Vaste stuwstofEdit
- Samengestelde stuwstoffen gemaakt van een vaste oxidator zoals ammoniumperchloraat of ammoniumnitraat, een synthetisch rubber zoals HTPB, PBAN, of Polyurethaan (of energetische polymeren zoals polyglycidylnitraat of polyvinylnitraat voor extra energie), optionele hoog-explosieve brandstoffen (opnieuw, voor extra energie) zoals RDX of nitroglycerine, en gewoonlijk een poedervormige metaalbrandstof zoals aluminium.
- Sommige amateur-stuwstoffen gebruiken kaliumnitraat, gecombineerd met suiker, epoxy, of andere brandstoffen en bindmiddelen.
- Kaliumperchloraat is gebruikt als oxidator, gekoppeld aan asfalt, epoxy, en andere bindmiddelen.
Stuwstoffen die tijdens bedrijf ontploffen zijn momenteel van weinig praktisch nut, hoewel er experimenten zijn geweest met Pulse Detonation Engines. Ook de onlangs gesynthetiseerde verbindingen op basis van bishomocubaan worden in het onderzoeksstadium overwogen als zowel vaste als vloeibare stuwstoffen van de toekomst.
KorrelEdit
Vaste stuwstoffen worden gebruikt in vormen die korrels worden genoemd. Een korrel is een individueel deeltje van stuwstof, ongeacht de grootte of vorm. De vorm en grootte van een stuwstofkorrel bepaalt de brandtijd, de hoeveelheid gas en de snelheid die door de brandende stuwstof wordt geproduceerd en, als gevolg daarvan, het stuwkracht-tijdprofiel.
Er zijn drie soorten brandingen die kunnen worden bereikt met verschillende korrels.
Progressieve branding Gewoonlijk een korrel met meerdere perforaties of een stervormige snede in het midden die veel oppervlakte biedt. Degressieve brandwond Gewoonlijk een vaste korrel in de vorm van een cilinder of een bol. Neutrale brandwond Gewoonlijk een enkele perforatie; naarmate het buitenoppervlak afneemt, neemt het binnenoppervlak in dezelfde mate toe.
SamenstellingEdit
Er zijn vier verschillende soorten vaste stuwstofsamenstellingen:
Stuwstof op enkelvoudige basis Een stuwstof op enkelvoudige basis heeft nitrocellulose als belangrijkste springstofingrediënt. Stabilisatoren en andere additieven worden gebruikt om de chemische stabiliteit te regelen en de eigenschappen van de stuwstof te verbeteren. Dubbelloops drijfgas Dubbelloops drijfgas bestaat uit nitrocellulose waaraan nitroglycerine of andere vloeibare organische nitraat-explosieven zijn toegevoegd. Ook stabilisatoren en andere additieven worden gebruikt. Nitroglycerine vermindert de rook en verhoogt de energie-output. Stuwstoffen op dubbele basis worden gebruikt in handvuurwapens, kanonnen, mortieren en raketten. Drijfgassen op drievoudige basis Drijfgassen op drievoudige basis bestaan uit nitrocellulose, nitroguanidine, nitroglycerine of andere vloeibare organische nitraatexplosieven. Drijfgassen op drievoudige basis worden gebruikt in kanonnen. Composieten Composieten bevatten geen nitrocellulose, nitroglycerine, nitroguanidine of enig ander organisch nitraat als hoofdbestanddeel. Composieten bestaan gewoonlijk uit een brandstof zoals metallisch aluminium, een brandbaar bindmiddel zoals synthetisch rubber of HTPB, en een oxidatiemiddel zoals ammoniumperchloraat. Composietstuwstoffen worden gebruikt in grote raketmotoren. In sommige toepassingen, zoals de US SLBM Trident II raket, wordt nitroglycerine toegevoegd aan het aluminium en ammoniumperchloraat composiet als een energetische plastificeerder.
Vloeibare stuwstofEdit
In raketten worden drie belangrijke combinaties van vloeibare stuwstof gebruikt: cryogene zuurstof en waterstof, cryogene zuurstof en een koolwaterstof, en stuwstoffen die kunnen worden opgeslagen.
Combinatiesysteem van cryogene zuurstof en waterstof Gebruikt in de bovenste trappen en soms in de boostertrappen van ruimtelanceersystemen.Dit is een niet-toxische combinatie. Dit geeft een hoge specifieke impuls en is ideaal voor missies met hoge snelheid. Cryogeen zuurstof-koolwaterstofstuwstofsysteem Wordt gebruikt voor veel booster trappen van ruimtelanceervoertuigen en ook voor een kleiner aantal tweede trappen. Deze combinatie van brandstof en oxidatiemiddel heeft een hoge dichtheid en maakt daardoor een compacter ontwerp van de booster mogelijk. Combinaties van stuwstof met opslagcapaciteit Gebruikt in bijna alle tweepijpsraketmotoren met geringe stuwkracht, als hulpmotor of als reactiemotor, alsook in sommige grote raketmotoren voor de eerste en de tweede trap van ballistische raketten. Ze zijn direct startend en geschikt voor langdurige opslag.
Voor vloeibare stuwstofraketten worden onder meer de volgende combinaties van stuwstoffen gebruikt:
- Vloeibare zuurstof en vloeibare waterstof
- Vloeibare zuurstof en kerosine of RP-1
- Vloeibare zuurstof en ethanol
- Vloeibare zuurstof en methaan
- Waterstofperoxide en bovengenoemde alcohol of RP-1
- Roodrokend salpeterzuur (RFNA) en kerosine of RP-1
- RFNA en Unsymmetrisch dimethylhydrazine (UDMH)
- Dinitrogen tetroxide en UDMH, MMH, en/of hydrazine
Gemeenschappelijke monopropellant die wordt gebruikt voor raketmotoren voor vloeibare stuwstof omvatten:
- waterstofperoxide
- hydrazine
- roodrokend salpeterzuur (RFNA)