اصول اساسی موشک های سوخت جامد:
در موشک های سوخت جامد، سوخت به طور مستقیم درون محفظۀ احتراق ذخیره می شود و گاهی اوقات به طور سربسته و محکم برای ذخیره سازی طولانی مدت (5 تا 20 سال) درون محفظه آب بندی می شود. موتورهای سوخت جامد در شکل ها و اندازه های مختلف می باشند، که نیروی تراست آن ها از 2 نیوتن تا 4 میلیون نیوتن متفاوت می باشد. معمولا موتورهای سوخت جامد فاقد هرگونه اجزای متحرکی می باشند البته امروزه بعضی موتورهایی طراحی شده اند که شامل شیپوره های متحرک و همچنین عملگرهایی برای جهت دهی نیروی تراست نسبت به محور موتور می باشند. پیشرانهای جامد شامل همۀ اجزای لازم برای احتراق اند. بنابر چگونگی توزیع سوخت و اکسنده، پیشرانهای جامد را به دو نوع تقسیم می کنند. اگر سوخت و اکسنده هر دو دارای یک مولکول باشند سوخت را همگن می نامند. متداول ترین پیشرانهای جامد همگن، سوختهای دوپایه با ترکیبات نیتروگلیسیرین-نیتروسلولز [ C3H5(NO2)3-C6H7O2(NO2)3 ] همراه با مقدار اندکی افزودنی هستند.
نمک پتاسیم سبب اشتعال آرام در دماهای پایین می شود.دی اتیل تالیت به عنوان نرم کننده کمکی، ویژگی های مکانیکی را بهبود می بخشد.اتیل سنترالیت مانع تجزیه خودکاتالیزوری سازاهای اصلی می شود. دودۀ کربن برای جلوگیری از تراگسیل انرژی تابشی، که ممکن است سبب اشتعال درونی شود، به پیشران تقریباً شفاف افزوده می شود. در بعضی حالتها برای دستیابی به عملکرد بالاتر، از گرد فلزاتی همچون آلومینیوم همراه با اکسنده اضافی از نوع مرکب استفاده می شود.
آمیزه های ناهمگن بلورهای اکسنده را در چسب سوختنی آلی پلاستیک_شکل، پیشرانهای مرکب می نامند. معمولاً اکسنده ها از بلورهای خرد شده یکی از موارد زیر تشکیل می شوند:
پرکلرات آمونیوم (AP)
نیترات آمونیوم (AN)
پرکلرات نیترونیوم (NP)
پرکلرات پتاسیم (KP)
نیترات پتاسیم (KN)
تری نیترامین سیکلوتری متیلن (RDX)
تترانیترامین سیکلوتترامتیلین (HMX)
چسبی که بلورهای اکسنده را در بر می گیرد، به عنوان سوخت عمل می کند و بدون ترک خوردن تنشهای گرمایی و مکانیکی شدید را باید تحمل کند. معمولاً چسب ها را از لاستیکهای مصنوعی می سازند. پولی بوتالین هیدروکسیل ترمی نیتد (HTPB) از مواد چسبی متداول است.
گردهای فلزی:
با افزودن گردهای فلزی به پیشرانهای جامد، ضربۀ ویژه و چگالی آنها را می توان افزایش داد. فلزاتی که تاکنون به کار رفته یا بررسی شده اند، شامل آلومینیوم، منیزیم، تیتانیوم، بر، زیرکونیوم، و بریلیوم اند. معمولاً این فلزات به صورت ذراتی با گسترۀ اندازۀ 10 تا 40 µm به طور اتفاقی با اجزای دیگر آمیخته می شوند. در خلال سوختن، ذرات آلومینیوم در سطح اشتعال تمایل به انسجام و تشکیل توده هایی به اندازه 50 تا 200 µm دارند. اگرچه بور(B) فلز نیست، اما گرمای تولیدشده با اکسیداسیون بور بسیار بیشتر از گرمای تولید شده به وسیله هر فلز دیگری می باشد.
گرین قسمت سخت سفت شدۀ پیشران می باشد و معمولا به میزان 82 تا 94 درصد جرم موتور در نظر گرفته می شود. (igniter) شمع انرژی لازم برای شروع احتراق را تامین می کند. گرین بر طبق صفحه های درونی که تحت تاثیر اشتعال قرار می گیرند شروع به سوختن می کند.
بسیاری از گرین ها دارای شکاف ها، شیارها، سوراخ ها یا اشکال هندسی دیگری می باشند که باعث تغییر دادن سطح سوزش اولیه می شوند، که مشخص کنندۀ جریان جرمی اولیه و تراست اولیه می باشد. جریان گازهای ناشی از واکنش های داغ از میان حفره توخالی به سمت شیپوره حرکت می کند. سطوح درونی پوسته که به طور مستقیم در معرض گازهای داغ می باشند، توسط لایه هایی از عایق محافظت می شوند. پوسته معمولا از فلزاتی از قبیل فولاد، آلومینیوم یا تیتانیوم و یا از مواد کامپوزیتی ساخته می شود.
