Black powder rocket motor
একটি কালো পাউডার রকেট মোটর কালো পাউডার ব্যবহার করে একটি মডেল রকেটকে চালিত করে। কালো পাউডার রকেট প্রণোদকগুলি কাঠকয়লা, সালফার এবং পটাসিয়াম নাইট্রেট নিয়ে গঠিত। কালো গুঁড়ো পোড়ানোর হার পরিবর্তন করতে প্রতিটি উপাদানের পরিমাণে সমন্বয় করা যেতে পারে। ত্রয়োদশ শতাব্দীর গোড়ার দিকে চীনারা কালো পাউডার রকেট মোটরগুলি আদিম আকারে তৈরি করেছিল এবং বছরের পর বছর ধরে পরিমার্জন করা হয়েছে এবং বেশ কয়েকটি ব্যবহার তৈরি করা হয়েছে। এগুলি অস্ত্র এবং নজরদারি যন্ত্রের পাশাপাশি বিনোদনের জন্যও ব্যবহার করা হয়েছে। বিস্ফোরণের ঝুঁকি এবং দক্ষতা হ্রাস কমাতে কালো পাউডার রকেট মোটর শুধুমাত্র ছোট আকারে তৈরি করা হয়। কালো পাউডার রকেটগুলি এফ-এর মাধ্যমে 1/8এ শ্রেণীতে উৎপাদিত হয়। মডেল রকেট মোটরগুলির বড় আকার অ্যামোনিয়াম পারক্লোরেট যৌগিক প্রণোদক বা অন্যান্য যৌগিক জ্বালানী ব্যবহার করে যা অ্যামোনিয়াম নাইট্রেট ধারণ করে। ইতিহাস কালো গুঁড়ো হল প্রাচীনতম প্রণোদক। রকেটগুলিতে এর ব্যবহার বন্দুকগুলিতে এর ব্যবহারের আগে ছিল। কালো পাউডারের তিনটি প্রধান উপাদান হল কাঠকয়লা, সালফার এবং সল্টপিটার (বা পটাসিয়াম নাইট্রেট)। জানা যায় যে, 1045 খ্রিষ্টাব্দের মধ্যে চীনারা কালো গুঁড়ো উৎপাদন করছিল, কারণ উ-চিং সাং-ইয়াও (মিলিটারি ক্লাসিকের সম্পূর্ণ সংকলন)-এ এই বিষয়টির অনেক উল্লেখ পাওয়া গেছে। ত্রয়োদশ শতাব্দীর গোড়ার দিকে চীনারা কালো গুঁড়ো চালিত বস্তুগুলিকে, যা আগে শুধুমাত্র বিনোদনের জন্য ব্যবহৃত হত, যুদ্ধের অস্ত্রগুলিতে পরিণত করে। সামরিক অস্ত্র হিসাবে রকেটের প্রথম নথিভুক্ত ব্যবহার হয় 1232 সালে। চীনা 'আগুনের তীর' এক ধরনের ক্যাটাপল্ট লঞ্চার থেকে নিক্ষেপ করা হয়েছিল। কালো গুঁড়োটি একটি বন্ধ নলের মধ্যে প্যাক করা হয়েছিল যার এক প্রান্তে গরম গ্যাস থেকে বাঁচার জন্য একটি গর্ত ছিল এবং প্রাথমিক স্থিতিশীলতা এবং নির্দেশিকা ব্যবস্থা হিসাবে একটি দীর্ঘ লাঠি ছিল। তবে কালো পাউডারের নির্দিষ্ট আবেগ খুব কম ছিল। পরবর্তী কয়েকশো বছরে রকেটের নকশায় সংস্কার করা হয়। 1591 খ্রিষ্টাব্দে একজন বেলজিয়ান, জিন বিভি, মাল্টিস্টেজ রকেটের গুরুত্বপূর্ণ ধারণাটি বর্ণনা ও স্কেচ করেছিলেন। 1600 খ্রিষ্টাব্দের মধ্যে ইউরোপের বিভিন্ন অংশে অশ্বারোহী বাহিনীর বিরুদ্ধে রকেট ব্যবহার করা হচ্ছিল। 1688 খ্রিষ্টাব্দের মধ্যে জার্মানিতে 120 পাউন্ডের বেশি ওজনের রকেট তৈরি এবং সফলভাবে নিক্ষেপ করা হয়েছিল। 16 পাউন্ডের ওয়ারহেড বহনকারী এই জার্মান রকেটগুলি লিনেন দিয়ে শক্তিশালী কাঠের পাউডার কেস ব্যবহার করত। টিপু সুলতানের প্রকৌশলীরা ভারতে লোহার কাঠামো এবং উচ্চ-চাপের জ্বলন প্রবর্তনের মাধ্যমে কালো পাউডার রকেটগুলি কর্মক্ষমতার একটি নতুন স্তরে পৌঁছেছিল। এক কিলোমিটার পরিসীমা সহ, তাঁর রকেট চালিত গ্রেনেড এবং অগ্নিসংযোগগুলি অ্যাংলো-মহীশূর যুদ্ধের সময় ব্রিটিশ আক্রমণকারীদের অবাক করে দিয়েছিল। এই অস্ত্রগুলি দেখে মুগ্ধ হয়ে লন্ডনের একজন আইনজীবী স্যার উইলিয়াম কংগ্রেভ রকেটের উন্নতির চ্যালেঞ্জ দেখে মুগ্ধ হয়ে যান। তিনি প্রপেল্যান্ট এবং কেস ডিজাইন নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেছিলেন। সমস্যাটির প্রতি তাঁর নিয়মতান্ত্রিক দৃষ্টিভঙ্গির ফলে উন্নত পরিসীমা, দিকনির্দেশনা (স্থিতিশীলতা) এবং দাহ্য ক্ষমতা তৈরি হয়েছিল। ব্রিটিশ সশস্ত্র বাহিনী নেপোলিয়নিক এবং 1812 সালের যুদ্ধের সময় কংগ্রেভের নতুন রকেটগুলি ব্যবহার করে প্রচুর সুবিধা লাভ করে। 1939 সালে, ক্যালিফোর্নিয়া ইনস্টিটিউট অফ টেকনোলজির গবেষকরা বিমানের টেক-অফে সহায়তা করার জন্য একটি উচ্চ-কার্যকারিতা কঠিন রকেট মোটর বিকাশের চেষ্টা করেছিলেন, প্রথম সত্যিকারের যৌগিক মোটর তৈরি করতে সাধারণ রাস্তার অ্যাসফল্টের সাথে কালো পাউডারকে একত্রিত করেছিলেন। এটি ছিল প্রকৃত যৌগিক মোটরের জন্ম এবং প্রধান রকেট প্রয়োগগুলিতে কালো পাউডার ব্যবহারের সমাপ্তি চিহ্নিত করে। এটি ছিল জেট প্রপালশন ল্যাবরেটরির সূচনা এবং এর নামের উৎস। ফর্মুলেশন ব্ল্যাক পাউডার রকেট প্রপেল্যান্ট মেকআপে পুরানো ধাঁচের গানপাউডারের সাথে খুব মিল। প্রধান পার্থক্য হল বাইন্ডারের উপস্থিতি, সাধারণত ডেক্সট্রিন। সাধারণত ব্যবহৃত এস্টেস মডেল রকেট ইঞ্জিনগুলি কালো পাউডার প্রপেল্যান্ট দিয়ে তৈরি করা হয়। ভালভাবে কাজ করার জন্য কালো পাউডার প্রপেল্যান্টকে খুব শক্তভাবে চেপে রাখতে হবে। কালো পাউডার দিয়ে ডিজাইন করা মোটরগুলি প্রায়শই এন্ড-বার্নার হয়, কারণ এই প্রপেল্যান্টের দ্রুত বার্ন রেটের কারণে। একটি সাধারণ ডেক্সট্রিন-মুক্ত সংস্করণে (সর্বাধিক ব্যবহৃত গঠন) 75 শতাংশ পটাসিয়াম নাইট্রেট, 10 শতাংশ সালফার এবং 15 শতাংশ কাঠকয়লা থাকে। ডেক্সট্রিন পছন্দ মতো যোগ করা যেতে পারে (সাধারণত 0 থেকে 5 শতাংশের মধ্যে)। একটি আকর্ষণীয় স্পার্ক ট্রেইল পেতে অতিরিক্ত (মোটা) কাঠকয়লা বা ধাতব গুঁড়ো (5-10%) যোগ করা যেতে পারে। তবে, এটি মিশ্রণের পোড়ার হারকে সামান্য পরিবর্তন করতে পারে। কর্মক্ষমতা একটি কালো পাউডার মোটরের আবেগ (থ্রাস্ট-টাইম বক্ররেখার অধীনে এলাকা) তার শ্রেণী নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়। মোটরগুলি 1/8A থেকে F পর্যন্ত শ্রেণীতে বিভক্ত, যা 0 থেকে 80 N·s (নিউটন-সেকেন্ড) এর একটি আবেগ পরিসীমা জুড়ে। অন্যান্য ধরনের মডেল রকেট মোটরগুলিকে একটি 'এইচ' পর্যন্ত শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে, যা 320 এন·এস পর্যন্ত, এবং এমনকি কিছু ক্ষেত্রে আরও বেশি। প্রতিটি শ্রেণীর উচ্চ সীমা পূর্ববর্তী শ্রেণীর উচ্চ সীমার দ্বিগুণ। রকেট মোটর পারফরম্যান্সের নিম্নলিখিত উদাহরণগুলিতে এস্টেস রকেট মোটরের পরীক্ষার পরিসংখ্যান ব্যবহার করা হয়েছে। ক্ষুদ্রাকার কালো পাউডার রকেট মোটরের জন্য (13 মিমি ব্যাস), সর্বাধিক ধাক্কা 5 থেকে 12 এন-এর মধ্যে, মোট আবেগ 0.5 থেকে 2.2 এন-এর মধ্যে এবং পোড়ানোর সময় 0.25 থেকে 1 সেকেন্ডের মধ্যে। এস্টেসের 'নিয়মিত আকারের' রকেট মোটরগুলির (18 মিমি ব্যাস) জন্য তিনটি শ্রেণী রয়েছেঃ এ, বি এবং সি। এ শ্রেণীর 18 মিমি মোটরগুলির সর্বোচ্চ থ্রাস্ট 9.5 থেকে 9.75 এন-এর মধ্যে থাকে, মোট ইমপালস 2.1 থেকে 2.3 এন-এর মধ্যে থাকে এবং পোড়ানোর সময় 0.5 থেকে 0.75 সেকেন্ডের মধ্যে থাকে। বি শ্রেণীর 18 মিমি মোটরগুলির 12.15 এবং 12.75 এন-এর মধ্যে সর্বাধিক থ্রাস্ট থাকে, মোট ইমপালস 4.2 এবং 4.35 এন·এস-এর মধ্যে থাকে এবং পোড়ানোর সময় 0.85 এবং 1 সেকেন্ডের মধ্যে থাকে। সি শ্রেণীর 18 মিমি মোটরগুলির সর্বোচ্চ থ্রাস্ট 14-14.15 এন, মোট ইমপালস 8.8 থেকে 9 এন·এস এবং পোড়া সময় 1.85 থেকে 2 সেকেন্ডের মধ্যে থাকে। এস্টেসের বড় (24 মিমি ব্যাস) রকেট মোটরগুলিতে 3 টি শ্রেণী অন্তর্ভুক্ত রয়েছেঃ সি, ডি এবং ই। সি শ্রেণীর 24 মিমি মোটরগুলির সর্বাধিক থ্রাস্ট 21.6 এবং 21.75 এন-এর মধ্যে থাকে, মোট ইমপালস 8.8 এবং 9 এন·এস-এর মধ্যে থাকে এবং পোড়ার সময় 0.8 এবং 0.85 সেকেন্ডের মধ্যে থাকে। ডি শ্রেণীর 24 মিমি মোটরগুলির সর্বাধিক থ্রাস্ট 29.7 এবং 29.8 এন-এর মধ্যে থাকে, মোট ইমপালস 16.7 এবং 16.85 এন·এস-এর মধ্যে থাকে এবং পোড়ানোর সময় 1.6 এবং 1.7 সেকেন্ডের মধ্যে থাকে। ই শ্রেণীর 24 মিমি মোটরগুলির সর্বাধিক থ্রাস্ট 19.4 এবং 19.5 এন-এর মধ্যে থাকে, 28.45 এবং 28.6 এন-এর মধ্যে মোট আবেগ এবং 3 থেকে 3.1 সেকেন্ডের মধ্যে পোড়া সময় থাকে। এস্টেস ই এবং এফ শ্রেণীতে 29 মিমি কালো পাউডার মোটরও উৎপাদন করে। এফ শ্রেণীর মোটরগুলির মোট 50 নিউটন-সেকেন্ডের আবেগ থাকে এবং এতে 60 গ্রাম কালো পাউডার প্রণোদক থাকে। বড় কালো পাউডার মোটর মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে ব্যবহারিক নয় কারণ বিস্ফোরক আইন ভোক্তা শ্রেণীর কালো পাউডার মোটরকে 62.5 গ্রাম প্রণোদকের মধ্যে সীমাবদ্ধ করে। বড় পরিমাণে প্রপেল্যান্টের জন্য ব্যবহারকারীদের মদ, তামাক, আগ্নেয়াস্ত্র এবং বিস্ফোরক ব্যুরো থেকে বিস্ফোরক অনুমতির প্রয়োজন হবে। 62. 5 গ্রামের বেশি প্রণোদকযুক্ত মোটরগুলি সাধারণত অ্যামোনিয়াম পারক্লোরেট যৌগিক প্রণোদকের উপর নির্ভর করে কারণ সেই প্রণোদকটি বিস্ফোরক হিসাবে নিয়ন্ত্রণ থেকে মুক্ত। আরও দেখুন রকেট ক্যান্ডি রেফারেন্স মডেল রকেট প্রণোদক রকেট ইঞ্জিন কঠিন জ্বালানী রকেট কঠিন জ্বালানী