Ракетне паливо є хімічною сумішшю, яка спалюється для отримання тяги в ракетах, і складається з пального і окислювача. Пальне - це речовина, яка згорає в поєднанні з киснем і виділяє газ для приведення літального апарату в рух. Окислювач - це реагент, який дозволяє кисню вступати в реакцію з паливом. Ракетне паливо класифікуються відповідно до його агрегатного стану - рідкого, твердого або гібридного.
Рідке ракетне паливо
У ракетних двигунах на основі рідкого палива пальне і окислювач зберігаються в окремих резервуарах. Вони подаються через систему труб, клапанів і турбонасосів в камеру згоряння, де з 'єднуються і згорають для отримання тяги. Рідинні ракетні двигуни є більш складними, ніж їх аналоги на твердих типах палива. Однак вони мають кілька переваг. За допомогою регулювання потоків реагентів в камеру згоряння двигун може бути дросельований, зупинений або перезапущений.
Рідке паливо, що використовується в ракетній промисловості, можна розділити на три типи: вуглеводневе (на основі нафтопродуктів), кріогенне і самозаймисте.
Паливо на основі нафтопродуктів являє собою очищену нафту і складається з суміші складних вуглеводнів. Прикладом такого ракетного палива є один з видів гасу високого ступеня очищення. Він, як правило, використовується в поєднанні з рідким киснем в якості окислювача. Кріогенне ракетне паливо в більшості випадків являє собою рідкий водень, змішаний з рідким киснем. Через низькі температури таке пальне важко зберігати протягом тривалого часу. Незважаючи на цей недолік, рідке ракетне паливо володіє перевагою: при згорянні виділяється величезна кількість енергії. Самозаймисте ракетне паливо являє собою двокомпонентну суміш, яка займається при контакті з повітрям. Швидкий запуск двигунів, побудованих на такому типі палива, робить його ідеальним вибором для систем маневрування космічних кораблів. Однак таке пальне дуже легко займається, тому при роботі з ним необхідні особливі заходи безпеки.
Тверде ракетне паливо
Конструкція двигунів на твердому ракетному паливі є досить простою. Вона складається зі сталевого корпусу, заповненого сумішшю з твердих сполук (палива і окислювача). Ці компоненти горять з великою швидкістю, виходячи з сопла і створюючи тягу. Займання твердого ракетного палива відбувається в центрі резервуара, а потім процес переходить до бокових сторін корпусу. Форма центрального каналу визначає швидкість і характер горіння, забезпечуючи тим самим спосіб управління тягою. На відміну від рідинних реактивних двигунів, твердотільний двигун не може бути зупинений після запуску. Після початку процесу компоненти горітимуть, поки не скінчиться паливо. Є два види твердого палива: однорідне і композитне. Обидва типи дуже стабільні при звичайних температурах, а також легко зберігаються. Різниця між однорідним і композитним паливом полягає в тому, що перший тип являє собою речовину одного типу - часто це нітроцелюлоза. Композитні типи палива складаються з гетерогенних порошків на основі мінеральних солей.
Гібридне ракетне паливо
Ракетні двигуни, що працюють на такому типі палива, складають проміжну групу між твердотільними і рідинними силовими агрегатами. У такому типі двигуна одна речовина тверда, тоді як інша - в рідкому стані. Окислювач, як правило, це рідина. Основною перевагою таких двигунів є те, що вони мають високий коефіцієнт корисної дії. При цьому згоряння палива можна зупинити або навіть перезапустити двигун повторно.