Hallo Leute!
Ich bin mal wieder dabei für Jugend forscht neue Antriebsmöglichkeiten zu entwickeln
Dabei handelt es sich um einen stark "getunten" (man verzeihe den Ausdruck) Feststoffbooster. Ich verwende hierzu einen sehr starken Stoff aus der Familie der Sprengstoffe (Oktogen; HMX; chemisch:C4H8N8O8) Abbrandgeschwindigkeit von 9100m/s
(sollte alles sagen)
Wie ich daraus eine halbwegs brauchbare kontrollierte Verbrennung anstatt einer Explosion mache, ist der springende Punkt. (für den ich ein Konzept entwickele)
Ich wüsste gerne ob irgend jemand Erfahrung hat mit sogenannten "double-base" Treibstoffen (Nitroglyzerin, Nitropenta, etc.) oder ob jemand schon mal mit Sprengstoffzuschlägen (Nitrocellulose oder Hexogen) gearbeitet hat. Wurde zum Beispiel in amerikanischen Raketen vom Typ "Star63" verwendet.
Also wenn ihr Typs habt vor allem zum Thema verdämmen und formen meldet euch.

PS: Ich weiß dass es gefährlich ist und versichere, dass ich keine brauchbaren "Kochlisten" hinsichtlich der Herstellung oder Benutzung posten werde.

Ein Double-Base-Treibstoff, NC/NG, findet Verwendung in den Treibsätzen BC125 und BC360 und wird hier in Deutschland viel und regelmäßig geflogen. Infos zu den Treibern findest Du hier im Forum.

Aber was ist Dein Ziel? Nur dadurch dass Du einen Sprengstoff verwendest wird das Teil ja nicht effizienter. Sondern nur gefährlicher...

Oliver

erstmal finde den letzen Satz deines beitrags sehr gut, zumal es dein erster beitrag ist. ich denke aber trotzdem das neben der beschaffung, auch die chemikalien selbst schwirigkeiten machen können, ich würde dass nur mit einem experten, oder erfahrenen machen und niemals experimentieren mit dem zeug. ich bin i jetzt nicht so gut informiert aber ich glaube auch nicht das Jugend forscht so etwas zulässt, um die jugend und somit auch die Forschung zu schützen.

PS.:ich weiß nicht ob so etwas geschen kann aber viele Sprengstoffe basieren auf ........-säure also falls sich da etwas zerstezt kann das auch schwerste verletzungen geben!!!!

MfG Fabian*der nicht den obervorsichtigen spielen will*

Hi,

ich würde erstmal auf dem Satz von Oliver aufbauen, das SPrengstoff den Treibstoff nicht unbedingt effektiver macht. Suche mal im Internet nach Treibstoffen für Raketenmotore und deren Impuls. Was sind die Vor- und Nachteile der einzelnen Treibstoffe? Was ist die Chemie und Physik die da hinter steckt? Wie sieht der Umwelteinfluß aus?
Du siehst, es gibt da jede Menge Punkte die man theoretisch abhandlen kann ohne überhaupt mal den Triebstoff in die Hand genommen zu haben. Ich denke nähmlich, das mit Treibstoffen zu arbeiten ein recht gefährlicher Vorgang ist, erst recht wenn man in neue Gebiete vorstoßen will.
Ich sehe deine Changen bei Jugend forscht eher in einer guten theoretischen Arbeit als in einer evtl. verunglückten praktischen Arbeit.

Gruß

Neil

P.S.: Das mit den "Kochrezepten" nicht veröffentlichen ist ein guter Ansatz, doch machen wir das gerade für solche Menschen wie du einer bist. Tolle Idee im Kopf aber auf dem ersten Blick erstmal keine Ahnung von dem Umfang des Problems.

So beeindruckend eine Abbrandgeschwindigkeit von 9100m/s klingen mag, bedeutet sie doch nicht, daß dies ein guter Raketentreibstoff wäre. Denn nach der Raketengrundgleichung von Tsiolkovsky kommt es hier auf die Ausströmgeschwindigkeit der Verbrennungsgase an. Das ist logischerweise was ganz anderes. Für Feststoffmotoren beginnen die "industriellen" Werte so ab 2000 m/s, wobei z.B. 2600m/s schon ein ziemlicher Spitzenwert ist. Da kommt ein ordinärer Sprengstoff nicht hin.

Überhaupt ist dies wieder einmal die günstige Gelegenheit (Behörden bitte mitlesen) auf den fundamentalen Unterschied zwischen Sprengstoff und Raketentreibstoff hinzuweisen, die von Laien gern in einen Topf geworfen werden. Dabei machts doch auch einen Riesenunterschied, ob ich ein Steak oder einen Gummilappen auf dem Teller habe, das eine ist toll und das andere ein Ärgernis. Also:

Raketentreibstoffe haben eine Abbrandgeschwindigkeit von Zentimetern pro Sekunde. Sprengstoffe haben eine Abbrandgeschwindigkeit von Kilometern pro Sekunde.

Folglich detonieren Sprengstoffe, sind aber völlig ungeeignet, um damit Raketen anzutreiben. Umgekehrt sind Raketentreibstoffe hochspezialisierte Bewegungserzeuger, aber als Sprengstoff völlig unbegabt. Selbst wenn es mal einen Motorzerleger gibt, dann platzt halt das Gehäuse, ungefähr so wie ein Luftballon beim Stich mit der Nadel, aber in beiden Fällen detoniert da nix.

> ungefähr so wie ein Luftballon beim Stich mit der Nadel, aber in beiden Fällen detoniert da nix.

Stimmt. Aber beim Luftballon klingts wenigstens so ;-)

Neil hat da eine gute Idee gehabt. Mit Feststoffen kannst Du keinen Blumentopf gewinnen, wenn Du einen wirklich tollen Treibstoff haben willst. High-End-Treibstoffe bewegen sich im Periodensystem ganz oben, ganz links und ganz rechts. Also Li, H, O und F. Informier Dich mal über verschiedene Zusammensetzungen, deren Leistungsfähigkeit, Vorteile und Nachteile (Handling, Beschaffung, Umwelt). Und wenn Du am Ende Deiner Arbeit doch ein funktionstüchtiges Triebwerk gebaut hast, bist Du hier im Forum schonmal ein König.

Oliver

Hej ihr seid ja richtig aktiv hier!
Erstmal vielen Dank für die vielen Antworten.
Zu Oliver:
Dass es double-base Treibstoffe im Hobbybereich gibt wusste ich nicht, werde mich da mal informieren.
zu BattleMC: Es ist nicht mein erster Beitrag. Ich hatte schon mal vor Jahren Ärger gekriegt weil ich da eine Mischung für Ammoniumnutrat-Alu-HTPB Composite Treibsätze gepostet hatte. Die Beschaffung ist kein Problem. Ein Großteil der Zutaten lagert bereits bei meinem Teamkollegen zu hause und den Rest beziehe ich über die Schule. Lehrkräfte stehen mir natürlich zur Seite. Bei Jugend forscht ist sowas kein Problem. Habe wie gesagt bereits mit Composites teilgenommen.
Ach ja, du meinst sicher die Säure, die Peters Namen beinhaltet

Stimmt ist eine Zutat von Oktogen (eigentlich von jedem Sprengstoff) Aber nach der Herstellung wird der fertige Stoff "gewaschen" und ph-neutralisiert. Also keine zerfallenden Rückstände.
Zu Peter und Neil:
Das ich angeblich Ideen aba kein Hintergrundwissen habe nehme ich fast schon persönlich
Nein, im Ernst. Ich bin 18 und fliege seit ich 16 bin mit selbst-gemischten Composites aus AP oder AM. Ich habe praktische Erfahrung mit hochenergetischen Sprengstoffen wie TNT, NC und RDX was dem HMX ja sehr nahe steht. aba zumindest macht euch dann bischen fach-chinesisch nichts aus.
Ich gebe euch recht, dass der Unterschied zwischen Spreng-und Raketentreibstoffen oft verkannt wird. Aber genau diese Gradwanderung richtig hinzubekommen ist doch die Voraussetzung für einen guten Antrieb.
Mit Sicherheit werde ich keine 9100m/s Detov. erreichen wollen (das dient nur zur illu)
Aber die Ausströmgeschwindigkeit berechnet sich folgendermasen:
v = siehe anghängte Datei (kann man hier nicht mitm formel editor reinschreiben????)
Dabei sieht man dass die Ausströmgeschwindigkeit von der Temperatur in der Brennkammer und vor allem vom Brennkammerdruck (und einer möglichst effizienten Nozzle-expansion) abhängt. Die Temperatur steigt bei der Verwendung von Oktogen deutlich. Nicht umsonst nimmt man Okto-Alu Mischungen um sich durch schwerste Panzerungen zu schweißen. Der Brennkammerdruck ist wiederum noch vom Throat abhängig. Aber generell gilt, dass ich wenn ich viel Stoff in kurzer Zeit umsetzen kann auch einen hohen Druck erreiche (und nicht mehr von der Burning surface area abhängig bin, denn das würde ja nicht den spec. Impuls erhöhen). Insgesamt verspreche ich mir nach überschlagsrechnugen ein increasing des spec. Impuls um ca. 20 sec. Die Frage ist nur was lässt sich technisch mit unserem 3 mann team umsetzen?

Anhang: temp v2.txt

Zu Oliver:
Gute Idee leider gibt es keine Feststoffe, die sich in den oberen Bereichen des Periodensystems befinden. Ich könnte natürlich auch nen Flüssigtriebwerk oda hybrid bauen
aba das prob ist, dass dieses dann in der technischen "Großlösung" wieder teuer ist als ein Feststoff.
Ziel ist es Feststoffantriebe da zu verbessern wo sie gebraucht werden.
Zum Beispel als Booster für die zivile Raumfahrt (HLLV)
Denn der Vorteil eines Fesstofftriebwerkes. Ich bin unabhängig von der Geschwindigkeit von Turbopumpen. Das bedeutet ich kann einfach die Burn surface Area erhöhen und damit theoretisch unbegrenzten Schub wenn auch nur für kurze Zeit und bei schlechterem Isp
erzeugen.

Moin,

Zitat:

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Original geschrieben von Steven
Ich bin 18 und fliege seit ich 16 bin mit selbst-gemischten Composites aus AP oder AM.

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Das ist schön, ich darf doch annehmen, daß Du die erforderlichen Genehmigungen dafür hast?
Tut mir leid, immer wieder drauf rumreiten zu müssen, aber in Deutschland ist es nun einmal so: ohne die erforderlichen Genehmigungen (und beim Sprengstoffrecht ist das wirklich, entschuldigung, arschvoll Papiere, die zusammenkommen), begehst Du eine Straftat - die bei Personenschäden auch mit Gefängnis geahndet werden.
Ausnahmen gelten für Schulen, Hochschulen etc, wobei hier auch nicht jeder mischen darf, wie und wieviel er möchte, und auch mit dem Transport zum Fluggelände und Flug selbst gibts einige Hürden zu nehmen.

Ich will Dir nicht den Spaß verderben, nur drauf hinweisen, das hier auch Behören mitlesen...

Zitat:

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Ich habe praktische Erfahrung mit hochenergetischen Sprengstoffen wie TNT, NC und RDX was dem HMX ja sehr nahe steht. aba zumindest macht euch dann bischen fach-chinesisch nichts aus.

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Interessant. Wie sehen Deine praktischen Erfahrugen aus? Militär, Sprengmeister, Rohrbombenbauer? Jede Woche eine Sprengungen? Oder mal bei einer vorbereiteten Sprengung auf den Knopf gedrückt?
Sorry für den Sarkasmus, aber bei solchen Aussagen werde ich hellhörig.

Zitat:

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Mit Sicherheit werde ich keine 9100m/s Detov. erreichen wollen

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Dann hättste auch nur 'ne teure Rohrbombe.

Zitat:

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Dabei sieht man dass die Ausströmgeschwindigkeit von der Temperatur in der Brennkammer und vor allem vom Brennkammerdruck (und einer möglichst effizienten Nozzle-expansion) abhängt.

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Und vom Außendruck und der Düsenform - im Prinzip ist eine Düse dann schon ineffizient, wenn sie die Luftschicht mit dem für sie als optimal errechneten Luftdruck verläßt (was auf dem Weg ins All schnell geht).

Zitat:

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Die Temperatur steigt bei der Verwendung von Oktogen deutlich. Nicht umsonst nimmt man Okto-Alu Mischungen um sich durch schwerste Panzerungen zu schweißen.

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Klingt eher nach Hohlladung als nach Treibstoff...wobei diese auch eher Kupfe als Trägermetall nehmen. Hast Du ein Beispiel für diese Anwendung?

Zitat:

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Der Brennkammerdruck ist wiederum noch vom Throat abhängig. Aber generell gilt, dass ich wenn ich viel Stoff in kurzer Zeit umsetzen kann auch einen hohen Druck erreiche (und nicht mehr von der Burning surface area abhängig bin, denn das würde ja nicht den spec. Impuls erhöhen)

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Den Du dann aber auch in schneller Form nach draußen abführen mußt, sonst: WUMM. Die Krux an der Sache ist ja, das Ganze so hinzukriegen, das der Druckaufbau schnell und gleichmäßig für eine bestimmte Zeit läuft. Dazu müßtest Du das Oktogen phlegmatisieren, was wiederum den Vorteil der hohen Abbrandgeschwindigkeit wegfallen läßt.

Zitat:

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Insgesamt verspreche ich mir nach überschlagsrechnugen ein increasing des spec. Impuls um ca. 20 sec. Die Frage ist nur was lässt sich technisch mit unserem 3 mann team umsetzen?

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Auf jeden Fall nix mit Oktogen - weils einfach nicht der Stoff ist, mit dem man im Heimlabor umgehen sollte, und ich glaube ehrlich gesagt nicht, das Du einen militärischen Sprengstoff bekommst (und Dein Lehrer auch nicht).
20Sekunden mehr als was, ist die Frage. Wenn Du erst bei 200 s angekommen bist, kannst Du mit den herkömmlichen Stoffen noch was machen - Oli A.'s Stichwort mit den Erdalkalimetallen bzw. ihren Salzen ist hier richtungsweisend. Oder, wenn's schon saugefährlich sein soll, Beryllium. Das liefert in Verbindung mit reinem Sauerstoff einen fantastischen Impuls, nur leider sind die Abgase dermaßen krebserregend und lungenschädigend, das die NASA den Plan Mitte der 70er wieder verworfen hat.

Fazit: vielleicht läßt sich aus Oktogen ein einigermaßen heftiger Treibstoff herstellen (will nicht sagen es ist unmöglich, aber bestimmt nicht einfach), aber handhabungssicher wird dieser nicht sein - und damit hättest Du der Raumfahrtindustrie kein Geschenk gemacht.

Gruß,

Tom aus Gö

Hi
Das mit den Auflagen geht schon klar solange alles für Schule und JuFo dient.
meine prak. Erfahrungen gehen dahin, dass ich die besagten Stoffe aus Allerweltschemikalien hergestellt habe und sie danach wieder kontrolliert vernichtet habe.
Zitat:
"Und vom Außendruck und der Düsenform - im Prinzip ist eine Düse dann schon ineffizient, wenn sie die Luftschicht mit dem für sie als optimal errechneten Luftdruck verläßt (was auf dem Weg ins All schnell geht)."
Genau das wird durch die nozzle-expansion ja gegeben. Generell gilt, dass man thrust scattering vermeiden will, indem man den pressure decrease so gestaltet, dass er bei austritt der Gase aus der Düse den außendruck erreicht hat. (aber wie du schon sagtest, is das im Weltraum wohl schwer.)

Zum Thema Panzerung: Eine Rakete wie die amerikanische Maverick dringt ein kleines stück in die Panzerung ein (bedingt durch den Aufschlagsimpuls) dann zündet ein Okto oder Hexogen alu gemisch was durch eine enorme Hitzeentwicklung sich sehr schnell durch die Panzerung "schweißt". Heutzutage benutzt man leider fast ausschließlich Uranmuni welche bekanntlich böse Folgen hat. Aber das is was anderes.

Das Berylium Problem ist mir bekannt. Das ist ein Zeug wo ich die finger von lassen würde.
Das is gefährlich. (ohne Ironie hinsichtlich meiner Idee)
Ich kann an dieser stelle leider noch nichts über das recht komplexe abbrandsystem unseres Triebwerkes erzählen, werde aber später darauf eingehen.

Ob ein derartiges System in der bemannten Raumfahrt zum Einsatz käme ist allerdings fraglich.
Aber überleg mal welche Steiggeschwindigkeiten eine Boden-Luft Rakete (SAM) damit erreichen würde. Einsatzmöglichkeiten gibt es zu hauf, wenn das System hält was es verspricht.
Aber bis dahin gibts noch viel Arbeit
Danke für die Antwort

PS: Morgen beginnt der Planungsprozess zusammen mit den Chemielehrern