Raketno gorivo: vrste in sestava

Trdno gorivo je trdna snov (mešanica snovi), ki lahko gorijo brez zraka in istočasno sproščajo mnoge plinaste spojine, segreto na visoko temperaturo. Takšne formulacije se uporabljajo za ustvarjanje reaktivni potisk v motorjih raket.

Raketno gorivo se uporablja kot vir energije za raketni motorji. Poleg trdega goriva obstajajo tudi gelski, tekoči in hibridni analogi. Vsaka vrsta goriva ima svoje prednosti in slabosti. Tekoča goriva so enokomponentna in dvokomponentna (gorivo + oksidator). Gel podobna goriva so sestavki, ki so s pomočjo pomanjšani v stanje gela organske kisline. Hibridna goriva so sistemi, ki vključujejo trdno gorivo in tekoči oksidant.

Prve vrste raketnega goriva so bile trdne. Kot delovna snov so bili uporabljeni prah in njegovi analogi, ki so se uporabljali v vojaških zadevah in pri izdelavi ognjemetov. Zdaj se te spojine uporabljajo samo za proizvodnjo majhnih modelskih raket, kot je raketno gorivo. Sestava omogoča spuščanje majhnih (do 0,5 m) raket za več sto metrov višine. Motor v njih je majhen valj. Polnjena je s trdno vnetljivo mešanico, ki jo vžge žareča žica in zgoreli le nekaj sekund.

Ročno gorivo iz trde vrste je najpogosteje sestavljeno iz oksidacijskega sredstva, goriva in katalizatorja, ki omogoča vzdrževanje stabilnega zgorevanja po vžigu sestavka. V začetnem stanju so ti materiali prašni. Da bi jih raketno gorivo, je treba ustvariti gosto in homogena mešanica, ki bo dolgo časa gorijo, gladko in neprekinjeno. Pri raketnih motorjih s pogonsko gorivo se uporabljajo naslednje: kalijev nitrat kot oksidacijsko sredstvo, oglje (ogljik) kot gorivo in žveplo kot katalizator. To je sestava črnega prahu. Druga kombinacija materialov, ki se uporabljajo kot raketno gorivo, so: Bertholletova sol, aluminij ali magnezijev prah in natrijev klorat. Ta sestava se imenuje tudi bel prašek. Trdna gorljiva polnila za vojaške izstrelke so razdeljena na balistične (stisnjene nitroglicerinove praške) in mešane, ki se uporabljajo v obliki kanalskih merilnikov.

Raketni motor trdnega goriva deluje na naslednji način. Po vžigu se začne gorivo zažgati s predpisano hitrostjo, vročo plinasto snov pa skozi šobo, ki zagotavlja vlečenje. Gorivo v motorju gorijo, dokler ne izteče. Zato je nemogoče ustaviti postopek in izklopiti motor, dokler polnilo ne zgori do konca. To je ena od resnih pomanjkljivosti motorjev na trda goriva v primerjavi z drugimi analogi. Vendar pa se v balističnih medijih v realnem prostoru materiali trdnega goriva uporabljajo le v začetni fazi leta. V naslednjih fazah se uporabljajo druge vrste raketnega goriva, zato pomanjkljivosti sestavin trdnega goriva ne predstavljajo pomembnega problema.