Kiinteä ajoaineEdit
- Yhdistelmäajoaineet, jotka on valmistettu kiinteästä hapettimesta, kuten ammoniumperkloraatista tai ammoniumnitraatista, synteettisestä kumista, kuten HTPB:stä, PBAN:stä tai polyuretaanista (tai energeettisistä polymeereistä, kuten polyglysidyylinitraatista tai polyvinyylinitraatista lisäenergian aikaansaamiseksi), valinnaisista räjähtävistä polttoaineista (jälleen lisäenergian aikaansaamiseksi), kuten RDX:stä tai nitroglyseriinistä, ja tavallisesti jauhemaisesta metallisesta polttoaineesta, kuten alumiinista.
- Joissain harrastelijoiden ajoaineissa käytetään kaliumnitraattia yhdistettynä sokeriin, epoksiin tai muihin polttoaineisiin ja sideaineyhdisteisiin.
- Hapettimena on käytetty kaliumperkloraattia, joka on yhdistetty asfalttiin, epoksiin ja muihin sideaineisiin.
Toiminnassa räjähtävillä ajoaineilla ei ole tällä hetkellä juurikaan käytännön käyttöä, vaikka pulssinräjäytysmoottoreiden kanssa on kokeiltu. Myös vastikään syntetisoituja bishomokubaanipohjaisia yhdisteitä harkitaan tutkimusvaiheessa sekä tulevaisuuden kiinteiksi että nestemäisiksi ajoaineiksi.
GrainEdit
Kiinteitä ajoaineita käytetään muodoissa, joita kutsutaan graineiksi. Jyvä on mikä tahansa yksittäinen ajoaineen hiukkanen koosta tai muodosta riippumatta. Polttoaineen jyvän muoto ja koko määräävät palamisajan, kaasun määrän ja nopeuden, joka tuotetaan palavasta polttoaineesta, ja sen seurauksena työntövoima-aikaprofiilin.
On olemassa kolme erilaista polttotyyppiä, jotka voidaan saavuttaa erilaisilla jyvillä.
Progressiivinen poltto Yleensä jyvä, jossa on useita rei’ityksiä tai tähtileikkaus keskellä, joka antaa paljon pinta-alaa. Degressiivinen poltto Yleensä sylinterin tai pallon muotoinen kiinteä jyvä. Neutraali poltto Yleensä yksi rei’itys; kun ulkopinta pienenee, sisäpinta kasvaa samaa tahtia.
KoostumusMuokkaa
Kiinteän ajoaineen koostumuksia on neljää eri tyyppiä:
Yksipohjainen ajoaine Yksipohjaisessa ajoaineessa on nitroselluloosa pääasiallisena räjähdysaineen ainesosana. Stabilisaattoreita ja muita lisäaineita käytetään kemiallisen stabiilisuuden hallitsemiseksi ja ajoaineen ominaisuuksien parantamiseksi. Kaksoispohjainen ajoaine Kaksoispohjaiset ajoaineet koostuvat nitroselluloosasta, johon on lisätty nitroglyseriiniä tai muita nestemäisiä orgaanisia nitraattiräjähteitä. Myös stabilointiaineita ja muita lisäaineita käytetään. Nitroglyseriini vähentää savua ja lisää energiantuottoa. Kaksoispohjaisia ajoaineita käytetään käsiaseissa, tykeissä, kranaateissa ja raketeissa. Kolmipohjainen ajoaine Kolmipohjaiset ajoaineet koostuvat nitroselluloosasta, nitroguanidiinista, nitroglyseriinistä tai muista nestemäisistä orgaanisista nitraattiräjähteistä. Kolmipohjaisia ajoaineita käytetään tykeissä. Komposiitti Komposiitit eivät sisällä nitroselluloosaa, nitroglyseriiniä, nitroguanidiinia tai muuta orgaanista nitraattia ensisijaisena ainesosana. Komposiitit koostuvat yleensä polttoaineesta, kuten metallisesta alumiinista, palavasta sideaineesta, kuten synteettisestä kumista tai HTPB:stä, ja hapettimesta, kuten ammoniumperkloraatista. Komposiittipolttoaineita käytetään suurissa rakettimoottoreissa. Joissakin sovelluksissa, kuten yhdysvaltalaisessa SLBM Trident II -ohjuksessa, alumiini- ja ammoniumperkloraattikomposiittiin lisätään nitroglyseriiniä energeettiseksi pehmittimeksi.
Nestemäinen ajoaineMuutos
Raketeissa käytetään kolmea pääasiallista nestemäistä kaksoispolttoaineyhdistelmää: kryogeenistä happea ja vetyä, kryogeenistä happea ja hiilivetyä sekä varastoitavia polttoaineita.
Kryogeeninen happi-vety-yhdistelmäjärjestelmä Käytetään avaruuteen laukaisujärjestelmien ylemmässä portaassa ja toisinaan kantorakettien tehostinportaassa.tämä yhdistelmä ei ole myrkyllinen. Tämä antaa suuren ominaisimpulssin ja on ihanteellinen suurnopeuslentoihin Kryogeeninen happi-hiilivety-polttoainejärjestelmä Käytetään monissa avaruuteen laukaisussa käytettävien kantorakettien tehostusvaiheissa sekä pienemmässä määrässä kakkosvaiheita. Tällä polttoaineen ja hapettimen yhdistelmällä on suuri tiheys, joten se mahdollistaa kompaktimman kantorakettirakenteen. Säilytettävät polttoaineyhdistelmät Käytetään lähes kaikissa matalan työntövoiman, apu- tai reaktionohjausrakettimoottoreissa sekä joissakin suurissa rakettimoottoreissa ballististen ohjusten ensimmäisissä ja toisissa vaiheissa. Ne käynnistyvät välittömästi ja soveltuvat pitkäaikaiseen varastointiin.
Nesteajoraketeissa käytettäviä polttoaineyhdistelmiä ovat mm. seuraavat:
- Nestemäinen happi ja nestemäinen vety
- Nestemäinen happi ja kerosiini tai RP-1
- Nestemäinen happi ja etanoli
- Nestemäinen happi ja metaani
- Vetyperoksidi ja edellä mainittu alkoholi tai RP-1
- Punahuuruinen typpihappo (RFNA) ja petroli tai RP-1
- RFNA ja epäsymmetrinen dimetyylihydratsiini (UDMH)
- Dinitrogeenitetroksidi ja UDMH, MMH ja/tai hydratsiini
Nestemäisissä rakettimoottoreissa käytettäviä yleisiä monopolttoaineita ovat mm. seuraavat:
- Vetyperoksidi
- Hydratsiini
- Punainen huurtuva typpihappo (RFNA)