a počáteční velký pulz tahu, potřebný pro rasantní start. Pak cca 1s odhořívá primární jádro, které udržuje stabilní odhořívání hlavního jádra z homogenní TPH, která by sama o sobě asi v takto malém motorku spolehlivě nepracovala. Pak dojde k prohoření primárního jádra skrz dírku v dýnku vnitřního pláště na povrch zpožďovací slože, na níž je taktéž nalisována zážehová vrstvička, což způsobí malý krátkodobý nárůst tahu. Hlavní jádro dohoří cca po 1.5s po zážehu, zpožďovací slož za 5s. Upozorňuji však, že toto je pouze moje představa o práci těchto motorků podložená jejich měřením. U dvou změřených motorků dosáhl krátký počáteční impulz tahu hodnoty 120N a pak je po většinu doby chodu motoru tah 20N; grafy budou časem uvedeny v plánované sekci o výsledcích měření motorků zařízením REDALS.

Pozornost si zaslouží hlavně tryskové dno. Je lisováno z teplotně odolného plastu a obsahuje čtyři výtokové trysky, všechny o stejném průměru hrdla 2.5mm. Centrální tryska má vtokovou i výtokovou část pouze zaoblenu. Další tři trysky jsou rovnoměrně rozloženy poblíže obvodu, nemají nijak upravenu vtokovou část, zato výtoková je ve tvaru drážky, nakloněné u všech tří ve stejném smyslu. Takovéto drážky jsou výrobním zjednodušením nakloněného expanzního kužele, způsobují nesouosý tah a tím se vytváří rotační moment, který raketku roztáčí do vysokých otáček a tím ji stabilizuje gyroskopickým momentem.

Pro klasický model rakety může být ale kroutící moment příliš vysoký. Viděl jsem a i jsem sám otestoval zaslepení postranních trysek a převrtání hlavní centrální trysky na průměr 5mm, kdy zůstane zachováno shodné zahrazení. Postranní trysky nelze jen jednoduše zalepit, lepidla na plastu příliš nedrží. Vyzkoušel jsem vyřezání závitu M3 a zakápnutí epoxidovým tmelem, nesmí být příliš řídký aby nezatékal dovnitř. Jinde jsem viděl taktéž vyřezání závitu M3 a zašroubování malých krátkých šroubků. Za lepší a bezpečnější považuji krouticí moment pouze snížit, a to tak, že se třeba pomocí krátkého vrtáčku o průměru 2.5mm vyfrézuje expanzní drážka postranních trysek i do opačného smyslu. Stačí jen trochu, tím se krouticí moment citelně sníží. Je ale vhodné, aby zůstal částečně zachován a model rakety za letu mírně rotoval kolem podélné osy, jeho let je pak stabilnější.

Spolehlivost motorků ROS je celkem dobrá, ale jen za chladného počasí. Za tepla se občas roztrhnou nebo se utrhne tryskové dno a i starty bývají až děsivě a zbytečně rasantní. Mám podezdření, že dlouhodobě skladované a z původního použití vyřazené motorky jsou "ostřejší" než nové. Vhodnou úpravou je snížení zahrazení, já vyzkoušel převrtání centrální trysky na průměr 3.5mm. Větší množství takto upravených motorků letělo k mé plné spokojenosti, start je stále ještě rasantní, stabilizace rotací se nezhoršila a doba tahu se mi jeví o poznání delší.

Převrtávání centrální trysky je však vysoké bezpečnostní riziko. Plast tryskového dna je velmi houževnatý, je nutno použít zcela nový vrták a skutečně nízké otáčky a i tak se hodně hřeje. Naštěstí je za centrální tryskou dostatek volného prostoru, ale kdyby vrták projel až na dotyk se zážehovou vrstvičkou primárního jádra nebo se vyklonil do boku a dotkl se stěny kanálku hlavního jádra, zážeh je téměř jistý, obě látky jsou velmi snadno zapálitelné. No a zážeh v okamžiku, kdy je hlavní tryska ucpána vrtákem, by spolehlivě vedl k roztržení motorku. Proto před vrtáním důrazně varuji a když už se někdo k němu odhodlá, nechť ví, co dělá. Vrták je třeba do sklíčidla upnout tak, aby z něj vyčníval jen právě tolik, kolik je třeba na provrtání skrz, ne více. Před každým vrtáním jej ponořit do studené vody ochladit, vrtat mokrým, mazání olejem nepomáhá. Motory lze před vrtáním podchladit, dokonce ani zmrazení jim neublížilo. Vrtat postranní trysky nelze, jednat nevidím smysl, ale hlavně, jádro v tomto místě začíná velmi blízko za tryskovým dnem.

Nyní již k příkladu efektových raketek, jejichž dolet je asi půl kilometru, vlivem dobrého tvaru a vyšší setrvačnosti citelně delší, než jen samotného motorku. Principem je natvarování hlavice ze světlicové směsi přímo na motor pomocí formy ze silikonového kaučuku, jejichž příprava a použití je podrobně popsáno na stránce Lukoprenové formy. Je však nutno dodržet značnou pevnost hlavic; pokud jde ulomit rukou, ulomí se i za letu. To vyžaduje použití vytvrditelného a po vytvrzení velmi pevného pojiva v kompozici. Z dostupných se nejlépe osvědčila epoxidová laminační pryskyřice ChS531. Vhodná kompozice je např. z dusičnanu sodného, jemně semletého s přídavkem oxidu železitého, zmíněného epoxidu (~25%) a práškového hořčíku (~15%, možno více), která pomalu a stabilně hoří vysoce svítivým žlutooranžovým plamenem. Při použití dusičnanu strotnatého je plamen červený. Nahrazením cca poloviny dusičnanu chloristanem draselným se intenzita hoření a svítivost zvýší. Do kompozice je možno přidávat různá aditiva, např. hliníkové piliny či šponky nebo ještě lépe hrubší práškový titan pro jiskrovou stopu. Také je dobré zamísit do ní trochu zrnitého černého prachu, čímž se zlepší její jinak nepříliš snadná zápalnost a zvýší její rychlost hoření. Je však vždy třeba počítat s tím, že hlavice hoří dlouho a doletí až na zem, což není nejlépe. Náprava je velmi jednoduchá a ještě zvýší efekt. Při pěchování kompozice do formy se uvnitř vytvoří dutina, která se vysype např. černým prachem. Ten se ke kompozici částečně přilepí a vytvoří zážehovou vrstvičku. Při zážehu hlavice se pak tato roztrhne na několik samostatně letících fragmentů, což je velmi efektní. Dále je velmi vhodné motorky upravit tak, že se na konec zpožďovače nanese trochu snadněji zápalné směsi. Stačí malé množství výše zmíněné kompozice promísit s cca polovičním množstvím zrnitého černého prachu a na zpožďovače trochu, cca gram, této směsi přitlačit a nechat vytvrdit. Samotný zpožďovač neprodukuje příliš intenzívní zážeh a bez této úpravy zážeh hlavice někdy selže. Při vlastním vytváření hlavice pomocí lukoprenové formy se napřed část kompozice nanese na motor kolem zpožďovače, pak se vypěchuje forma, tyčkou se v kompozici vytvoří dutina, částečně vysype prachem a uzavře trochou kompozice. Taktéž je možné vytvořit na povrchu upěchované kompozice ve formě křížovou drážku o šířce i hloubce cca 3mm a vysypat ji prachem; tato úprava způsobí prošlehnutí plamene vzniklými prachovými kanálky do stran, rychlejší hoření a odpadnutí hlavice od motoru. Bez takovýchto úprav hlavice zpočátku vyhořívá zevnitř aniž se rozpadne, plamen jde skrz prázdný motor a dokonce urychluje pád sestavy, efekt je menší a hlavice doletí až na zem.

Na obrázku vlevo je zachycen start takovéto raketky z trubkové rampy, vpravo pak pád rozpadající se hlavice a na videu (340k) je celý let.

Rampa pro start těchto raketek je trubková. Bohatě postačí metr dlouhá odpadní PVC trubka o průměru 40mm, do které jde raketka zasunout s optimální malou vůlí. Trubky nemusí být moc přesné, je třeba vyzkoušet, jestli raketka skrz celou trubku volně projde. Použití trubky o příliš velkém průměru může vést ke zhoršení přesnosti letu, nicméně ještě z trubky 50mm létají raketky dobře. Trubku je vhodné upevnit např. ke kolmo do země zaražené tyči ovázáním drátem, provázkem nebo gumou v cca horní třetině, dole lze pak odklonit tak, aby mířila šikmo vzhůru nad vhodný prostor, zasunout raketku a konec podložit třeba cihlou. Je třeba, aby sestava byla stabilní, převrácení rampy a vystřelení raketky nesprávným směrem by mohlo mít velmi vážné následky, prkennou a pravděpodobně i tenkou cihlovou stěnu raketka prorazí. Taktéž vypouštění svisle vzhůru je nebezpečné, zásah padajícím prázdným plechovým motorem do hlavy by asi nebyl ten pravý požitek z létání.

Motor je třeba zažehnout tak, aby pokud možno se jako první vznítila zážehová vrstvička na primárním jádru. Nicméně ani v případě, že se napřed vznítí hlavní jádro poblíž trysky, nedojde k nějakému nebezpečnému chování; rozhořívá se pomalu a dříve, než by mohlo třeba začít pulzovat, primární slož od něj chytne. Na zážeh stačí i obyčejná zelená zápalnička. Mě se osvědčilo vytvarovat její konec do tvaru zahnuté hokejky a vmanévrovat ji centrální tryskou do motoru tak, aby se konec zasunul do mezerky mezi primárním a hlavním jádrem. Pak tam trochu drží, nevypadává a zážeh je spolehlivý.

Zcela na závěr jeden pěkný velký detailní záběr hoření tablety ze zelené světlicové směsi :

Snímek byl pořizován za běžného denního světla, které tabletka zcela přezářila.