Elektrische vaste stuwstoffen worden onderzocht voor gebruik in dual-mode raketmotoren omdat ze niet vatbaar zijn voor ontbranding door een vonk of vlam en elektrisch kunnen worden in- en uitgeschakeld.

Onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign, Missouri Universiteit voor Wetenschap en Technologie, en NASA voerde experimenten uit om het gedrag van een krachtig elektrisch drijfgas te begrijpen in vergelijking met een traditioneel drijfgas.

"Elektrische vaste stuwstoffen zijn onderzocht als chemische raketstuwstoffen, maar waar we ons op concentreerden, is het bestuderen van dit soort drijfgassen voor elektrische voortstuwingssystemen - dus, niet het vuur, rook, en verbranding zie je in chemische raketmotoren, maar in de ruimte elektrische gepulseerde plasma-stuwraketten, " zei Joshua Rorey, universitair hoofddocent bij de afdeling Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek in The Grainger College of Engineering aan de U of I.

Rovey legde uit dat in elektrische motoren, er is een plasma op hoge temperatuur vlak naast het oppervlak van de elektrische vaste stuwstof. Een kleine hoeveelheid van dat oppervlak verdampt en wordt met hoge snelheden uitgestoten. Dat heet ablatie.

"Als we meer te weten komen over de hoeveelheid ablatie, kunnen we beter beoordelen hoe het zou kunnen presteren als drijfgas in een elektrische raketmotor, en zijn levensduur beter inschatten, ' zei Rovy.

Rovey zei dat de toepassing voor dual-mode of multimode raketmotoren is dat er één raketmotor met één drijfgas zou kunnen zijn die in de chemische modus met hoge stuwkracht kan werken, of u kunt het in een elektrische modus bedienen, waarbij een zeer snelle elektrische puls het oppervlak van het materiaal verwijdert, en biedt zeer hoge prestaties.

In het experiment, een krachtig elektrisch drijfgas, vervaardigd door Digital Solid State Propulsion werd vergeleken met polytetrafluorethyleen, een traditioneel drijfgas dat wordt gebruikt in ablatieve gepulseerde plasma-stuwraketten. Voor het uitvoeren van de tests werd gebruik gemaakt van de ruimte- en hooggelegen vacuümfaciliteit in het Aerospace Plasma Lab. De drijfgasmonsters werden voor en na het testen gemeten om te bepalen hoeveel van het drijfgas bij elke elektrische puls van het oppervlak komt.

De resultaten geven aan dat het elektrische vaste drijfgas ongeveer twee keer meer ablateert dan het traditionele drijfgas en dat de fysica van de hoge-temperatuur-ablatie-gevoede boogontlading voor beide drijfgassen vergelijkbaar is.

Rovy zei, naast raketmotoren, elektrische vaste stuwstoffen kunnen worden gebruikt als een veiliger explosief in mijnen en pyrotechniek omdat het alleen ontsteekt met een elektrisch signaal.

De studie, "Elektrische vaste stuwstof ablatie in een boogontlading, " is geschreven door Matthew S. Glascock, Joshua L. Rovey, en Kurt A. Polzin. Het verschijnt in de Journal of Propulsion and Power .