在壓力下，無毒的鹽基推進劑表現良好

這張照片顯示了80％的HAN水在3.0、6.0和10.0 Mpa時的燃燒結構。圖片來源：伊利諾伊大學航空航天工程系

在像CubeSat衛星這樣的小型太空飛行器中，鹽基單推進劑顯示出了希望。它既可以用於高推力化學推進中以實現對時間敏感的快速機動，也可以用於電力模式中用於慢速機動（例如軌道維護）。現在，伊利諾伊大學香檳分校伊利諾伊大學航空工程系的研究人員對它在壓力下的性能有了更多的了解。

的推進劑，稱為FAM-110A，是兩種市售的鹽的混合物。

「與肼（當今最常用的單推進劑）不同，我們的混合物是無毒的。它的密度更高，因此可以使用較小的罐進行存儲。並且由於它可以用於組合式化學電推進器中，因此所需管道的數量少於有兩個單獨的推進器系統，並帶有自己的推進劑。」正在與AE教職人員Joshua Rovey合作的研究生Nicolas Rasmont說。

拉斯蒙說，他的研究項目研究了高推力化學模式下的燃燒速度以及在不同壓力下的燃燒性能。這些發現將有助於為使用這種推進劑的火箭發動機的設計提供依據。

Rasmont說：「我們了解到準備和儲存條件對燃燒速度的影響比我們預期的要深。」 「到目前為止，我們還沒有完整的解釋。我們認為這是因為FAM-110A可以非常迅速地吸收大氣中的水分。這兩個成分都具有吸溼性，其他研究人員發現，即使水分含量的少量增加也可以改變空氣中的水分。相似推進劑的燃燒特性。」

實驗研究了FAM-110A及其兩個燃燒行為眾所周知的控制項：硝基甲烷，以及80％的HAN和20％的水的混合物。推進劑承受的壓力範圍為0.5至11.0兆帕，而高速相機則捕獲火焰圖像以計算燃燒速率。

「 液體推進劑被放置在高壓燃燒室內部的石英管中。將燃燒室關閉並用氮氣加壓，然後點燃液體的頂部，火焰前沿從該管下降，並通過完全燃燒可能需要幾秒鐘到百分之幾秒的時間。」

「燃燒率會影響您設計發動機的方式，」拉斯蒙特說。「如果燃燒率太高，則會產生燃燒回火，其中分解的火焰會試圖通過管道回到油箱。燃燒的速度如此之快，以至於會炸毀所有物體。但是另一方面反之，如果您的燃燒率太低，那麼燃燒將難以維持，最後，我們要在Goldilocks區域中進行燃燒，因為該區域的燃燒率不太高，所以很安全，也不要太低，所以我們發現FAM-110A有一個Goldilocks區，該區相當寬，隨著壓力的增加，燃燒速率不會突然變化。」

另外，燃燒率在高壓下達到平穩狀態，這也是理想的行為。

「這意味著我們可以使用推進劑建造火箭發動機，使其幾乎可以在任何壓力水平下使用。但是，我們還了解到，FAM-110A燃燒後會留下大量液體殘留物。這是不希望的，因為這意味著燃燒是不完全的。為了提高燃燒效率，我們可能不得不改變配方。」

拉斯蒙特說，下一步是嘗試在實際的火箭發動機上使用它，以查看它是否可行。「我們在這裡進行的測試令人鼓舞，但同時也指出了我們可以改進的局限和地方。」

由Nicolas Rasmont，Emil J. Broemmelsiek和Joshua L. Rovey撰寫的研究報告「 綠色離子液體多模態單推進劑的線性燃燒速率 」出現在《燃燒與火焰》中。