Black powder rocket motor
ایک سیاہ پاؤڈر راکٹ موٹر سیاہ پاؤڈر کا استعمال کرتے ہوئے ایک ماڈل راکٹ کو آگے بڑھاتا ہے۔ بلیک پاؤڈر راکٹ پروپیلنٹ چارکول، سلفر اور پوٹاشیم نائٹریٹ پر مشتمل ہوتے ہیں۔ سیاہ پاؤڈر کے جلنے کی شرح کو تبدیل کرنے کے لیے ہر جزو کی مقدار میں ایڈجسٹمنٹ کی جا سکتی ہے۔ بلیک پاؤڈر راکٹ موٹرز 13 ویں صدی کے اوائل میں چینیوں کے ذریعہ ایک قدیم شکل میں بنائے گئے تھے، اور سالوں کے دوران اصلاحات کی گئی ہیں اور کئی استعمال پیدا ہوئے ہیں۔ انہیں ہتھیاروں اور نگرانی کے آلات کے ساتھ ساتھ تفریح کے لیے بھی استعمال کیا گیا ہے۔ بلیک پاؤڈر راکٹ موٹرز صرف چھوٹے سائز میں تیار کیے جاتے ہیں، تاکہ دھماکے کے خطرے اور کارکردگی کے نقصان کو کم کیا جا سکے۔ بلیک پاؤڈر راکٹ کلاس 1/8 اے سے ایف تک تیار کیے جاتے ہیں۔ ماڈل راکٹ موٹروں کے بڑے سائز میں امونیم پرکلوریٹ جامع پروپیلنٹ، یا دیگر جامع ایندھن استعمال ہوتے ہیں جن میں امونیم نائٹریٹ ہوتا ہے۔ تاریخ کالا پاؤڈر سب سے قدیم پروپیلنٹ ہے۔ راکٹوں میں اس کا استعمال بندوقوں میں اس کے استعمال سے پہلے تھا۔ کالے پاؤڈر کے تین اہم اجزاء چارکول، سلفر، اور سالٹ پیٹر (یا پوٹاشیم نائٹریٹ) ہیں۔ یہ معلوم ہے کہ، 1045 تک، چینی سیاہ پاؤڈر تیار کر رہے تھے، کیونکہ اس موضوع کے بہت سے حوالہ جات وو چنگ سنگ یاؤ (ملٹری کلاسیکس کا مکمل مجموعہ) میں پائے گئے تھے۔ تیرہویں صدی کے اوائل میں چینیوں نے سیاہ پاؤڈر سے چلنے والی اشیاء، جو پہلے صرف تفریح کے لیے استعمال ہوتی تھیں، کو جنگی ہتھیاروں میں تبدیل کر دیا۔ فوجی ہتھیاروں کے طور پر راکٹوں کا پہلا ریکارڈ شدہ استعمال 1232 میں ہوا تھا۔ چینی 'آگ کے تیر' ایک طرح کے کیٹپلٹ لانچر سے فائر کیے گئے تھے۔ سیاہ پاؤڈر کو ایک بند ٹیوب میں پیک کیا گیا تھا جس کے ایک سرے پر گرم گیسوں سے بچنے کے لیے ایک سوراخ تھا، اور ابتدائی استحکام اور رہنمائی کے نظام کے طور پر ایک لمبی چھڑی تھی۔ تاہم، سیاہ پاؤڈر میں بہت کم مخصوص قوت تھی۔ اگلے چند سو سالوں میں راکٹ کے ڈیزائن میں اصلاحات کی گئیں۔ 1591 میں بیلجیئم کے جین بیوئی نے کثیر الجہتی راکٹوں کے اہم خیال کو بیان کیا اور اس کا خاکہ تیار کیا۔ 1600 تک یورپ کے مختلف حصوں میں گھڑ سواروں کے خلاف راکٹ استعمال کیے جا رہے تھے۔ 1688 تک، جرمنی میں کامیابی کے ساتھ 120 پاؤنڈ سے زیادہ وزنی راکٹ بنائے اور داغے جا چکے تھے۔ یہ جرمن راکٹ، 16 پاؤنڈ کے وار ہیڈز لے کر، لینن سے تقویت یافتہ لکڑی کے پاؤڈر کیسوں کا استعمال کرتے تھے۔ ٹیپو سلطان کے انجینئروں کے ذریعہ ہندوستان میں تیار کردہ لوہے کے ہلز اور ہائی پریشر دہن کے تعارف کے ساتھ بلیک پاؤڈر راکٹ کارکردگی کی ایک نئی سطح پر پہنچ گئے۔ ایک کلومیٹر کی رینج کے ساتھ، ان کے راکٹ سے چلنے والے دستی بموں اور آتش گیروں نے اینگلو میسور جنگوں کے دوران برطانوی حملہ آوروں کو حیران کر دیا۔ ان ہتھیاروں سے متاثر ہو کر لندن کے وکیل سر ولیم کانگریو راکٹوں کو بہتر بنانے کے چیلنج سے متاثر ہو گئے۔ انہوں نے پروپیلنٹس اور کیس ڈیزائن کے ساتھ تجربہ کیا۔ اس مسئلے پر ان کے منظم نقطہ نظر کے نتیجے میں رینج، رہنمائی (استحکام)، اور آتش گیر صلاحیتیں بہتر ہوئیں۔ برطانوی مسلح افواج نے نیپولین اور 1812 کی جنگوں کے دوران بڑے فائدے کے لیے کانگریو کے نئے راکٹوں کا استعمال کیا۔ 1939 میں، کیلیفورنیا انسٹی ٹیوٹ آف ٹیکنالوجی کے محققین نے ہوائی جہاز کے ٹیک آف میں مدد کے لیے ایک اعلی کارکردگی والی ٹھوس راکٹ موٹر تیار کرنے کی کوشش کی، جس میں پہلی حقیقی جامع موٹر تیار کرنے کے لیے عام روڈ اسفالٹ کے ساتھ سیاہ پاؤڈر کو ملایا گیا۔ یہ حقیقی جامع موٹر کی پیدائش تھی اور راکٹ کی بڑی ایپلی کیشنز میں سیاہ پاؤڈر کے استعمال کے خاتمے کو نشان زد کیا۔ یہ جیٹ پروپلشن لیبارٹری کا آغاز بھی تھا، اور اس کے نام کا ماخذ تھا۔ فارمولیشن بلیک پاؤڈر راکٹ پروپیلنٹ میک اپ میں پرانے زمانے کے گن پاؤڈر سے بہت ملتا جلتا ہے۔ بنیادی فرق بائنڈر کی موجودگی ہے، عام طور پر ڈیکسٹرین۔ عام طور پر استعمال ہونے والے ایسٹس ماڈل راکٹ انجن سیاہ پاؤڈر پروپیلنٹ سے بنائے جاتے ہیں۔ بلیک پاؤڈر پروپیلنٹ کو اچھی طرح سے کام کرنے کے لیے بہت مضبوطی سے دبایا جانا چاہیے۔ اس پروپیلنٹ کے تیز جلنے کی شرح کی وجہ سے سیاہ پاؤڈر کے ساتھ ڈیزائن کردہ موٹرز اکثر اینڈ برنر ہوتے ہیں۔ ایک سادہ ڈیکسٹرین فری ورژن (سب سے زیادہ استعمال ہونے والی فارمولیشن) میں 75 فیصد پوٹاشیم نائٹریٹ، 10 فیصد سلفر اور 15 فیصد چارکول شامل ہوتا ہے۔ ڈیکسٹرین کو اپنی مرضی کے مطابق شامل کیا جا سکتا ہے (عام طور پر 0 اور 5 ٪ کے درمیان)۔ دلچسپ چنگاری کا راستہ حاصل کرنے کے لیے اضافی (موٹے) چارکول یا دھاتی پاؤڈر (5-10%) شامل کیے جا سکتے ہیں۔ تاہم، اس سے مرکب کے جلنے کی شرح میں قدرے تبدیلی آسکتی ہے۔ کارکردگی سیاہ پاؤڈر موٹر کی قوت (تھرسٹ ٹائم وکر کے نیچے کا علاقہ) اس کی کلاس کا تعین کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ موٹروں کو 1/8A سے F تک کی کلاسوں میں تقسیم کیا گیا ہے، جو 0 سے 80 N·s (نیوٹن سیکنڈ) کی قوت کی حد کا احاطہ کرتا ہے۔ ماڈل راکٹ موٹروں کی دیگر اقسام کو 'H' تک درجہ بند کیا جا سکتا ہے، جو 320 N·s تک ہے، اور کچھ معاملات میں اس سے بھی آگے۔ ہر کلاس کی اوپری حد پچھلی کلاس کی اوپری حد سے دوگنی ہوتی ہے۔ ایسٹس راکٹ موٹروں کے ٹیسٹ کے اعداد و شمار راکٹ موٹر کی کارکردگی کی درج ذیل مثالوں میں استعمال ہوتے ہیں۔ چھوٹے سیاہ پاؤڈر راکٹ موٹروں (13 ملی میٹر قطر) کے لیے، زیادہ سے زیادہ زور 5 اور 12 این کے درمیان ہوتا ہے، کل قوت 0.5 اور 2.2 این کے درمیان ہوتی ہے، اور جلنے کا وقت 0.25 اور 1 سیکنڈ کے درمیان ہوتا ہے۔ ایسٹس 'باقاعدہ سائز' راکٹ موٹروں (18 ملی میٹر قطر) کے لیے، تین کلاسیں ہیں: اے، بی، اور سی۔ اے کلاس 18 ملی میٹر موٹروں کا زیادہ سے زیادہ زور 9.5 اور 9.75 این کے درمیان ہوتا ہے، کل تسلسل 2.1 اور 2.3 این کے درمیان ہوتا ہے، اور جلنے کا وقت 0.5 اور 0.75 سیکنڈ کے درمیان ہوتا ہے۔ بی کلاس 18 ملی میٹر موٹروں میں 12.15 اور 12.75 N کے درمیان زیادہ سے زیادہ زور ہوتا ہے، کل امپلس 4.2 اور 4.35 N·s کے درمیان ہوتا ہے، اور جلنے کا وقت 0.85 اور 1 سیکنڈ کے درمیان ہوتا ہے۔ سی کلاس 18 ملی میٹر موٹروں میں زیادہ سے زیادہ زور 14-14.15 N ہوتا ہے، کل قوت 8.8 اور 9 N·s کے درمیان ہوتی ہے، اور جلنے کا وقت 1.85 اور 2 سیکنڈ کے درمیان ہوتا ہے۔ ایسٹس لارج (24 ملی میٹر قطر) راکٹ موٹروں میں 3 کلاسیں بھی شامل ہیں: سی، ڈی، اور ای۔ سی کلاس 24 ملی میٹر موٹروں میں زیادہ سے زیادہ زور 21.6 اور 21.75 این کے درمیان ہوتا ہے، کل قوت 8.8 اور 9 این کے درمیان ہوتی ہے، اور جلنے کا وقت 0.8 اور 0.85 سیکنڈ کے درمیان ہوتا ہے۔ ڈی کلاس 24 ملی میٹر موٹروں میں زیادہ سے زیادہ زور 29.7 اور 29.8 این کے درمیان ہوتا ہے، کل قوت 16.7 اور 16.85 N·s کے درمیان ہوتی ہے، اور جلنے کا وقت 1.6 اور 1.7 سیکنڈ کے درمیان ہوتا ہے۔ ای کلاس 24 ملی میٹر موٹروں میں زیادہ سے زیادہ زور 19.4 اور 19.5 این کے درمیان ہوتا ہے، کل امپلس 28.45 اور 28.6 این کے درمیان ہوتا ہے، اور جلنے کا وقت 3 اور 3.1 سیکنڈ کے درمیان ہوتا ہے۔ ایسٹس ای اور ایف کلاسوں میں 29 ملی میٹر بلیک پاؤڈر موٹرز بھی تیار کرتا ہے۔ ایف کلاس موٹروں میں کل 50 نیوٹن سیکنڈ کی قوت ہوتی ہے اور اس میں 60 گرام بلیک پاؤڈر پروپیلنٹ ہوتا ہے۔ بڑی کالی پاؤڈر موٹریں ریاستہائے متحدہ میں عملی نہیں ہیں کیونکہ دھماکہ خیز مواد کے قوانین صارفین کی کلاس بلیک پاؤڈر موٹروں کو 62.5 گرام پروپیلنٹ تک محدود کرتے ہیں۔ پروپیلنٹ کی بڑی مقدار کے لیے صارفین کو شراب، تمباکو، آتشیں اسلحہ اور دھماکہ خیز مواد کے بیورو سے دھماکہ خیز مواد کا اجازت نامہ حاصل کرنے کی ضرورت ہوگی۔ 62. 5 گرام سے زیادہ پروپیلنٹ پر مشتمل موٹرز عام طور پر امونیم پرکلوریٹ کمپوزٹ پروپیلنٹ پر انحصار کرتے ہیں کیونکہ اس پروپیلنٹ کو دھماکہ خیز مواد کے طور پر ضابطے سے مستثنی ہے۔ راکٹ کینڈی حوالہ جات ماڈل راکٹ پروپیلنٹ راکٹ انجن ٹھوس ایندھن والے راکٹ ٹھوس ایندھن