Deze handleiding is geschreven om te zien hoe een stof zich gedraagt onder welke toestand en hoeveel kracht deze kan uitoefenen om van de grond af te

Transcriptie

1 Deze handleiding is geschreven om te zien hoe een stof zich gedraagt onder welke toestand en hoeveel kracht deze kan uitoefenen om van de grond af te komen. Niet iets om zelf te proberen, doe je dit toch dan is dat je eigen verantwoordelijkheid.verder zijn deze composities getest en niet zomaar op papier gezet. Ik acht mezelf niet aansprakelijk voor wat jij jezelf of andere aanricht. Lichamelijke & materiele schade moet je dan ook niet aan deze handleiding linken. Deze handleiding is slechts gemaakt voor amusement.

2 1. Inleiding

3 Een vuurpijl is een kleine raket, aangedreven door de verbranding van een sas, wat hete gassen onder hoge druk oplevert die door een vernauwde uitstroomopening de verbrandingskamer met hoge snelheid naar achteren verlaten, daarbij de vuurpijl voortstuwend. Het klassieke aandrijfmiddel voor vuurpijlen is zwart buskruit. 2. Geschiedenis Vuurpijlen waren een van de vroegste toepassingen van buskruit, en werden reeds zeer lang geleden (300 jaar voor onze jaartelling!) door de chinezen gebruikt. Vanaf de 11e eeuw ook in militaire toepassingen. Omdat de druk op het omhulsel bij een vuurpijl lager is dan bij een kanon of ander vuurwapen gaat de toepassing van vuurpijlen vooraf aan die van de vuurwapens, waarvoor een hogere ontwikkeling van de metallurgie noodzakelijk is. In het westen maakten we voor het eerst kennis met vuurpijlen in 1453 toen ze door het ottomaanse leger werden gebruikt bij het beleg van Constantinopel. Nog tot enige eeuwen daarna waren ze in het westen niet meer dan een curiositeit. De vuurpijl dient typisch als transportmiddel: van een explosieve lading in de strijd, van een vuurwerklading met visuele effecten en/of knallen als vuurwerk, van een dunne lijn bij het overschieten van reddingsmiddelen naar in nood verkerende schepen. 3. Constructie Essentiële onderdelen zijn: Een nuttige lading - Payload Een aandrijflading - Proppelant Een omhulsel - Casing Een straalpijp - Nozzle Een stabilisator die zorgt dat de vuurpijl bij het vliegen op koers blijft. De Proppelant bestaat meestal uit zwart buskruit met wat meer houtskool in de samenstelling dan kruit dat echt moet exploderen, het kan ook bestaan uit andere mengsels maar dit word verder uitgelegd in deze tutorial. Dit is stevig aangestampt of wordt in vloeibare vorm (verkregen door kruit met een bindende oplossing zoals gom te mengen) in de pijl gegoten. Het beoogde resultaat (eventueel na droging) is dat het vlamfront zich gelijkmatig door de aandrijflading voortplant. Een te los gepakte aandrijflading kan makkelijk exploderen. De aandrijflading moet gedurende de aandrijftijd een gedoseerde en gelijkmatige gasontwikkeling mogelijk maken. Het oppervlak van het vlamfront tijdens de verbrandingsfase kan worden beïnvloed door een kernvorm in de aandrijflading uit te sparen, bijvoorbeeld een kegel, een cilinder of een stervormige holte. Het omhulsel moet zo licht mogelijk zijn om de pijl zo ver mogelijk te laten vliegen, maar anderzijds sterk genoeg om de druk van de bij de verbranding ontstaande gassen te weerstaan. Het vormt dus altijd een compromis. De straalpijp werkt efficiënter als de gassen door een nauwe opening stromen, zodat de druk in de vuurpijl hoog is en de uitstroomsnelheid hoog. Hiervoor moet echter het omhulsel ook weer sterker en zwaarder worden. Ook zijn complexe, maar efficiëntere straalpijpvormen (conisch, of klokvormig) weer duurder dan een eenvoudig gat in een plaatje stevig materiaal. Zie afbeelding hieronder om te zien hoe je het beste de gassen kan afvoeren.

4 Hier links zie je dat als je de nozzle conisch maakt dat de gassen meer de tegenover gesteld werken op de motor dan als je het niet doet. Verder moet je nozzle van goede kwaliteit zijn en niet dat het zo kan brokkelen als het gas eruit komt. Bron van plaatje : De stabilisator is bij veel vuurpijlen niet meer dan een stok die het zwaartepunt van de pijl, achter het aangrijpingspunt van de stuwkracht plaatst en door zijn massa de neiging tot zijdelingse afwijkingen dempt, maar de vuurpijl kan ook worden voorzien van vinnen die eventueel ook een roterende beweging kunnen veroorzaken. Als de pijl eenmaal draait heeft hij door het gyroscoopeffect minder neiging uit de koers te raken, en zal een eventuele systematische afwijking door ongelijkmatige verbranding in de verbrandingskamer ook niet steeds dezelfde kant op werken. Rotatie kan ook worden bereikt door de vorm van de straalpijp te veranderen of door nevenstraalpijpjes aan te brengen die een rotatiekracht uitoefenen. * Tekstbron : 4. Het ontstaan van gassen in een vuurpijl motor. In een vuurpijl motor zit niks anders dan een mengsel dat heel snel verbrandt, niet zo snel dat het uit elkaar explodeert. Daarom moet het ook in een huls geramd of geperst worden. In ieder geval dat er in de sas geen lucht meer zit want lucht zorgt dat er gas ophoopt en dan explodeert. Bij buskruit krijg je sneller een knaller dan bij b.v. Kaliumnitraat / suiker sas. Dit komt waarschijnlijk omdat suiker makkelijk plakt aan de kaliumnitraat. En de buskruit die bindt niet goed met elkaar want zwavel en koolstof die binden zicht niet makkelijk (Plakken met een ander chemische stof). Het is ook dat buskruit weer makkelijk poeder wordt als je het geramd hebt en weer eruit haalt. Ik heb dit zelf nog nooit gehad met KNO 3 /suiker dit mengsel blijft altijd goed zitten en wordt geen stof als je het de brandgang (core) boort. Voor de verschillende sassen heb je ook verschillende chemische reactievergelijkingen. 5. Reactievergelijkingen van verschillende sassen : De reactievergelijking van buskruit : 2KNO 3 (s) + 3C (s) + S (s) N 2 (g) + 3CO 2 (g) + K 2 S (s) Deze reactie vormt ook kleine hoeveelheden van CO (g), K 2 CO 3 (s), K 2 SO4(s) en K 2 S 2 (s).

5 * Reactie vergelijking van De reactievergelijkingen van whistle mix : Natriumbenzoaat + Kaliumchloraat Koolstofdioxide + Waterdamp + Natriumoxide + Kaliumchloride 2C 6 H 5 COONa (s) + 10KClO 3 (s) 14CO 2 (g) + 5H 2 O (g) + Na 2 O (s) + 10KCl (s) 19,04% Natriumbenzoaat & 80,96% Kaliumchloraat * Reactievergelijk van runaway member van chemixtry.be De reactie vergelijking van H3 kruit : 2KClO 3 (s) + 3C (s) 2KCl (s) + 3CO 2 (g) * Reactievergelijk van runaway member van chemixtry.be De reactie vergelijking van kaliumnitraat met suiker : 5C 12 H 22 O 11 (s) + 48KNO 3 (s) 60CO 2 (g) + 55H 2 O (g) + 24K 2 O (g) + 24N 2 (g) * Reactievergelijk van Gsjosh member van chemixtry.be 6. Zelf ontwerpen en maken van een motor : Het zelf maken en ontwerpen van een motor is gewoon een kwestie van testen. Je moet ook kijken welke compositie je gebruikt en wat het beste daarbij is * core lengte, venturi grote, dikte nozzle, materiaal van nozzle. Je hebt zo verschillende motoren :

6 Je hebt wat materialen en tools nodig: Rammer Hamer Trechter Zaagje Lepel PVC buisje Brandstof Klei Poeder

7 Dan vul je de huls een beetje met klei poeder totdat je de gewenste eindstop hebt en ramt het aan. Dit aanrammen doe je precies het zelfde met de brandstof en daarna maak je weer een einstop en boort een gat in de einstop totdat je de gewenste core lengte hebt. Let op: Niet alle brandstoffen kunnen tegen aanrammen! Zo gaan ze uitzien als je het goed doet, met een rocket tool word de nozzle nog beter.

8 3 motoren bevestigd aan een stok Kattenbak korrels worden gemalen tot poeder Voor de eindstop en nozzle te maken. Hier zie je de raket brandstof gemalen Woordenlijst : Sas (vuurwerk) Een sas is een mengsel van een zuurstof gevende en een of meer oxideerbare (brandbare) stoffen dat snel of zelfs explosief kan verbranden, onder het afgeven van geluid- en lichteffecten. Core Dit is de brandgang die door de klei en brandstof heen loopt Venturi Dit is de diameter van de core.