Rocket candy pode ser decomposto em três grandes grupos de componentes: combustíveis, oxidantes, e aditivos. O combustível é a substância que queima, liberando gases em rápida expansão que fornecem empuxo à medida que saem do bico. O oxidante fornece oxigênio, que é necessário para o processo de queima. Os aditivos podem ser catalizadores, para acelerar ou tornar a queima mais eficiente. Entretanto, alguns aditivos são mais estéticos, e podem adicionar faíscas e chamas à queima, ou adicionar fumaça para facilitar o acompanhamento do foguete no ar.
CombustíveisEditar
Muitos açúcares diferentes podem ser usados como combustível para os doces do foguete, incluindo glicose, frutose e sacarose; entretanto, a sacarose é a mais comum. O sorbitol, um álcool açucarado comumente usado como adoçante em alimentos, produz um propelente menos quebradiço com uma taxa de queima mais lenta. Isto reduz o risco de rachar os grãos do propulsor. Os açúcares com uma dupla ligação de oxigénio, como a frutose e a glucose, são menos estáveis termicamente e tendem a caramelizar quando sobreaquecidos, mas têm um ponto de fusão mais baixo para facilitar a sua preparação. Os açúcares que têm apenas grupos alcoólicos, como o sorbitol, são muito menos propensos a esta decomposição. Alguns outros açúcares comumente usados incluem eritritol, xilitol, lactitol, maltitol, ou manitol.
OxidantesEditar
O oxidante mais usado na preparação de motores de açúcar é o nitrato de potássio (KNO3). Outros oxidantes também podem ser utilizados, tais como nitratos de sódio e de cálcio, bem como misturas de nitrato de sódio e de nitrato de potássio. O KNO3 pode ser adquirido através da compra de um “removedor de tocos” granular em lojas que transportam material de jardim. Outros oxidantes raramente utilizados são o perclorato de amónio e potássio.
Duas questões principais precisam de ser tratadas em relação ao oxidante se se estiver a utilizar nitrato de potássio. A questão mais importante é a pureza do material. Se um material comprado não tiver um desempenho satisfatório, pode ser necessário recristalizar o KNO3. A segunda questão importante em relação à parte oxidante de um propulsor é o seu tamanho de partícula. A maioria dos fabricantes de propulsores prefere seu KNO3 moído a um tamanho de partícula pequeno, tal como 100 mesh (cerca de 150 μm) ou menor. Isto pode ser feito usando um moedor de café. Os moedores de pedra também podem ser usados para moer em um pó bem misturado de grãos finos.
AditivosEditar
Aditivos são freqüentemente adicionados aos propulsores de foguetes para modificar suas propriedades de queima. Tais aditivos podem ser usados para aumentar ou diminuir a taxa de queima do propulsor. Alguns são usados para alterar a cor da chama ou da fumaça produzida. Eles também podem ser usados para modificar uma certa propriedade física do propulsor em si, tais como plastificantes ou surfactantes para facilitar a fundição da formulação. Existem muitos tipos de aditivos experimentais; os listados aqui são apenas os mais comumente usados.
Óxidos metálicos foram encontrados para aumentar a taxa de queima dos propulsores de açúcar. Tais aditivos têm funcionado melhor em níveis de 1 a 5 por cento. Os óxidos de ferro são utilizados com mais frequência. O óxido de ferro vermelho é usado com mais frequência, pois é um pouco mais fácil de obter do que as versões amarela, marrom ou preta. O óxido de ferro marrom apresenta propriedades incomuns de aceleração da taxa de combustão sob pressão.
Carbono na forma de carvão vegetal, negro de fumo, grafite, etc., pode ser e às vezes é usado como combustível em formulações de açúcar. Na maioria das vezes, porém, uma pequena quantidade de carbono é usada como opacificante, fazendo um rastro visível de fumaça. O carbono age como um dissipador de calor, mantendo uma porção do calor de combustão localizada no propulsor em vez de tê-lo transferido rapidamente para a carcaça do motor.
Se combustíveis metálicos como alumínio ou magnésio forem utilizados em uma formulação de açúcar, existe um perigo se vestígios de ácidos forem encontrados no oxidante. Os materiais ácidos podem reagir rapidamente com o metal, produzindo hidrogênio e calor, uma combinação perigosa. A adição de bases fracas ajuda a neutralizar estes materiais ácidos, reduzindo grandemente o seu perigo.
Titanium metal flake ou esponja (cerca de 20 mesh em tamanho) é frequentemente adicionado a formulações de açúcar em níveis de 5 a 10%, a fim de produzir uma chama faísca e fumaça no elevador.
Surfactants são usados para reduzir a viscosidade de fusão de propulsores de açúcar. Por exemplo, o propilenoglicol ajuda a reduzir a viscosidade de fusão dos propulsores à base de sacarose.
FormulaçõesEditar
Uma formulação típica de propelente de açúcar é tipicamente preparada numa razão de 13:7 de oxidante para combustível (razão de peso). No entanto, esta formulação é ligeiramente rica em combustível, e pode variar em até 10%. Há muitas formulações diferentes possíveis que permitirão o voo em rochas amadoras.