Karamellipolttoaine - kiinteä rakettipolttoaine , joka liittyy sekoitettuihin polttoaineisiin, joissa on orgaaninen sideaine. Nimetty sen ulkonäön ja sokerin tai sorbitolin käytön vuoksi sen koostumuksessa . Englanninkielinen termi "rocket candy" luonnehtii suhtautumista siihen samalla tavalla. Karamellipolttoaineen käytön edelläkävijänä pidetään Bill Colburnia, joka käytti sitä ensimmäisen kerran vuonna 1948, ja tämä polttoaine tuli laajalti tunnetuksi Yhdysvalloissa, kun Bertrand Brinleyn kirja julkaistiin vuonna 1960. Sitä käytetään laajalti improvisoiduissa raketteissa komponenttien saatavuuden vuoksi.
Peruskoostumus, eniten tutkittu ja usein käytetty koostumus on 65 % KNO 3 :a ja 35 % sorbitolia (painosta). Tällainen koostumus on lähellä optimaalista saavutettavissa olevan ominaisimpulssin suhteen pienillä laajenemissuhteilla, jotka ovat tyypillisiä kiinteän polttoaineen rakettimoottoreille . Palamislain maltillinen eksponentti tekee polttoaineesta sopivan käytettäväksi laajalla painealueella ja sen seurauksena sopivan kotitekoisiin kiintoainerakettimoottoreihin, joiden geometriset ominaisuudet ovat hajallaan.
Valmis polttoaine koostuu kiinteästä suolaliuoksesta sorbitolissa ja siihen suspendoituneista liukenemattoman suolan hienoista hiukkasista. Valmiin polttoaineen sulamispiste on paljon alhaisempi kuin alkuperäisten komponenttien. Salpeterin liukoisuus sorbiitissa kiinteässä muodossa on paljon pienempi kuin sulassa, joten jäähdytettäessä polttoaine vahvistuu vähitellen, koska kiteiden tilavuus vapautuu kiinteästä liuoksesta ja tietty määrä lämpöä vapautuu. Suuret tammi pysyy pehmeinä yli päivän.
Tämän koostumuksen energiaominaisuudet ovat erittäin kohtalaiset. Karamellipolttoaineen teoreettinen ominaisimpulssi kaliumnitraatille on 153 kgf × s / kg, ja käytännössä saavutettavissa oleva arvo ei ylitä 125 kgf × s / kg. Tämä on vähemmän kuin halvoilla nitroselluloosapohjaisilla ballistisilla polttoaineilla, joten tätä koostumusta ei käytetä teollisesti. Tämä on kuitenkin huomattavasti enemmän kuin mustan jauheen, lisäksi karamellipolttoaineen valmistus ei vaadi ruudin valmistukseen tarvittavia erityislaitteita, joten se on suosittu sekä käsiteollisen että sarjakaupan rakettimoottoreiden mallivalmistajien keskuudessa.
Kun sorbitoli polttoainekoostumuksessa korvataan sakkaroosilla , palamisnopeus kasvaa merkittävästi, 40 % ilmakehän paineessa, mutta muut polttoaineen ominaisuudet (tiheys, ominaisimpulssi, palamislain eksponentti jne.) eivät juuri muutu.
Vaikka karamelliponneaine on suhteellisen turvallinen muihin formulaatioihin verrattuna, se vaatii käytössä samoja varotoimia kuin mikä tahansa muu ponneaine sen korkean energian koostumuksen vuoksi.
Tämän polttoaineen tärkeimmät haitat ovat hygroskooppisuus ja suuri määrä kondensoitunutta faasia palamistuotteissa. Tämän polttoaineen hauraus on myös tunnustettava haitaksi, joka kaventaa kiinteän polttoaineen rakettimoottoreiden valintaa sen käytön myötä. Lopuksi haittana on merkittävä kutistuminen (tilavuuden pieneneminen) kovettumisen aikana, mikä voi aiheuttaa ruudun muodon vääristymistä tai panssarin irtoamista.
Alkuperäinen polttoaine on alhainen myrkyllisyys, mutta sen palamistuotteet voivat ärsyttää limakalvoja ja hengityselimiä, koska kaliumkarbonaatti , joka vapautuu voimakkaasti dispergoituneessa muodossa ja jolla on emäksinen reaktio, voi aiheuttaa kemiallisen palovamman myös huoneenlämpötilaan jäähtyessään. . Peruskoostumuksen palamislämpötila on noin 1400 ℃, mikä riittää pehmentämään kiinteän polttoaineen rakettimoottorin teräsrunkoa, kun se altistetaan sille ilman lämpösuojausta.