Festtreibstoffe

Festtreibstoffe, auch feste Treibstoffe genannt, sind eine Form chemischer Antriebe, bei der Treibstoff und Oxidator in einer festen Matrix gebunden sind. Nach der Zündung brennen sie kontinuierlich und erzeugen heiße Gase, aus denen der Schub des Triebwerks resultiert. Festtreibstoffe bieten hohe Schubkräfte bei kompakter Bauweise und besitzen eine lange Lagerfähigkeit, weshalb sie häufig in Raumfahrt- und Militäranwendungen eingesetzt werden.

Typen und Aufbau: Es gibt verschiedene Kategorien. Single-base-Treibstoffe verwenden Nitrocellulose als Hauptbestandteil. Double-base-Treibstoffe enthalten zusätzlich Nitroglycerin. Composite-Propellants nutzen einen festen Oxidator wie Ammoniumperchlorat, Brennstoffe wie Aluminiumpulver und Bindemittel wie Hydroxyl-Terminated Polybutadiene (HTPB). Ein verbreitetes Beispiel ist der Ammoniumperchlorat-komposite Treibstoff, der in vielen Raketen eingesetzt wird. Die konkrete Mischung und Geometrie des Brenngriffs beeinflusst Brennrate und Schubverlauf.

Eigenschaften: Festtreibstoffe zeichnen sich durch hohen spezifischen Impuls und hohe Dichte aus. Sie ermöglichen einfache Lagerung und zuverlässige Zündung, weisen jedoch auch Sensitivitäten gegenüber Stoß, Reibung und Feuchtigkeit auf. Die Brennrate hängt stark von Druck, Temperatur und Zusammensetzung ab, weshalb genaue Spezifikationen strengen Sicherheits- und Qualitätskontrollen unterliegen.

Anwendungen: Sie kommen in Start- und Trägerraketen, Militärmunition und bestimmten Test- bzw. Forschungsanwendungen zum Einsatz. Die Herstellung, Verarbeitung und Nutzung unterliegen umfangreichen Sicherheits-, Umwelt- und Rechtsvorschriften, um Risiken zu minimieren.

Sicherheit und Umwelt: Der Umgang mit perchloratbasierten Systemen kann Umweltbelastungen verursachen; daher gelten strenge Lagerungs-, Handhabungs- und Entsorgungsnormen sowie Maßnahmen zur Vermeidung ungewollter Zündung.