För att dual-mode raketmotorer ska bli framgångsrika, ett drivmedel måste fungera i både förbrännings- och elektriska framdrivningssystem. Forskare från University of Illinois i Urbana-Champaign använde ett saltbaserat drivmedel som redan hade visat sig vara framgångsrikt i förbränningsmotorer, och visade sin kompatibilitet med elektrospraypropeller.

"Vi behöver ett drivmedel som fungerar i båda lägena, sa Joshua Rovey, docent vid avdelningen för flygteknik vid Grainger College of Engineering vid U of I. "Så, vi skapade ett drivmedel som är en blandning av två kommersiellt tillgängliga salter – hydroxylammoniumnitrat och emimetylsulfat. Vi har publicerat andra forskningsartiklar som visar att saltdrivmedel fungerar i förbränningsläget med hög acceleration. Nu vet vi att denna unika kombination av salter också kommer att fungera i det elektriska bränsleeffektiva läget."

Med elektrospray eller kolloid framdrivning, thrustrarna accelererar elektrostatiskt joner och droppar från dessa vätskor. Det är en teknik som började i biologi/kemigemenskapen, sedan började framdrivningssamhället titta på det för ungefär 20 år sedan.

Rovey förklarade att vätska matas genom en nål med mycket liten diameter, eller kapillärrör. Vid spetsen av röret, ett starkt elektriskt fält appliceras som samverkar med vätskan i röret eftersom vätskan i sig är en ledare. Vätskan reagerar på det elektriska fältet. Små droppar och joner dras ut ur vätskan - sprutar ut dem ur röret eller nålen.

I den här studien, förutom att visa att drivmedlet kunde sprutas, Rovey sa att de var intresserade av att lära sig vilka typer av kemiska arter som kommer ut i plymen. "Eftersom ingen någonsin har provat den här typen av drivmedel tidigare, vi förväntade oss att se arter som ingen annan någonsin har sett förut och, faktiskt, vi gjorde."

Rovey sa att de också såg ett nytt utbyte av beståndsdelarna som utgör de två olika salterna.

"Vi såg en del av hydroxylammoniumnitratsaltet binda till emimetylsulfatsaltet. De två är blandade inuti drivmedlet, och är ständigt bindande med varandra och sedan lossnar.

"Det finns en kaotisk natur i systemet och det var oklart hur dessa interaktioner i själva vätskan skulle fortplanta sig och dyka upp i sprayen. Det sker inga kemiska reaktioner. Det är bara det att vi börjar med A och B separat och när de kommer ut. i sprayen, A och B är sammanbundna, " han sa.

Rovey sa att dessa fynd kastar mycket ljus över vad som händer i dessa blandningar av salter som är möjliga drivmedel för elektrosprayer. Men det öppnar också dörrar till många andra frågor som kommer att leda till grundläggande studier som försöker förstå interaktionerna inom dessa drivmedel och hur det översätts till vad som kommer ut i själva sprayen.