Кіріспе
Қатты қозғалтқыш зымыран немесе қатты зымыран – қатты қозғалтқыш (отын/окистендіргіш) пайдаланатын зымыран қозғалтқышы бар зымыран. Ең алғашқы зымырандар оқ-дәрімен жұмыс істейтін қатты отынмен жұмыс істейтін зымырандар болды. Оқ-дәрімен жұмыс істейтін зымырандардың соғысқа енгізілуі ежелгі қытайлықтардың тапқырлығының нәтижесі, ал 13 ғасырда моңғолдар оларды батысқа таратуда маңызды рөл атқарды. 20 ғасырға дейін барлық зымырандар қатты немесе ұнтақталған отынды пайдаланды, содан кейін сұйық отынды зымырандар тиімдірек және басқарылатын балама ұсынды. Қатты зымырандар бүгінде әлемдегі әскери қару-жарақтарда, модельдік зымырандарда, қатты отынды күшейткіштерде және олардың қарапайымдылығы мен сенімділігі үшін кеңінен қолданылады. Қатты отынды зымырандар ұзақ сақталу кезеңінде отынының сапасын жоғалтпайды және әрқашан сенімді ұшырылады, сондықтан олар зымырандар сияқты әскери мақсаттарда жиі қолданылады. Қатты отынды қозғалтқыштардың төмен өнімділігі (сұйық отынмен салыстырғанда) оларды коммерциялық спутниктік аппараттарды орбитаға шығару және ірі ғарыш зондарын ұшыру үшін қолданылатын қазіргі заманғы орта және ірі зымырандарда негізгі қозғалтқыш ретінде пайдалануға қолайлы етпейді. Дегенмен, қатты отынды күшейткіштер жүктеме көтергіштігін арттыру үшін немесе қалыптыдан жоғары жылдамдық қажет болған кезде спиральді тұрақтандырушы қосымша саты ретінде жиі қолданылады. Қатты зымырандар Жердің төмен орбитасына (ЖТО) 2 тоннаға дейінгі жүктерді немесе 0,X тоннаға дейінгі құтылу жүктерін шығару үшін жеңіл зымыран ретінде қолданылады.
A solid propellant rocket or solid rocket is a rocket with a rocket engine that uses solid propellants (fuel/oxidizer). The earliest rockets were solid fuel rockets powered by gunpowder; The inception of gunpowder rockets in warfare can be credited to ancient Chinese ingenuity, and in the 13th century, the Mongols played a pivotal role in facilitating their westward adoption. All rockets used some form of solid or powdered propellant up until the 20th century, when liquid propellant rockets offered more efficient and controllable alternatives. Solid rockets are still used today in military armaments worldwide, model rockets, solid rocket boosters and on larger applications for their simplicity and reliability. Since solid fuel rockets can remain in storage for an extended period without much propellant degradation and because they almost always launch reliably, they have been frequently used in military applications such as missiles. The lower performance of solid propellants (as compared to liquids) does not favor their use as primary propulsion in modern medium to large launch vehicles customarily used to orbit commercial satellites and launch major space probes. Solids are, however, frequently used as strap on boosters to increase payload capacity or as spin stabilized add on upper stages when higher than normal velocities are required. Solid rockets are used as light launch vehicles for low Earth orbit (LEO) payloads under 2 tons or escape payloads up to .
Негізгі түсініктер
Қарапайым қатты ракеталық қозғалтқыш корпустан, соплодан, дәннен (үрдіс зарядтан) және тұтандырғыштан тұрады. Қатты дәннің массасы болжамды түрде жану арқылы түйінделген газдарды жасайды, олардың ағыны Тейлор-Кулик ағынымен сипатталады. Соплоның өлшемдері камерадағы жобалық қысымды сақтау үшін есептеледі, сонымен қатар түйінделген газдардан итеру күшін жасайды. Бір рет тұтанған қарапайым қатты ракеталық қозғалтқышты өшіруге болмайды, себебі ол жану үшін қажетті барлық компоненттерді жағылатын камерада қамтиды. Күрделі қатты ракеталық қозғалтқыштарды қуатын реттеуге болады, сондай-ақ оларды өшіруге және соплоның геометриясын басқару арқылы немесе желдеткіш тесіктерін пайдалану арқылы қайта тұтандыруға болады. Бұған қоса, сегменттерде жанатын және команда бойынша тұтандырылатын импульстік ракеталық қозғалтқыштар бар. Қазіргі заманғы конструкцияларға басқаруға арналған сопло, авионика, құтқару құралдары (парашюттер), өзін-өзі жою механизмдері, қосымша қуат көздері, басқарылатын тактикалық қозғалтқыштар, басқарылатын бұрылыс және тұрақтандыру қозғалтқыштары, сондай-ақ жылуды басқару материалдары кіруі мүмкін.
Тарих
Ортағасырлық Сунь әулетінің қытайлықтары қатты отынмен жұмыс істейтін ракетаның өте қарапайым түрін ойлап тапты. 14 ғасырлық қытай әскери трактаты "Хуолонцзин" бойынша суреттер мен сипаттамалар Мин әулетінің әскери жазушысы және философы Цзяо Ю 1232 жылы қытайлықтардың моңғолдарды Кайфен қаласын қоршаудан ығыстыру үшін "өрт жебелері" деп аталған прототиптік қатты отынмен жұмыс істейтін ракеталарды қолданғанын растайды. Әр жебе қарапайым түтік тәрізді қатты отынмен жұмыс істейтін ракетаның қарапайым нысаны болды, ол ұнтақпен толтырылған. Бір ашық ұшы газдың шығуына мүмкіндік берді және ұшу бағытын басқару жүйесі ретінде қызмет ететін ұзын таяққа бекітілді. 1921 жылы кеңестік ғылыми-зерттеу және әзірлеу зертханасы "Газ динамикасы зертханасы" қатты отынмен жұмыс істейтін ракеталарды жасауды бастады, нәтижесінде 1928 жылы шамамен 1300 метрге ұшқан алғашқы ұшырылым жасалды. Бұл ракеталар 1931 жылы әлемде алғаш рет ұшақтардың ұшып кетуіне көмектесетін ракеталарды пайдалану үшін қолданылды. Зерттеу 1933 жылдан бастап "Реактивтік ғылыми-зерттеу институты" (RNII) RS 82 және RS 132 ракеталарын әзірлеумен жалғасты, оның ішінде жер-әуе, жер-жер, ауа-жер және ауа-әуе шайқасы үшін бірнеше нұсқаларды жобалау. Кеңес Әуе күштерінің әуеге қарсы ракеталарды әуеден ауыр ұшақтарға қарсы ұрыста алғаш рет қолданғаны 1939 жылдың тамызында Халхин-Гол шайқасы кезінде болды. 1939 жылдың тамызында BM 13 / "Катюша" ракеталық қондырғысы аяқталды. 1938 жылдың соңында ракеталық қондырғылардың алғашқы ірі масштабтағы сынағы өтті, түрлі типтегі 233 ракета қолданылды. Ракеталардың бір залпы нысананы толық жауып тастауға мүмкіндік берді. Екінші дүниежүзілік соғыстың соңында ракеталық қондырғылардың жалпы өндірісі шамамен 10 000-ға жетті, Кеңес қарулы күштері үшін 12 миллион дана RS типіндегі ракеталар өндірілді. АҚШ-та қазіргі заманғы құйылатын композитті қатты отынмен жұмыс істейтін ракеталық қозғалтқыштарды 1942 жылы американдық аэроғарыш инженері Джек Парсонс Калтех институтында қос негізді отынды төбелік асфальт пен калий перхлоратымен ауыстырған кезде ойлап тапты. Бұл реактивтік ұшып кетуге жеткілікті мөлшерде және жеткілікті сақталу мерзіміне ие баяу жанатын ракеталық қозғалтқыштар жасауға мүмкіндік берді. JPL (Caltech) қызметкері Чарльз Бартли жабысқақ асфальтты синтетикалық резеңкемен алмастырып, икемді, бірақ геометриялық тұрғыдан тұрақты, қозғалтқыш корпусына берік жабысатын жүк көтергіш ұндырғышты жасады. Бұл үлкен ракеталық қозғалтқыштардың жасалуына мүмкіндік берді. Atlantic Research Corporation 1954 жылы композиттік отынның Isp көрсеткішін отындағы алюминий ұнтағының мөлшерін 20%-ға дейін арттыру арқылы едәуір арттырды. Қатты отынмен жұмыс істейтін ракета технологиясы 20 ғасырдың ортасындағы әртүрлі үкіметтік бастамалармен бірге, әскери ракеталарды дамыту үшін ең үлкен техникалық инновация, көлемі және қабілеті бойынша үлкен серпіліс жасады. 1940 және 1950 жылдары сұйық отынмен жұмыс істейтін ракеталармен жасалған баллистикалық ракетаның алғашқы әскери технологиясынан кейін, Кеңес Одағы мен АҚШ жергілікті, аймақтық және континенттер аралық баллистикалық ракеталарды, соның ішінде ауадан немесе теңізден ұшырылатын қатты отынмен жұмыс істейтін ракеталарды әзірлеуге қатысты ірі бастамаларды қолға алды. Келесі 50 жыл ішінде көптеген үкіметтер осы әскери технологияларды дамытты. 1980 жылдардың соңында және 2020 жылға дейін осы үкіметтер дамытқан жоғары қабілетті қатты отынмен жұмыс істейтін ракеталық технологиялар көптеген үкіметтік бағдарламалардың орбиталық ғарышқа ұшуына қолданылды, көбінесе олардың негізінен сұйық отынмен жұмыс істейтін ракеталардың ерте көтерілу кезінде қосымша итермелеу үшін бустер ракеталары ретінде. Кейбір конструкциялар қатты отынмен жұмыс істейтін жоғарғы сатыларға да ие болды. 2010 жылдары ұшқан мысалдарға еуропалық Ariane 5, АҚШ Atlas V және Space Shuttle, сондай-ақ Жапонияның H II кіреді. Әлемдегі ең үлкен қатты отынмен жұмыс істейтін ракеталық қозғалтқыштар Флорида штатында салынған Aerojet компаниясының үш монолитті қатты отынмен жұмыс істейтін қозғалтқыштары болды. 260 SL 1 және SL 2 қозғалтқыштарының диаметрі, ұзындығы 80 фут (24 м), салмағы және ең жоғары итермелігі болды. Дымқыл тұтқырдың ішегі тік тұрып жүре алатын көлемде болды. Мотор 8 қозғалтқышпен жабдықталған Сатурн I сұйық отынмен жұмыс істейтін ракетаның бірінші сатысының 1-ден 1-ге ауыстырылуы мүмкін болды, бірақ ешқашан мұндай ретінде қолданылмады. 260 SL 3 қозғалтқышы ұқсас ұзындығы мен салмағы болды, бірақ ең жоғары итермелігі және қысқа уақытқа ие болды.
Дизайн
Жобалау қажетті жалпы импульстен басталады, ол отын және тотықтырғыш массасын анықтайды. Содан кейін қажетті қозғалтқыш сипаттамаларын қанағаттандыру үшін дәннің геометриясы мен химиясы таңдалады. Төмендегілер бір мезгілде таңдалады немесе шешіледі. Нәтижелер дәннің, соплоның және корпустың геометриясының нақты өлшемдері болып табылады: дән өзінің беттік ауданы мен камера қысымын ескере отырып, болжанған жылдамдықпен жанады. Камерадағы қысым соплоның тамақша диаметрімен және дәннің жану жылдамдығымен анықталады. Камерадағы рұқсат етілген қысым корпустың конструкциясына байланысты. Жану уақытының ұзақтығы дәннің "қалыңдығымен" анықталады. Дән корпустың қабырғасына жабыстырылуы мүмкін немесе жабыстырылмауы мүмкін. Корпустың қабырғасына жабыстырылған қозғалтқыштарды жобалау қиынырақ, себебі корпустың деформациясы мен ұшу кезіндегі дәннің үйлесімді болуы керек. Қатты ракеталық қозғалтқыштардағы жиі кездесетін ақаулар: дәннің сынуы, корпустың байланысының бұзылуы және дән ішіндегі ауа қуыстары. Бұлардың барлығы жану бетінің ауданын бірден ұлғайтады және газдардың өндіріс жылдамдығы мен қысымын арттырады, бұл корпустың жарылуына әкелуі мүмкін. Тағы бір ақаулық түрі – корпустың тығыздағышының бұзылуы. Дәнді жүктеу үшін ашылатын корпустарда тығыздағыштар болуы қажет. Тығыздағыш бұзылған жағдайда, ыстық газ шығу жолын тоздырып, ақауға әкеледі. Осының салдарынан "Челленджер” ғарыш кемесі апатқа ұшырады.
The grain burns at a predictable rate, given its surface area and chamber pressure. The chamber pressure is determined by the nozzle throat diameter and grain burn rate. Allowable chamber pressure is a function of casing design. The length of burn time is determined by the grain "web thickness". The grain may or may not be bonded to the casing. Case bonded motors are more difficult to design, since the deformation of the case and the grain under flight must be compatible. Common modes of failure in solid rocket motors include fracture of the grain, failure of case bonding, and air pockets in the grain. All of these produce an instantaneous increase in burn surface area and a corresponding increase in exhaust gas production rate and pressure, which may rupture the casing. Another failure mode is casing seal failure. Seals are required in casings that have to be opened to load the grain. Once a seal fails, hot gas will erode the escape path and result in failure. This was the cause of the Space Shuttle Challenger disaster.
Қаптамасы
Қоршау әр түрлі материалдардан жасалуы мүмкін. Шағын қара ұнтақты модельдік қозғалтқыштар үшін картон, ал үлкен композиттік отынмен жұмыс істейтін хоббилік қозғалтқыштар үшін алюминий қолданылады. Ғарыш кемесінің күшейткіштері болаттан жасалған. Жоғары өнімділік қозғалтқыштар үшін филаментпен оралған графит-эпоксидті қоршаулар қолданылады. Қоршау ракеталық қозғалтқыштың қысымына және одан туындайтын кернеуге, мүмкін жоғары температурада да төтеп бере алатындай етіп жобалануы керек. Жобалау кезінде қоршау қысымға төзімді ыдыс ретінде қарастырылады. Қоршауды коррозиялық ыстық газдардан қорғау үшін, қоршаудың ішкі бетіне құрбандыққа берілетін жылу оқшаулағыш жабын орнатылады, ол қозғалтқыш корпусының қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектеседі.
Дымқыл
Конвергентті-дивергентті конструкция газды соқпақтан шығаруды жылдамдатып, итермелі күшті тудырады. Соқпақ, жану газы ағынының қызуына төтеп бере алатын материалдан жасалуы керек. Көбінесе, аморфты графит немесе көміртекті-көміртекті материалдар сияқты, жылуға төзімді көміртекті материалдар қолданылады. Кейбір конструкцияларға газды бағыттау мүмкіндігі қарастырылған. Бұл, Space Shuttle SRB-дегідей, соқпақты бұру арқылы, V-2 зымыранындағыдай газ ағынына желкендер орнату арқылы, немесе сұйық инъекциялық итермелеу векторын (LITV) пайдалану арқылы жүзеге асырылуы мүмкін. LITV – бұл сұйықтықты соқпақтың таңдауынан кейін газ ағынына енгізуден тұрады. Сұйықтық буланып, көбінесе химиялық реакцияға түседі, газ ағынының бір жағына масса қосып, бақылау моментін қамтамасыз етеді. Мысалы, Titan IIIC қатты күштеуіштерде LITV үшін азот тетроксиді қолданылды; жанармай бактерілерін ракетаның орталық бөлігі мен күштеуіштердің арасындағы екі жағынан көруге болады. Minuteman зымырасының бірінші сатысында төрт бұрылатын соқпақтары бар бір қозғалтқыш қолданылып, оның көмегімен иілдіру, бұру және домалатуды басқару жүзеге асырылды.
Өнер көрсету
Типичный, хорошо спроектированный композитный ракетный двигатель на основе перхлората аммония (APCP) первой ступени может иметь вакуумный удельный импульс (I) до (Titan IVB SRMU). Это сравнимо с для RP1/LOX (RD 180) и для LH2/LOX (Block II RS 25) двухкомпонентных ракетных двигателей. Удельные импульсы верхних ступеней несколько выше: до для APCP (Orbus 6E), для RP1/LOX (RD 0124) и для LH2/LOX (RL10B 2). Фракции топлива обычно несколько выше для (несегментированных) твердотопливных ракетных двигателей первой ступени, чем для верхних ступеней. Первая ступень Castor 120 имеет массовую долю топлива 92,23%, в то время как верхняя ступень Castor 30, разработанная для пусковой установки Orbital Science Taurus II COTS (Commercial Off The Shelf) (обеспечение Международной космической станции), имеет 91,3% долю топлива, 2,9% корпуса двигателя из графитовой эпоксидной смолы, 2,4% сопла, воспламенителя и привода управления вектором тяги и 3,4% недвигательного оборудования, включая крепление полезной нагрузки, межступенчатый адаптер, кабельные трассы, приборы и т. д. Castor 120 и Castor 30 имеют диаметр соответственно и служат ступенями на коммерческих пусковых аппаратах Athena IC и IIC. Четырехступенчатая Athena II, использующая Castor 120 в качестве первой и второй ступеней, стала первым коммерчески разработанным пусковым аппаратом, запустившим лунный зонд (Lunar Prospector) в 1998 году. Твердотопливные ракеты могут обеспечивать высокую тягу по относительно низкой цене. По этой причине твердое топливо использовалось в качестве начальных ступеней ракет (например, космического шаттла), в то время как двигатели с высоким удельным импульсом, особенно менее массивные двигатели на жидком водороде, резервировались для верхних ступеней. Кроме того, твердотопливные ракеты имеют долгую историю в качестве заключительной ступени повышения для спутников благодаря своей простоте, надежности, компактности и разумно высокой массовой доле. Спирально стабилизированный твердотопливный ракетный двигатель иногда добавляется, когда требуется дополнительная скорость, например, для миссии к комете или внешней Солнечной системе, поскольку спиннер не требует системы наведения (на вновь добавленной ступени). Широко использовалась обширная линейка двигателей Star, в основном с титановым корпусом, от Thiokol, особенно на пусковых аппаратах Delta и в качестве спирально стабилизированных верхних ступеней для запуска спутников из грузового отсека космического шаттла. Двигатели Star имеют массовую долю топлива до 94,6%, но добавление конструкций и оборудования снижает рабочую массовую долю на 2% или более. Высокоэффективные твердотопливные ракетные топлива используются в крупных стратегических ракетах (в отличие от коммерческих пусковых аппаратов). HMX, C4H8N4(NO2)4, нитрамин с большей энергией, чем перхлорат аммония, использовался в топливе МБР Peacekeeper и является основным ингредиентом топлива NEPE 75, используемого в баллистической ракете Trident II D 5 Fleet. Именно из-за взрывоопасности более энергоемкие военные твердотопливные топлива, содержащие HMX, не используются в коммерческих пусковых аппаратах, за исключением случаев, когда ПУ является адаптированной баллистической ракетой, уже содержащей топливо HMX (Minotaur IV и V на базе выведенных из эксплуатации МБР Peacekeeper). Военно-морская станция вооружения в Кита-Лейк, Калифорния, разработала новое соединение C6H6N6(NO2)6, просто называемое CL 20 (соединение Кита-Лейк № 20). По сравнению с HMX, CL 20 имеет на 14% больше энергии на массу, на 20% больше энергии на объем и более высокое отношение кислорода к топливу. Одной из мотиваций для разработки этих высокоэнергетических военных твердотопливных топлив является достижение возможности АБМ в средней фазе полета из ракет, достаточно маленьких, чтобы поместиться в существующие вертикальные пусковые шахты под палубой корабля и в мобильные автомобильные пусковые установки. Топливо CL 20, соответствующее закону Конгресса 2004 года об нечувствительных боеприпасах (IM), было продемонстрировано и может, по мере снижения его стоимости, подходить для использования в коммерческих пусковых аппаратах с очень значительным увеличением производительности по сравнению с современными предпочтительными твердотопливными топливами APCP. Удельный импульс 309 с, уже продемонстрированный второй ступенью Peacekeeper, использующей топливо HMX, позволяет ожидать, что более высокая энергия топлива CL 20 увеличит удельный импульс примерно до 320 с в аналогичных применениях МБР или верхних ступеней пусковых аппаратов, без взрывоопасности HMX. Привлекательной характеристикой для военного применения является возможность твердотопливного ракетного топлива оставаться загруженным в ракете в течение длительного времени, а затем быть надежно запущено в любой момент.
Қара ұнтақ (тұман) ұшқыш
Қара ұнтақ (оқ-дәрі) көмірден (отын), калий нитратынан (тотықтырғыш) және күкірттен (отын және катализатор) құралған. Бұл ракета жасауда қолданылатын ең көне пиротехникалық қоспалардың бірі. Қазіргі заманда қара ұнтақ аз қуатты модельдік ракеталарда (мысалы, Estes және Quest ракеталарында) қолданылады, себебі ол арзан және жасауға оңай. Отын дәнегі әдетте қысылған ұсақ ұнтақтан (біркелкі, қатты түйірге) тұрады, оның жану жылдамдығы нақты құрамы мен жұмыс жағдайларына өте байланысты. Қара ұнтақтың иілім импульсі төмен, шамамен ... дәнек сынуға сезімтал, демек, күрт бұзылуға бейім. Қара ұнтақ көбінесе қозғалтқыштарда қозғалтақыш күшін асып түсетінде қолданылмайды.
Мырыш-көкөрт (ZS) қозғалтқыштары
Ұнтақталған мырыш металлы мен ұнтақталған күкірттен (тотықтырғыш) тұратын ZS немесе "микрограйн" – арнайы әуесқойлық зымырандар жасаумен айналысатын адамдардан басқа ешқандай практикалық қолданысы жоқ тағы бір престелген отын. Бұл оның нашар өнімділігінен (көбінесе ZS жану камерасының сыртында жанады) және сызықтық жанасу жылдамдығының жоғары болуынан (шамамен 2 м/с) туындайды. ZS көбінесе қызықтыру үшін қолданылады, себебі ракета өте жылдам үдеп, артында керемет үлкен қызғылт түсті от шарларын қалдырады.
"Кенди" қозғалтқыштары
Жалпы, ракеталық қант отындары – окисландырғыш (әдетте калий нитраты) және қант майы (әдетте декстроза, сорбитол немесе сахароза) болып табылады. Олар отын құрамындағы заттарды біріктіріп жұмсақ ерітіп, аморфты коллоидты қалыпқа құю арқылы немесе тығыздау арқылы пішінге келтіріледі. Қант отындары шамамен орташа белгілі бір импульс тудырады, сондықтан оларды көбінесе әуесқой және тәжірибелік ракета жасаушылар қолданады.
Қос негізді (DB) қозғалтқыш
DB жанар майлары екі моноотындық отын компоненттерінен құралған, олардың біреуі әдетте жоғары энергиялы (бірақ тұрақсыз) моноотын, ал екіншісі төмен энергиялы тұрақтандыратын (және гельдейтін) моноотын рөлінде әрекет етеді. Көбінесе нитроглицерин нитроцеллюлоза гелінде ерітіліп, қосымша заттармен қаттытылады. DB жанар майлары аз түтін қажет болған, бірақ шамамен орташа-жоғары Isp талап етілетін қолданыстарда қолданылады. Металл отынын (мысалы, алюминийді) қосу қуатын шамамен арттыра алады, бірақ түтін шығару газындағы металл оксидінің пайда болуы түтінді көмескі етіп жіберуі мүмкін.
Құрама қозғалтқыштар
Ұнтақталған тотықтырғыш және ұнтақталған металл отыны тығыз араластырылып, резеңкелі байланыстырғыш затпен (ол отын ретінде де қызмет етеді) бекітіледі. Композиттік отындар көбінесе аммоний нитраты негізінде (ANCP) немесе аммоний перхлораты негізінде (APCP) болады. Аммоний нитраты композиттік отыны көбінесе отын ретінде магний және/немесе алюминийді пайдаланады және орташа өнімділік (Isp шамамен) береді, ал аммоний перхлораты композиттік отыны көбінесе алюминий отынын пайдаланады және жоғары өнімділік береді: бір бөліктен тұратын сопломен вакуумде Isp-нің мәні дейін немесе жоғары ауданы бар телескопиялық сопломен . Ғарыш шаттлының қатты отынды күшейткіштерінде қолданылған APCP аммоний перхлоратынан (окистендіргіш, салмағы бойынша 69,6%), алюминийден (отын, 16%), темір оксидінен (катализатор, 0,4%), полибутадиен акрилонитрилінен (PBAN) полимерінен (қоспаны ұстап тұратын және қосымша отын ретінде әрекет ететін уретан емес резеңке байланыстырғыш, 12,04%) және эпоксидті қатайтушы агенттен (1,96%) тұрды. Ол теңіз деңгейінде 242 секунд (2,37 км/с) немесе вакуумде 268 секунд (2,63 км/с) нақты импульс дамытты. 2005-2009 жылдарғы Constellation бағдарламасы ұқсас PBAN байланысты APCP-ді пайдалануды көздеген. 2009 жылы бір топ су мен наноалюминийден (ALICE) тұратын отын құрамын жасауға қол жеткізді.
Жоғары энергиялы композиттік (HEC) қозғалтқыштар
HEC-тің стандартты қозғалтқыштары әдетте стандартты композиттік қозғалтқыш қоспасынан (мысалы, APCP) басталып, қоспаға жоғары энергиялы жарылғыш зат қосылады. Бұл қосымша компонент көбінесе аммоний перхлоратынан артық энергияға ие RDX немесе HMX-тың ұсақ кристалдары түрінде болады. Белгілі бір импульстің шамалы артуына қарамастан, қолданылуы жоғары энергиялы жарылғыш заттардың қауіптілігінің жоғарылауына байланысты шектеулі.
Композитті модификацияланған қос негізді қозғалтқыш
Композиттік модификацияланған қос негізді жанар майлар нитроцеллюлоза/нитроглицерин қос негізді жанар майды байланыстырғыш ретінде пайдаланады және оған әдетте композиттік жанар майларда қолданылатын қатты заттар (әдетте аммоний перхлораты (АП) және ұнтақталған алюминий) қосылады. Аммоний перхлораты нитроцеллюлоза қолданудан туындаған оттегі жетіспеушілігін толықтырып, жалпы ерекше импульсті жақсартады. Алюминий ерекше импульсті де, жанудың тұрақтылығын да жақсартады. Trident II D 5 SLBM-іне жанар май ретінде қолданылатын NEPE 75 сияқты жоғары өнімді жанар майлар, АП-нің көп бөлігін полиэтилен гликольмен байланыстырылған HMX-қа алмастырады, бұл ерекше импульсті одан әрі арттырады. Композиттік және қос негізді жанар май ингредиенттерін араластыру соншалықты кең таралғандықтан, қос негізді жанар майлардың функционалдық анықтамасын бұрмалап жібереді.
Ең аз әсер ететін (түсі жоқ) қозғалтқыш заттар
Қатты отын зерттеулерінің ең белсенді салаларының бірі – жоғары энергиялы, минималды із қалдыратын отынды әзірлеу болып табылады, ол C6H6N6(NO2)6 CL 20 нитроаминін (China Lake қосылысы #20) қолданады. Бұл заттың массалық энергиясы HMX-ке қарағанда 14%-ға жоғары, ал энергия тығыздығы 20%-ға артық. Жаңа отын сәтті әзірленді және тактикалық ракеталық қозғалтқыштарда сынақтан өтті. Отын қоршаған ортаны ластамайды: қышқылсыз, қатты бөлшектерсіз және қорғасынсыз. Сонымен қатар, ол түтінсіз және мөлдір түтін ағынында көрінетін әлсіз шок толқынының суретін ғана шығарады. Алюминийленген отындардың жануынан пайда болатын жарқын жалын мен тығыз түтін болмағандықтан, бұл түтінсіз отындар зымырандар атылған жерді анықтау қаупін жоққа шығарады. Жаңа CL 20 отыны соққыға төзімді (қауіп класы 1.3), ал қазіргі HMX түтінсіз отындары өте жарылғыш (қауіп класы 1.1). CL 20 қатты ракеталық отын технологиясындағы маңызды жетістік деп есептеледі, бірақ жоғары құнына байланысты кеңінен қолданылған жоқ.
Әуесқойлық және әуесқойлық ракета жасау
Қатты отынды зымыран қозғалтқыштары модельдік зымырандарда пайдалану үшін сатып алынуы мүмкін; олар әдетте қара ұнтақ отынынан тұратын кішкентай цилиндрлер, ендірілген соплосымен және, мүмкіндігінше, қозғалтқыш отыны біткеннен кейін белгілі бір уақыттан кейін іске қосылатын шағын зарядпен жабдықталады. Бұл заряд камераны іске қосуға немесе парашютті ашуға пайдаланылуы мүмкін. Егер осы заряд пен кешіктіру болмаса, қозғалтқыш екінші сатыны (тек қара ұнтақпен) тұтандыруы мүмкін. Орта және жоғары қуатты зымырандарда коммерциялық APCP қозғалтқыштары кеңінен қолданылады. Олар бір реттік немесе қайта зарядталатын болып жасалуы мүмкін. Бұл қозғалтқыштар бірнеше өндірушіден "А" (1,26 Нс – 2,50 Нс) импульс диапазонынан бастап "О" (20,48 кНс – 40,96 кНс) импульс диапазонына дейін қол жетімді. Олар қажетті импульске байланысты стандартталған диаметрде және әртүрлі ұзындықта шығарылады. Стандартты қозғалтқыш диаметрлері 13, 18, 24, 29, 38, 54, 75, 98 және 150 миллиметрді құрайды. Әртүрлі итермелеу профильдерін жасау үшін, сондай-ақ түрлі түсті жалын, түтін іздері немесе көп мөлшерде ұшқындар (қоспаға титан губкасын қосу арқылы жасалады) сияқты арнайы эффекттерді жасауға арналған түрлі отын формулалары бар.