propellente

Sostanza costituita da un sistema ossidante (o comburente)- combustibile, in cui viene innescata una reazione di combustione.

I p. si dividono in solidi o liquidi a seconda dello stato del sistema ossidante-combustibile; esistono anche p. ibridi, in cui uno dei componenti (generalmente il combustibile) è solido e l’altro è liquido. Nel caso di p. liquidi si hanno sistemi monopropellenti quando ossidante e combustibile sono fra loro mescolati o quando sono costituiti da un unico composto, e bipropellenti o polipropellenti quando ossidante e combustibile sono costituiti da due o più prodotti distinti che si mescolano tra loro soltanto nella camera di combustione. I p. a due liquidi utilizzano, come combustibile, idrogeno liquido, idrocarburi, alcol metilico o etilico, ammoniaca liquida, idrazina, anilina, monoetilanilina, idruri metallici ecc., e, come ossidanti, per es. ossigeno liquido, acqua ossigenata, tetrossido d’azoto, nitrometano, tetranitrometano, miscele di nitrato di metile con alcol metilico o furfurilico.

Come p. solidi si usano miscugli di nitrocellulosa con nitroglicerina, addizionati di uno stabilizzante (per es., dietilcarbanilide); al posto della nitroglicerina si può impiegare il dinitroderivato del glicole etilenico.

Si hanno anche p. composti costituiti da perclorato d’ammonio o di potassio o da nitrato potassico incorporato in polimeri combustibili lineari (cloruro di polivinile) o tridimensionali (poliuretani), addizionati ad altri componenti (boro, idruri di boro, plastificanti, catalizzatori ecc.).

Nella propulsione aerospaziale notevole è stata l’evoluzione tecnologica dei p. solidi costituiti da alluminio (combustibile) e perclorato d’ammonio (ossidante); questi p. sono incorporati in leganti polimerici a base di polibutadieni dotati di carbossili e ossidrili terminali. Agendo sulla formulazione (in termini di quantità relative, di distribuzione granulometrica ecc.) e aggiungendo additivi idonei (plastificanti, agenti bagnanti, catalizzatori di combustione e di reticolazione ecc.) è stato possibile, in relazione all’uso specifico, modularne e ottimizzarne le caratteristiche (velocità di combustione, impulso specifico, proprietà meccaniche). Le principali innovazioni tecnologiche previste per questa tipologia di p. riguardano l’impiego di polimeri energetici (dotati, cioè, di gruppi capaci di decomporsi esotermicamente) e la diminuzione dell’impatto ambientale, tramite l’eliminazione dell’acido cloridrico prodotto dalla combustione, conseguibile in due modi: sostituendo il perclorato di ammonio con un altro ossidante (nitrato d’ammonio e nitroformiato d’idrazinio); trasformando l’acido cloridrico, all’atto della sua formazione nell’ambiente di combustione, in prodotti non inquinanti tramite reazione con particolari metalli (per es., magnesio) o sali inorganici (per es., nitrato di sodio).