Elektriska fasta drivmedel undersöks för användning i dual-mode raketmotorer eftersom de inte är mottagliga för att antändas från en gnista eller låga och kan slås på och av elektriskt.

Forskare från University of Illinois i Urbana-Champaign, Missouri University of Science and Technology, och NASA genomförde experiment för att förstå beteendet hos ett högpresterande elektriskt drivmedel jämfört med ett traditionellt drivmedel.

"Elektriska fasta drivmedel har studerats som kemiska raketdrivmedel, men det vi fokuserade på är att studera dessa typer av drivmedel för elektriska framdrivningssystem - så, inte elden, rök, och förbränning du ser i kemiska raketmotorer men för elektriska pulsade plasma-propeller i rymden, sa Joshua Rovey, docent vid institutionen för flyg- och rymdteknik vid Grainger College of Engineering vid U of I.

Rovey förklarade att i elmotorer, det finns ett högtemperaturplasma precis intill ytan av det elektriska fasta drivmedlet. En liten del av den ytan förångas och drivs ut med höga hastigheter. Det kallas ablation.

"Att lära oss om mängden ablation kan ge oss möjlighet att bättre bedöma hur det kan fungera som ett drivmedel i en elektrisk raketmotor, och bättre bedöma dess livstid, " sa Rovey.

Rovey sa att applikationen för dual-mode eller multimode raketmotorer är att det kan finnas en raketmotor med ett drivmedel som kan arbeta i kemiskt läge med hög dragkraft, eller så kan du använda den i ett elektriskt läge, där en mycket snabb elektrisk puls tar bort ytan från materialet, och ger mycket hög prestanda.

I experimentet, ett högpresterande eldrivmedel, tillverkad av Digital Solid State Propulsion jämfördes med polytetrafluoretylen, ett traditionellt drivmedel som används i ablativa pulsade plasmapropeller. Vakuumanläggningen för rymd och hög höjd i Aerospace Plasma Lab användes för att genomföra testerna. Drivmedelsproverna mättes före och efter testning för att fastställa hur mycket av drivmedlet som kommer bort från ytan med varje elektrisk puls.

Resultaten indikerar att det elektriska fasta drivmedlet ablaterar ungefär två gånger mer än det traditionella drivmedlet och att fysiken för den högtemperaturablationsmatade bågarladdningen är likartad för båda drivmedlen.

Rovey sa, förutom raketmotorer, elektriska fasta drivmedel kan användas som ett säkrare sprängämne i gruvor och pyroteknik eftersom det bara antänds med en elektrisk signal.

Studien, "Elektrisk ablation av fast drivmedel i en ljusbågsurladdning, " skrevs av Matthew S. Glascock, Joshua L. Rovey, och Kurt A. Polzin. Det visas i Journal of Propulsion and Power .