پیشرانه های مایع وجامد متداولترین پیشرانه هایی هستند که در سیستم های پیشرانش موشکی مورد استفاده می گیرد.اما سیستم های پیشرانش هیبریدی را می توان مسیر تکاملی مشترک دوسیستم مایع وجامد محسوب داشت.در این سیستم های تلاش شده تا نقاط قوت هردو سیستم مایع وجامد درآنها لحاظ شده ونقاط ضعف این دو سیستم حذف گردد.در ضمن پیشرانه های هیبریدی،که امکان ایجاد ایمپالس ویژه بالاتر از S)) 400 میآورند.
در پیشرانه های هیبریدی تلاش شده است تا مزایای پیشرانه های مایع نسبت بهپیشرانه های جامد نظیر،ایمپالس ویژه بالا،قابلیت خاموش وروشن کردن های مکرر،امکان تغییر تراست و…. ونیز مزایای پیشرانه های جامد نسبت به پیشرانه های مایع مانند:دانسیته بالا،سرعت عملکرد مناسب،سادگی موتور،هزینه پایین سیستم پیشرانش و…. در سیستم پیشرانش دیده می شود واز طرف دیگر تا حد امکان نقاط ضعفی که در هر دو سیستم پیشرانش وجو دارد. حذف گردد.
این سیستم ها از نظر ایمنی به مراتب از هر یک از دو سیستم دیگر ایمن تر بوده واز نگه داری و انبارداری سیستم موشکی ،در مجموع از هر دو سیستم نگهداری آنها آسانتراست واز نظر هزینه پیشرانه به مراتب ارزان تر می باشند.
موتور راکت پیشرانه هیبریدی شامل اکسید کننده وسوختنی می باشد که از نظر حالت فیزیکی با یکدیگر متفاوت هستند.متداولترین حالت این است سوخت جامد و اکسید کننده مایع باشد. بر مبنا ی اینکه در سیستم های هیبریدی سوخت جامد و اکسید کننده مایع ویا اکسید کننده جامد و سوخت مایع باشد به ترتیب سیستم را مستقیم و یا معکوس می گویند.
بیشتر تحقیقات انجام شده در زمینه پیشرانه های هیبریدی به سیستم (سوخت جامد) مربوط می گردد.در سیستم ها ی هیبریدی مستقیم ،اکسید کننده های که مورد توجه قرار گرفته اند عبارتنداز:
در حالیکه سوخت های بکاربرده شده متنوع بوده و شامل سوخت های کربنی ،پلیمری ،هیدرید های فلزی یا فلز وپلیمر های حاوی فلز و سوخت ها ی ژل می گردند.
3-1-خط سیر توسعه پیشرا نهای هیبریدی
او این تئوری احتراق هیبرید توسط بارتل(Bratel )و رانی (Rannie )براساس کربن وسوخت رم جت مورد تحقیق قرار گرفت.با این حال پیشرفت اصلی در زمینه پیشرانش هیبریدی زمانی بوجود آمد که از استفاده از سوخت های پلیمری شنا خته شد.در اوایل دهه 50 وحتی در حال حاضر این سوخت ها توحه تعدادی زیادی از متخصصین را به عنوان کاربردی ترین سیستم سوحت در پیشرانش هیبریدی به خود جلب کرده است .در این سیستم هایپبشرانه ،هم سوخت های هایپر گول و غیر هایپر گول مورد توجه قرار گرفته اند. مور(Moor) وبرمن(Berman) موتور هیبریدی با سوخت هایپر گول پلی اتیلن-آب اکسیژنه() را با موفقیت آزمایش کردند
انواع دیگری از سوخت ازقبیل پلی استایرن،لاستیک بوتیل ولاستیک GRS)) نیز به صورت سوخت هایپر گول می توانند با آب اکسیژنه استفلاده شوند.علاوه براین پلیمر های نظیر لاستیک های مختلف و پلی اورتانها،متورم شده باسوخت های مایعی نظیر تری اتیل آمین وUDMH می توانند با اسید نیتریک استفاده شوند.
برنارد(Bernard) از فورفورآمید(Furfuramide) وفورفوریلیدین(Furfurylidene ) به عنوان پلیمر های هایپرگول بااسیدنیتریک استفاده نمود.
موتت(Moutet) وبار(Barr (از چندین ترکیب مانند پارا تولیدین(P-Toluidene )،پارا فنیلن دی آمین( diamine Phenylene P-)،پارا آنیزیدین( anisidine P-)، وترکیبات دیگر در کامپوزیت پلیمری استفاده کردند تا سیستم با اسید نیتریک هایپر گول گردد.
اشموکر از مخلوطی از پاراتولویدین و پاراآمینو فنل برای یک موتور هیبریدی استفاده کرد.
سوخت های پرس شده وترکیبات ژل نیز مورد تحقیق قرار گرفته اند ولی نسبت به سوخت های برپایه پلیمر از نقطه نظر خواص مکانیکی در درجه پایین تری قرار دارند.کافمن (Schmucker)،ژل هیدرازین را به همراه فلزاتی نظیر Zn،AL مورد بررسی قرار داد.
مخلوط فلوئور/اکسیژن مایع(F-LOX) وتر کیبات کلر / فلوئور مانند نیز مورد توجه بودهاند. سوخت های با انرژی بالا مشخصاً هیدرید ها ی فلزات سبک مانند بریلیم ولیتیم وآلومینیوم که با یک بایندر پلیمری مناسب مخلوط شده اند،هستند.
ایمپالس ویژه خلأ برای این پیشرانه های هیبریدی با انرژی بالا بین 350تا380 ثانیه می باشد که بستگی به سوخت انبساط نازل دارد. از نظر احتراق نیز،راندمانی به میزان 95در صد تئوری با این پیشرانه ها بدست آمده است.
سیستم پیشرانه هیبریدی دیگر و مناسب برای بالا جو شامل اکسید کننده آب اکسیژنه 90تا95 درصد همراه با سوخت ) HTPB) می باشد. این سیستم گر چه دارای انرژی پایینی است ولی کاربرد زیادی دارد.در این سیستم آب اکسیژنه جهت نگه داری برای مدتی طولانی وبرای یک دوره مأموریت بالای جو و ارزان مورد توجه قرار گرفته است.
لیپ در مطالعه برروی سیستم های هیبریدی پر شده با فلز ملاحظه کرد که سوختی که بالغ بر 60تا80درصد وزنی سوخت هیبریدی آلومینیوم دارد زمانیکه با یک اکسید کننده فلوره شده (90 FLOX-)محترق شود کارآیی احتراق بالاتری نسبت به اکسید کننده برپایه اکسیژن نشان می دهد ودلیل این امر راتولید اکسید آلومینیوم در سیستمی دانست که از اکسید کننده اکسیژن استفاده می کنند.
جدول زیر ایمپالس ویژه سیستم های پیشرانه هیبریدی مختلف رانشان می دهد. سوخت ها پلیمری حاوی فلز یا هیدری ها ی فلزی ایمپالس ویژه بهتری نسبت به سوخت ها ی پلیمری خالص دارند.
جدول ایمپالس ویژه پیشرانه های هیبریدی
Sec))
System
NO.