FesttreibstoffEdit
- Verbundtreibstoffe aus einem festen Oxidationsmittel wie Ammoniumperchlorat oder Ammoniumnitrat, einem synthetischen Kautschuk wie HTPB, PBAN oder Polyurethan (oder energetischen Polymeren wie Polyglycidylnitrat oder Polyvinylnitrat für zusätzliche Energie), optionalen hochexplosiven Treibstoffen (wiederum für zusätzliche Energie) wie RDX oder Nitroglycerin und gewöhnlich einem pulverförmigen Metalltreibstoff wie Aluminium.
- Einige Amateurtreibstoffe verwenden Kaliumnitrat in Verbindung mit Zucker, Epoxid oder anderen Brennstoffen und Bindemitteln.
- Kaliumperchlorat wurde als Oxidationsmittel in Verbindung mit Asphalt, Epoxid und anderen Bindemitteln verwendet.
Treibstoffe, die im Betrieb explodieren, sind derzeit von geringem praktischem Nutzen, obwohl es Experimente mit Impuls-Detonationsmotoren gegeben hat. Auch die neu synthetisierten Verbindungen auf Bishomocuban-Basis werden im Forschungsstadium als Fest- und Flüssigtreibstoffe der Zukunft in Betracht gezogen.
GrainEdit
Festtreibstoffe werden in Formen verwendet, die Grains genannt werden. Ein Korn ist ein einzelnes Teilchen eines Treibstoffs, unabhängig von seiner Größe und Form. Die Form und Größe eines Treibstoffkorns bestimmt die Brenndauer, die Gasmenge und die vom brennenden Treibstoff erzeugte Rate und damit das Profil von Schub und Zeit.
Es gibt drei Arten von Verbrennungen, die mit verschiedenen Körnern erreicht werden können.
Progressive Verbrennung Normalerweise ein Korn mit mehreren Perforationen oder einem Sternschnitt in der Mitte, der eine große Oberfläche bietet. Degressiver Brand In der Regel ein festes Korn in Form eines Zylinders oder einer Kugel. Neutraler Brand Gewöhnlich eine einzelne Perforation; während die Außenfläche abnimmt, nimmt die Innenfläche im gleichen Maße zu.
ZusammensetzungBearbeiten
Es gibt vier verschiedene Arten von Festtreibstoffzusammensetzungen:
Einfachtreibstoff Ein Einfachtreibstoff hat Nitrocellulose als Hauptbestandteil des Sprengstoffs. Stabilisatoren und andere Zusatzstoffe werden verwendet, um die chemische Stabilität zu kontrollieren und die Eigenschaften des Treibstoffs zu verbessern. Zweistofftreibmittel Zweistofftreibmittel bestehen aus Nitrocellulose mit Zusatz von Nitroglycerin oder anderen flüssigen organischen Nitrat-Sprengstoffen. Es werden auch Stabilisatoren und andere Zusatzstoffe verwendet. Nitroglycerin reduziert die Rauchentwicklung und erhöht die Energieleistung. Treibladungen auf doppelter Basis werden in Handfeuerwaffen, Kanonen, Mörsern und Raketen verwendet. Dreifach-Treibsatz Dreifach-Treibsätze bestehen aus Nitrocellulose, Nitroguanidin, Nitroglyzerin oder anderen flüssigen organischen Nitrat-Sprengstoffen. Dreifach-Treibstoffe werden in Kanonen verwendet. Verbundwerkstoffe Verbundwerkstoffe enthalten keine Nitrocellulose, Nitroglycerin, Nitroguanidin oder ein anderes organisches Nitrat als Hauptbestandteil. Verbundwerkstoffe bestehen in der Regel aus einem Brennstoff wie metallischem Aluminium, einem brennbaren Bindemittel wie synthetischem Gummi oder HTPB und einem Oxidationsmittel wie Ammoniumperchlorat. Verbundwerkstofftreibstoffe werden in großen Raketenmotoren verwendet. Bei einigen Anwendungen, wie z. B. der US SLBM Trident II-Rakete, wird dem Aluminium- und Ammoniumperchlorat-Verbundstoff Nitroglycerin als energetischer Weichmacher zugesetzt.
FlüssigtreibstoffBearbeiten
In Raketen werden hauptsächlich drei Flüssigtreibstoffkombinationen verwendet: kryogener Sauerstoff und Wasserstoff, kryogener Sauerstoff und ein Kohlenwasserstoff sowie speicherbare Treibstoffe.
Kryogenes Sauerstoff-Wasserstoff-Kombinationssystem Wird in Oberstufen und manchmal in Booster-Stufen von Raumfahrt-Trägersystemen verwendet. Sie ergibt einen hohen spezifischen Impuls und ist ideal für Hochgeschwindigkeitsmissionen Kryogenes Sauerstoff-Kohlenwasserstoff-Treibstoffsystem Wird für viele Booster-Stufen von Trägerraketen sowie für eine kleinere Anzahl von zweiten Stufen verwendet. Diese Kombination aus Treibstoff und Oxidationsmittel hat eine hohe Dichte und ermöglicht daher eine kompaktere Bauweise der Booster. Speicherbare Treibstoffkombinationen Werden in fast allen Bipropellant-Raketentriebwerken mit geringer Schubkraft, Hilfstriebwerken oder Reaktionskontrolltriebwerken sowie in einigen großen Raketentriebwerken für die erste und zweite Stufe ballistischer Raketen verwendet. Sie sind sofort zündfähig und für die Langzeitlagerung geeignet.
Zu den für Flüssigtreibstoffraketen verwendeten Treibstoffkombinationen gehören:
- Flüssiger Sauerstoff und flüssiger Wasserstoff
- Flüssiger Sauerstoff und Kerosin oder RP-1
- Flüssiger Sauerstoff und Ethanol
- Flüssiger Sauerstoff und Methan
- Wasserstoffperoxid und oben genannter Alkohol oder RP-1
- Rot rauchende Salpetersäure (RFNA) und Kerosin oder RP-1
- RFNA und unsymmetrisches Dimethylhydrazin (UDMH)
- Distickstofftetroxid und UDMH, MMH und/oder Hydrazin
Gebräuchliche Monotreibstoffe für Flüssigraketentriebwerke sind unter anderem:
- Wasserstoffperoxid
- Hydrazin
- Rot rauchende Salpetersäure (RFNA)