Rakettimoottori

Nesteet, kiinteät aineet ja hybridit

Joissakin rakettimoottoreissa käytetään nestemäisiä polttoaineita ja joissakin kiinteitä polttoaineita. Kiinteän polttoaineen rakettimoottoreita kutsutaan joskus "rakettimoottoreiksi".

Nestemäistä polttoainetta käyttävät rakettimoottorit vaativat usein monimutkaisia pumppuja ja venttiilejä, jotta nesteet voidaan siirtää (ja paineistaa) asianmukaisesti polttoainesäiliöstä varsinaiseen moottoriin. Näiden koneiden on toimittava äärimmäisissä lämpötiloissa ja paineissa. Nestemäinen happi on hyvin kylmää (-223˚C), kun taas moottori on hyvin kuuma (3000˚C), ja paine on usein satoja kertoja korkeampi kuin normaali ilmanpaine. Näiden olosuhteiden vuoksi nestemäistä polttoainetta käyttävät rakettimoottorit ovat usein hyvin monimutkaisia ja vaativat hyvin erikoismateriaaleja (metalleja, keramiikkaa jne.).

Kiinteän polttoaineen rakettimoottoreissa polttoaine (jota kutsutaan ajoaineeksi) on kiinteä hapettimen ja polttoaineen seos. Hapetin tukee polttoaineen palamista samalla tavalla kuin happi tukee polttoaineen palamista. Yleinen hapetin on jauhemainen ammoniumperkloraatti, kun taas yleinen polttoaine on jauhemainen alumiinimetalli. Nämä kaksi jauhetta on liimattu yhteen kolmannella komponentilla, jota kutsutaan sideaineeksi. Sideaine on kumimainen kiinteä aine, joka palaa myös polttoaineena. Yksinkertaisen idean ansiosta kiinteät rakettimoottorit ovat halvempia, mutta niitä ei voi sammuttaa tai valvoa, ja ne räjähtävät todennäköisemmin kuin nestemäiset rakettimoottorit. Kiinteät raketit tuottavat myös pienemmän ominaisimpulssin, joten niiden on oltava raskaampia saman hyötykuorman laukaisemiseksi.

Sotilasohjuksissa käytetään yleisesti kiinteitä raketteja, koska niitä voidaan pitää valmiina useita vuosia. Monissa satelliittilaukaisulaitteissa käytetään kiinteitä kantoraketteja niiden käynnistyessä, mutta nestemäisiä raketteja suurimman osan lennosta.

Hybridirakettimoottoreissa yhdistyvät nämä kaksi ideaa. Molemmat polttoaineet ovat eri olomuodoissa, usein nestemäisiä hapettimia ja kiinteitä polttoaineita. Niitä ei käytetä paljon, mutta ne saattavat olla turvallisempia kuin kiinteät rakettimoottorit tai nestemäiset rakettimoottorit.