Фаза Стабилизированный Нитрата Аммония (PSAN) композитные пропелленты

Композитные пропеллент PSAN, приводящее в действие звучащую ракету

PSAN-I Фаза стабилизированного нитрата аммония

Нитрат аммония PSAN-I ™ был разработан доктором Адольфом Обертом в качестве альтернативы «чистого горения» перхлоратным окислителям аммония, обычно используемым в твердотопливных двигателях. Ключ должен был разработать нитрат аммония, который был поэтапно стабилизирован во время температурного цикла. Нестабилизированный нитрат аммония продолжает расти с каждым температурным циклом между комнатной температурой и замерзанием и между комнатной  температурой и 120 градусами по Фаренгейту. Средний цилиндр на рисунке слева показывает, что происходит с композитным топливом с нестабилизированным нитратом аммония. Цилиндр справа стабилизирован по фазе по формуле доктора Оберта с использованием 3% оксида цинка. Это его первоначальный размер после месяца температурного цикла. Цилиндр слева был «стабилизирован» с помощью мочевины, что было явно менее чем успешно.

Распространенным заблуждением является то, что оксид цинка является фактическим стабилизатором, и все, что вам нужно сделать, это смешать порошок оксида цинка с порошком нитрата аммония, чтобы получить стабилизированный по фазе нитрат аммония.Некоторые пытались смешать оксид цинка с раствором нитрата аммония и водой, высушить его, размолоть и подумать, что у них есть стабилизированный по фазе нитрат аммония. Ни один из этих подходов не приведет к получению фазно-стабилизированного нитрата аммония, поскольку они не образуют необходимый комплекс динитрата цинка-диаммин, который является фактическим стабилизатором.

В PSAN-I ™ 3% оксида цинка добавляют к расплавленному техническому (чистота 99,9%) нитрату аммония для получения стабилизированного по фазе нитрата аммония. Но это не так просто. Вода, полученная в реакции, должна быть удалена из расплава перед тем, как она охладится до комнатной температуры или потеря фазы стабилизируется. Существуют и другие химические параметры, которые также необходимо отрегулировать в процессе производства, иначе стабилизированный по фазе аммиачная селитра будет еще более гигроскопичной, чем аммиачная селитра технической чистоты, и приведет к ускоренному отверждению пропеллента.

Компания Wickman Spacecraft & Propulsion Company (WSPC) продолжила исследования фазостабилизированных нитратов аммония на основе нашего оригинального патента. Это привело к разработке измельченного PSAN с C-смесью и PSAN с дроблением Blend B. Ни один из продуктов в настоящее время не представлен на рынке, но вместо этого используется в композитных твердотопливных ракетных продуктах PSAN, продаваемых WSPC.

Композитный твердотопливный ракетный пропеллент PSAN

Обнаружив недорогой и нетоксичный способ фазовой стабилизации нитрата аммония, доктор Оберт в конце 1980-х годов работал над улучшением характеристик пропеллентов из нитрата аммония. До этого момента пропелленты АН имели низкий удельный импульс, были очень трудно воспламеняться и горели с очень низкой скоростью. После долгих экспериментов он обнаружил, что использование магниевого порошка вместо алюминиевого порошка приводит к появлению пропеллента АН, который легко воспламеняется, имеет хороший удельный импульс и сгорает со скоростью, в два раза превышающей ранее зарегистрированную пропеллентами АН.

После его ухода в 1993 году из компании Wickman Spacecraft & Propulsion Company мы продолжили его новаторскую работу по производству пропеллентов на основе аммиачной селитры, аналогичных используемым в бустерном двигателе SHARP S1 (показано выше и слева). Современные исследования направлены на получение более высоких скоростей горения и более высоких удельных импульсов.