Los caramelos de cohete se pueden dividir en tres grupos principales de componentes: combustibles, oxidantes y aditivos. El combustible es la sustancia que se quema, liberando gases en rápida expansión que proporcionan empuje a medida que salen de la boquilla. El oxidante proporciona oxígeno, que es necesario para el proceso de combustión. Los aditivos pueden ser catalizadores, para acelerar o hacer que la combustión sea más eficiente. Sin embargo, algunos aditivos son más estéticos, y pueden agregar chispas y llamas al despegue, o agregar humo para facilitar el seguimiento del cohete en el aire.

Alimentoseditar

Se pueden usar muchos azúcares diferentes como combustible para caramelos de cohete, incluyendo glucosa, fructosa y sacarosa; sin embargo, la sacarosa es la más común. El sorbitol, un alcohol de azúcar que se usa comúnmente como edulcorante en los alimentos, produce un propulsor menos frágil con una velocidad de combustión más lenta. Esto reduce el riesgo de agrietamiento de los granos de propelente. Los azúcares con oxígeno de doble enlace, como la fructosa y la glucosa, son menos estables térmicamente y tienden a caramelizarse cuando se sobrecalientan, pero tienen un punto de fusión más bajo para facilitar la preparación. Los azúcares que solo tienen grupos alcohólicos, como el sorbitol, son mucho menos propensos a esta descomposición. Algunos otros azúcares comúnmente utilizados incluyen eritritol, xilitol, lactitol, maltitol o manitol.

Oxidadoreseditar

El oxidante más utilizado en la preparación de motores de azúcar es el nitrato de potasio (KNO3). También se pueden usar otros oxidantes, como nitratos de sodio y calcio, así como mezclas de nitrato de sodio y potasio. KNO3 se puede adquirir a través de la compra de un «removedor de tocones» granular de tiendas que transportan suministros de jardín. Otros oxidantes poco utilizados son el perclorato de amonio y potasio.

Se deben abordar dos cuestiones principales con respecto al oxidante si se utiliza nitrato de potasio. La cuestión más importante es la pureza del material. Si un material comprado no funciona satisfactoriamente, puede ser necesario recristalizar el KNO3. La segunda cuestión importante con respecto a la parte oxidante de un propulsor es el tamaño de las partículas. La mayoría de los fabricantes de propulsantes prefieren su KNO3 molido a un tamaño de partícula pequeño, como una malla de 100 (aproximadamente 150 µm) o menor. Esto se puede hacer con un molinillo de café. Los vasos de roca también se pueden usar para moler en un polvo bien mezclado de grano fino.

AdditivesEdit

La izquierda es la muestra de la mezcla básica, la derecha contiene un 1% de óxido de hierro rojo añadido

A menudo se añaden aditivos a los propulsores de cohetes para modificar su propiedades de quemado. Dichos aditivos pueden utilizarse para aumentar o disminuir la velocidad de combustión del propulsor. Algunos se utilizan para alterar el color de la llama o el humo producido. También se pueden usar para modificar una cierta propiedad física del propulsor en sí, como plastificantes o surfactantes para facilitar la fundición de la formulación. Hay muchos tipos de aditivos experimentales; los que se enumeran aquí son solo los más utilizados.

Se ha encontrado que los óxidos metálicos aumentan la tasa de combustión de los propulsantes de azúcar. Se ha encontrado que tales aditivos funcionan mejor en niveles del 1 al 5 por ciento. Los más utilizados son los óxidos de hierro. El óxido de hierro rojo se usa con mayor frecuencia, ya que es algo más fácil de obtener que las versiones amarilla, marrón o negra. El óxido de hierro marrón presenta propiedades inusuales de aceleración de la velocidad de combustión bajo presión.

Carbono en forma de carbón, negro de carbón, grafito, etc., puede ser y a veces se utiliza como combustible en formulaciones de azúcar. La mayoría de las veces, sin embargo, se usa una pequeña cantidad de carbono como opacificador, creando un rastro de humo visible. El carbono actúa como un disipador de calor, manteniendo una parte del calor de combustión ubicada en el propulsor en lugar de transferirlo rápidamente a la carcasa del motor.

Si se utilizan combustibles metálicos como aluminio o magnesio en una formulación de azúcar, existe un peligro si se encuentran trazas de ácidos en el oxidante. Los materiales ácidos pueden reaccionar fácilmente con el metal, produciendo hidrógeno y calor, una combinación peligrosa. La adición de bases débiles ayuda a neutralizar estos materiales ácidos, reduciendo en gran medida su peligro.

A menudo se añaden escamas o esponjas de metal de titanio (aproximadamente 20 mallas de tamaño) a las formulaciones de azúcar en niveles de 5 a 10% para producir una llama chispeante y humo al despegar.

Los surfactantes se utilizan para reducir la viscosidad de fusión de los propulsantes de azúcar. Por ejemplo, el propilenglicol ayuda a reducir la viscosidad de fusión de los propulsantes a base de sacarosa.

Formulacioneseditar

Una formulación típica de propulsor de azúcar se prepara típicamente en una proporción de oxidante a combustible de 13:7 (proporción de peso). Sin embargo, esta formulación es ligeramente rica en combustible. y se puede variar hasta en un 10%. Hay muchas formulaciones posibles que permitirán el vuelo en cohetes de aficionados.