Black powder rocket motor
एक काला पाउडर रॉकेट मोटर काले पाउडर का उपयोग करके एक मॉडल रॉकेट को आगे बढ़ाता है। ब्लैक पाउडर रॉकेट प्रणोदक में लकड़ी का कोयला, सल्फर और पोटेशियम नाइट्रेट होते हैं। काला चूर्ण के जलने की दर को बदलने के लिए प्रत्येक घटक की मात्रा में समायोजन किया जा सकता है। ब्लैक पाउडर रॉकेट मोटरों को 13वीं शताब्दी की शुरुआत में चीनियों द्वारा एक आदिम रूप में बनाया गया था, और वर्षों के दौरान परिष्करण किए गए हैं और कई उपयोग किए गए हैं। इनका उपयोग हथियारों और निगरानी उपकरणों के साथ-साथ मनोरंजन के लिए भी किया गया है। विस्फोट के जोखिम और दक्षता के नुकसान को कम करने के लिए काले पाउडर रॉकेट मोटरों का उत्पादन केवल छोटे आकार में किया जाता है। ब्लैक पाउडर रॉकेटों का उत्पादन वर्ग 1/8 ए से एफ तक किया जाता है। मॉडल रॉकेट मोटरों के बड़े आकार अमोनियम पर्क्लोरेट समग्र प्रणोदक, या अन्य समग्र ईंधनों का उपयोग करते हैं जिनमें अमोनियम नाइट्रेट होता है। काला पाउडर सबसे पुराना प्रणोदक है। रॉकेटों में इसका उपयोग बंदूकों में इसके उपयोग से पहले किया जाता था। काले पाउडर के तीन मुख्य घटक लकड़ी का कोयला, सल्फर और साल्टपीटर (या पोटेशियम नाइट्रेट) हैं। यह ज्ञात है कि, 1045 तक, चीनी काले पाउडर का उत्पादन कर रहे थे, क्योंकि इस विषय के कई संदर्भ वू-चिंग त्सुंग-याओ (सैन्य क्लासिक्स का पूर्ण संग्रह) में पाए गए थे। तेरहवीं शताब्दी की शुरुआत में चीनियों ने काले पाउडर से चलने वाली वस्तुओं, जो पहले केवल मनोरंजन के लिए उपयोग की जाती थीं, को युद्ध के हथियारों में बदल दिया। सैन्य हथियारों के रूप में रॉकेटों का पहला दर्ज उपयोग 1232 में हुआ था। चीनी 'आग के तीर' एक प्रकार के गुलेल प्रक्षेपक से दागे गए थे। काला पाउडर एक बंद नली में पैक किया गया था जिसके एक छोर पर गर्म गैसों से बचने के लिए एक छेद था, और एक प्राथमिक स्थिरता और मार्गदर्शन प्रणाली के रूप में एक लंबी छड़ी थी। हालाँकि, काले पाउडर में बहुत कम विशिष्ट आवेग था। अगले कुछ सौ वर्षों में रॉकेट डिजाइन में सुधार किए गए। 1591 में एक बेल्जियम, जीन बीवी ने बहुस्तरीय रॉकेटों के महत्वपूर्ण विचार का वर्णन और रेखाचित्र तैयार किया। 1600 तक, यूरोप के विभिन्न हिस्सों में घुड़सवार सेना के खिलाफ रॉकेटों का उपयोग किया जा रहा था। 1688 तक, जर्मनी में 120 पाउंड से अधिक वजन के रॉकेट बनाए गए और सफलतापूर्वक दागे गए। 16 पाउंड के वारहेड ले जाने वाले इन जर्मन रॉकेटों में लिनन से प्रबलित लकड़ी के पाउडर केस का उपयोग किया गया था। टीपू सुल्तान के इंजीनियरों द्वारा भारत में विकसित लोहे के पतवार और उच्च दबाव दहन की शुरुआत के साथ काले पाउडर रॉकेट प्रदर्शन के एक नए स्तर पर पहुंच गए। एक किलोमीटर की दूरी के साथ, उनके रॉकेट से चलने वाले हथगोले और आगजनी ने एंग्लो-मैसूर युद्धों के दौरान ब्रिटिश आक्रमणकारियों को आश्चर्यचकित कर दिया। इन हथियारों से प्रभावित होकर, लंदन के एक वकील, सर विलियम कांग्रेव, रॉकेटों में सुधार की चुनौती से मोहित हो गए। उन्होंने प्रणोदक और केस डिजाइन के साथ प्रयोग किया। समस्या के प्रति उनके व्यवस्थित दृष्टिकोण के परिणामस्वरूप सीमा, मार्गदर्शन (स्थिरीकरण) और आग लगाने की क्षमताओं में सुधार हुआ। ब्रिटिश सशस्त्र बलों ने नेपोलियन और 1812 के युद्धों के दौरान बड़े लाभ के लिए कांग्रेव के नए रॉकेटों का उपयोग किया। 1939 में, कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने विमान के टेक-ऑफ में सहायता के लिए एक उच्च प्रदर्शन वाली ठोस रॉकेट मोटर विकसित करने की मांग की, जिसमें पहली वास्तविक समग्र मोटर का उत्पादन करने के लिए सामान्य सड़क डामर के साथ काले पाउडर को जोड़ा गया। यह वास्तविक मिश्रित मोटर का जन्म था और प्रमुख रॉकेटरी अनुप्रयोगों में काले पाउडर के उपयोग के अंत को चिह्नित किया। यह जेट प्रणोदन प्रयोगशाला की शुरुआत भी थी, और इसके नाम का स्रोत भी था। फॉर्मूलेशन ब्लैक पाउडर रॉकेट प्रणोदक मेकअप में पुराने जमाने के बारूद के समान है। मुख्य अंतर एक बाइंडर की उपस्थिति है, आमतौर पर डेक्सट्रिन। आम तौर पर उपयोग किए जाने वाले एस्टेस मॉडल रॉकेट इंजन काले पाउडर प्रणोदक से बने होते हैं। अच्छी तरह से काम करने के लिए काले पाउडर प्रणोदक को बहुत कसकर दबाया जाना चाहिए। इस प्रणोदक के तेजी से जलने की दर के कारण काले पाउडर के साथ डिज़ाइन की गई मोटरें अक्सर एंड-बर्नर होती हैं। एक साधारण डेक्सट्रिन-मुक्त संस्करण (सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला सूत्रीकरण) में 75 प्रतिशत पोटेशियम नाइट्रेट, 10 प्रतिशत सल्फर और 15 प्रतिशत लकड़ी का कोयला होता है। डेक्सट्रिन को वांछित रूप से जोड़ा जा सकता है (आमतौर पर 0 और 5 प्रतिशत के बीच)। एक दिलचस्प चिंगारी मार्ग प्राप्त करने के लिए अतिरिक्त (मोटा) लकड़ी का कोयला या धातु पाउडर (5-10%) जोड़ा जा सकता है। हालांकि, यह मिश्रण के जलने की दर को थोड़ा बदल सकता है। प्रदर्शन एक काले पाउडर मोटर के आवेग (थ्रस्ट-टाइम वक्र के तहत क्षेत्र) का उपयोग इसके वर्ग को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। मोटरों को 1/8A से F तक के वर्गों में विभाजित किया गया है, जो 0 से 80 N·s (न्यूटन-सेकंड) की आवेग सीमा को कवर करता है। अन्य प्रकार के मॉडल रॉकेट मोटरों को 'एच' तक वर्गीकृत किया जा सकता है, जो 320 एन·एस तक है, और कुछ मामलों में और भी आगे। प्रत्येक वर्ग की ऊपरी सीमा पिछली श्रेणी की ऊपरी सीमा से दोगुनी है। एस्टेस रॉकेट मोटर के परीक्षणों के आंकड़ों का उपयोग रॉकेट मोटर प्रदर्शन के निम्नलिखित उदाहरणों में किया जाता है। लघु काला पाउडर रॉकेट मोटर (13 मिमी व्यास) के लिए, अधिकतम जोर 5 और 12 एन के बीच होता है, कुल आवेग 0.5 और 2.2 एन के बीच होता है, और जलने का समय 0.25 और 1 सेकंड के बीच होता है। एस्टेस 'नियमित आकार' रॉकेट मोटरों (18 मिमी व्यास) के लिए, तीन वर्ग हैंः ए, बी और सी. ए वर्ग 18 मिमी मोटरों में अधिकतम जोर 9.5 और 9.75 एन के बीच होता है, कुल आवेग 2.1 और 2.3 एन के बीच होता है, और जलने का समय 0.5 और 0.75 सेकंड के बीच होता है। बी श्रेणी की 18 मिमी मोटरों में 12.15 और 12.75 N के बीच अधिकतम जोर होता है, कुल आवेग 4.2 और 4.5 N·s के बीच होता है, और जलने का समय 0.85 और 1 सेकंड के बीच होता है। सी श्रेणी की 18 मिमी मोटरों में 14-14.15 N से अधिकतम जोर होता है, कुल आवेग 8.8 और 9 N·s के बीच होता है, और जलने का समय 1.85 और 2 सेकंड के बीच होता है। एस्टेस के बड़े (24 मिमी व्यास) रॉकेट मोटरों में 3 वर्ग भी शामिल हैंः सी, डी और ई. सी वर्ग के 24 मिमी मोटरों का अधिकतम जोर 21.6 और 21.75 एन के बीच होता है, कुल आवेग 8.8 और 9 एन·एस के बीच होता है, और जलने का समय 0.8 और 0.85 सेकंड के बीच होता है। डी श्रेणी की 24 मिमी मोटरों का अधिकतम जोर 29.7 और 29.8 एन के बीच होता है, कुल आवेग 16.7 और 16.85 एन·एस के बीच होता है, और जलने का समय 1.6 और 1.7 सेकंड के बीच होता है। ई श्रेणी की 24 मिमी मोटरों में अधिकतम जोर 19.4 और 19.5 एन के बीच होता है, कुल आवेग 28.45 और 28.6 एन·एस के बीच होता है, और जलने का समय 3 और 3.1 सेकंड के बीच होता है। एस्टेस ई और एफ श्रेणियों में 29 मिमी काले पाउडर मोटरों का भी उत्पादन करता है। एफ श्रेणी की मोटरों में कुल 50 न्यूटन-सेकंड का आवेग होता है और इसमें 60 ग्राम काला पाउडर प्रणोदक होता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में बड़े काले पाउडर मोटर व्यावहारिक नहीं हैं क्योंकि विस्फोटक कानून उपभोक्ता वर्ग के काले पाउडर मोटरों को 62.5 ग्राम प्रणोदक तक सीमित करते हैं। प्रणोदक की बड़ी मात्रा के लिए उपयोगकर्ताओं को शराब, तंबाकू, आग्नेयास्त्र और विस्फोटक ब्यूरो से विस्फोटक परमिट प्राप्त करने की आवश्यकता होगी। 62. 5 ग्राम से अधिक प्रणोदक वाली मोटरें आमतौर पर अमोनियम परक्लोरेट मिश्रित प्रणोदक पर निर्भर करती हैं क्योंकि उस प्रणोदक को विस्फोटक के रूप में विनियमन से छूट दी गई है। रॉकेट कैंडी संदर्भ मॉडल रॉकेट प्रणोदक रॉकेट इंजन ठोस ईंधन रॉकेट ठोस ईंधन भी देखें।