Nyt saltbaseret drivmiddel, der er bevist kompatibelt i dual-mode raketmotorer

For at dual-mode raketmotorer skal have succes, et drivmiddel skal fungere i både forbrændings- og elektriske fremdriftssystemer. Forskere fra University of Illinois i Urbana-Champaign brugte et saltbaseret drivmiddel, der allerede havde vist sig at være vellykket i forbrændingsmotorer, og demonstrerede dens kompatibilitet med elektrospray-thrustere.

"Vi har brug for et drivmiddel, der fungerer i begge tilstande, " sagde Joshua Rovey, lektor i afdelingen for rumfartsteknik på Grainger College of Engineering ved U of I. "Så, vi skabte et drivmiddel, der er en blanding af to kommercielt tilgængelige salte - hydroxylammoniumnitrat og emimethylsulfat. Vi har publiceret andre forskningsartikler, der viser, at saltdrivmidler virker i højaccelerationsforbrændingstilstanden. Nu ved vi, at denne unikke kombination af salte også vil fungere i den elektriske brændstofeffektive tilstand."

Med elektrospray eller kolloid fremdrift, thrusterne accelererer elektrostatisk ioner og dråber fra disse væsker. Det er en teknik, der startede i biologi/kemi-samfundet, så begyndte fremdriftssamfundet at se på det for omkring 20 år siden.

Rovey forklarede, at væske føres gennem en nål med meget lille diameter, eller kapillarrør. På spidsen af ​​røret, der påføres et stærkt elektrisk felt, der interagerer med væsken i røret, fordi væsken selv er en leder. Væsken reagerer på det elektriske felt. Små dråber og ioner bliver trukket ud af væsken - sprøjter dem ud af røret eller nålen.

I dette studie, ud over at vise, at drivmidlet kunne sprøjtes, Rovey sagde, at de var interesserede i at lære, hvilke slags kemiske arter der kommer ud i fanen. "Fordi ingen nogensinde har prøvet denne type drivmiddel før, vi forventede at se arter, som ingen andre nogensinde har set før, og, faktisk, vi gjorde."

Rovey sagde, at de også så en ny udskiftning af de bestanddele, der udgør de to forskellige salte.

"Vi så noget af hydroxylammoniumnitratsaltet binde sig til emimethylsulfatsaltet. De to er blandet sammen inde i drivmidlet, og er konstant knyttet til hinanden og løsner sig derefter.

"Der er en kaotisk natur i systemet, og det var uklart, hvordan disse interaktioner i selve væsken ville forplante sig og dukke op i sprayen. Der sker ingen kemiske reaktioner. Det er bare, at vi starter med A og B hver for sig, og hvornår de kommer ud. i sprayen, A og B er bundet sammen, " han sagde.

Rovey sagde, at disse resultater kaster meget lys over, hvad der sker i disse blandinger af salte, der er mulige drivmidler til elektrospray. Men det åbner også døre til en masse andre spørgsmål, der vil føre til grundlæggende undersøgelser, der forsøger at forstå interaktionerne i disse drivmidler, og hvordan det udmønter sig i, hvad der kommer ud i selve sprayen.