Pode ser difícil de acreditar, mas propelentes sólidos têm sido usados ​​em foguetes desde pelo menos o século 13, começando com os chineses. Agora, Os pesquisadores da Purdue University estão explorando várias técnicas patenteadas para lidar com dois desafios significativos com propelentes sólidos modernos - controlar a taxa de queima e melhorar o desempenho geral.

Os primeiros foguetes, e alguns modelos de foguetes hoje, pólvora usada. Os propelentes sólidos podem ser armazenados facilmente por longos períodos e, em seguida, lançados em curto prazo. Eles são usados ​​para muitas aplicações militares e usados ​​como propulsores para aumentar a capacidade de carga útil para uma ampla gama de aplicações de lançamento.

Os pesquisadores da Purdue desenvolveram três tecnologias patenteadas para ajudar a controlar as taxas de queima e também melhorar o desempenho de propelentes sólidos modernos. Eles estão olhando para catalisadores encapsulados, combustíveis metálicos sob medida e aceleradores de taxa de queima reativa incorporados, ou fios reativos, para ajudar a enfrentar esses dois desafios críticos.

"Desenvolvemos soluções criativas que podem melhorar drasticamente o desempenho e controlar melhor a taxa de combustão de propelentes sólidos, "disse Steven Filho, o Alfred J. McAllister Professor de Engenharia Mecânica no Purdue's College of Engineering. "Ajustar a taxa de combustão a um projeto específico de foguete é importante porque garante a eficácia geral do foguete."

A primeira solução de Purdue é encapsular catalisadores em nanoescala em oxidantes. Catalisadores são adicionados a propelentes sólidos para controlar a taxa de queima, e encapsulando-os, sua eficácia geral é melhorada e menos catalisador é necessário, o que resultará em melhor desempenho.

A segunda tecnologia de Purdue envolve pós de metal de engenharia, como o alumínio, que são usados ​​como combustível em muitos propelentes sólidos. A equipe fabricou combustíveis metálicos ativados mecanicamente, resultando em partículas de alumínio em escala micrométrica com estruturas em nanoescala intrapartículas de um segundo material, que melhora a ignição e combustão dos pós metálicos que aumentam as taxas de queima e também podem diminuir as chamadas perdas de fluxo de duas fases para o desempenho geral.

A terceira solução criada em Purdue se concentra em aceleradores de taxa de queima de material reativo incorporados. Os propelentes de foguete sólidos queimam da superfície de um propelente exposto na câmara de combustão para fora. A solução Purdue, folhas reativas mecanicamente ativadas incorporadas em propelentes, demonstrou aumentar significativamente a taxa de combustão efetiva de propelentes à medida que as folhas embutidas abrem uma nova área de superfície para combustão. Isso poderia permitir um mais propelente no motor do foguete inicialmente, levando a um maior alcance e desempenho significativamente aprimorado.