Propellente

Propellente solidoModifica

• Propellenti compositi fatti da un ossidante solido come il perclorato di ammonio o nitrato di ammonio, una gomma sintetica come HTPB, PBAN, o poliuretano (o polimeri energetici come il nitrato di poliglicidile o nitrato di polivinile per energia extra), combustibili opzionali ad alta esplosività (di nuovo, per energia extra) come RDX o nitroglicerina, e solitamente un combustibile metallico in polvere come l’alluminio.
• Alcuni propellenti amatoriali usano nitrato di potassio, combinato con zucchero, resina epossidica o altri combustibili e composti leganti.
• Il perclorato di potassio è stato usato come ossidante, accoppiato con asfalto, resina epossidica e altri leganti.

I propellenti che esplodono in funzione sono di scarso uso pratico attualmente, sebbene ci siano stati esperimenti con motori a detonazione a impulsi. Anche i composti di recente sintesi a base di bishomocubano sono in fase di ricerca come propellenti sia solidi che liquidi del futuro.

GrainEdit

I propellenti solidi sono usati in forme chiamate grani. Un grano è una qualsiasi particella individuale di propellente, indipendentemente dalla dimensione o dalla forma. La forma e la dimensione di un grano di propellente determina il tempo di combustione, la quantità di gas e il tasso prodotto dal propellente che brucia e, di conseguenza, la spinta rispetto al profilo temporale.

Ci sono tre tipi di combustione che possono essere ottenuti con diversi grani.

Bruciatura progressiva Di solito un grano con perforazioni multiple o un taglio a stella nel centro che fornisce una grande superficie. Bruciatura decrescente Di solito un grano solido a forma di cilindro o di sfera. Bruciatura neutra Di solito una singola perforazione; mentre la superficie esterna diminuisce, la superficie interna aumenta alla stessa velocità.

ComposizioneModifica

Ci sono quattro diversi tipi di composizioni di propellente solido:

Propellente a base singola Un propellente a base singola ha la nitrocellulosa come principale ingrediente esplosivo. Stabilizzatori e altri additivi sono usati per controllare la stabilità chimica e migliorare le proprietà del propellente. Propellente a doppia base I propellenti a doppia base sono costituiti da nitrocellulosa con aggiunta di nitroglicerina o altri esplosivi liquidi a base di nitrato organico. Vengono utilizzati anche stabilizzatori e altri additivi. La nitroglicerina riduce il fumo e aumenta la produzione di energia. I propellenti a doppia base sono usati in armi leggere, cannoni, mortai e razzi. Propellente a tripla base I propellenti a tripla base consistono in nitrocellulosa, nitroguanidina, nitroglicerina o altri esplosivi liquidi organici a base di nitrato. I propellenti a tripla base sono utilizzati nei cannoni. Compositi I compositi contengono non utilizzano nitrocellulosa, nitroglicerina, nitroguanidina o qualsiasi altro nitrato organico come componente primario. I compositi di solito consistono in un combustibile come l’alluminio metallico, un legante combustibile come la gomma sintetica o HTPB, e un ossidante come il perclorato di ammonio. I propellenti compositi sono usati in grandi motori a razzo. In alcune applicazioni, come il missile SLBM Trident II degli Stati Uniti, la nitroglicerina viene aggiunta al composito di alluminio e perclorato di ammonio come plastificante energetico.

Propellente liquidoModifica

Nei razzi, vengono usate tre principali combinazioni di bipropellente liquido: ossigeno e idrogeno criogenico, ossigeno criogenico e un idrocarburo, e propellenti stoccabili.

Sistema di combinazione ossigeno-idrogeno criogenico Usato negli stadi superiori e talvolta negli stadi booster dei sistemi di lancio spaziali.Questa è una combinazione non tossica. Dà un alto impulso specifico ed è ideale per le missioni ad alta velocità Sistema propellente criogenico ossigeno-idrocarburo Usato per molti stadi booster dei veicoli di lancio spaziale così come un numero minore di secondi stadi. Questa combinazione di carburante/ossidante ha un’alta densità e quindi permette un design del booster più compatto. Combinazioni di propellente memorizzabili Usate in quasi tutti i motori a razzo bipropellenti a bassa spinta, ausiliari o di controllo della reazione, così come in alcuni grandi motori a razzo per il primo e secondo stadio dei missili balistici. Sono ad avviamento istantaneo e adatti allo stoccaggio a lungo termine.

Le combinazioni di propellente usate per i razzi a propellente liquido includono:

• Ossigeno liquido e idrogeno liquido
• Ossigeno liquido e cherosene o RP-1
• Ossigeno liquido ed etanolo
• Ossigeno liquido e metano
• Perossido di idrogeno e l’alcool sopra menzionato o RP-1
• Acido nitrico fumante rosso (RFNA) e cherosene o RP-1
• RFNA e dimetilidrazina asimmetrica (UDMH)
• Tetrossido di diazoto e UDMH, MMH, e/o idrazina

I comuni monopropellenti usati per i motori a razzo liquidi includono:

• Perossido di idrogeno
• Idrazina
• Acido nitrico fumante rosso (RFNA)