고농도 과산화수소(HTP)는 H₂O₂ 용액(일반적으로 85~98%)으로, 로켓 추진제로 사용됩니다. 촉매(보통 은이나 백금) 위를 통과하면 고온의 수증기와 산소 혼합물로 빠르게 분해됩니다. 이 고온 가스는 노즐을 통해 분사되어 추력을 발생시키고, 로켓, 어뢰, 그리고 반응 제어 시스템을 구동합니다.
고농도 과산화수소를 로켓 단일 추진제로 사용
1934
- Hellmuth Walter
(설명을 위한 생성된 이미지입니다)
HTP를 단일 추진제로 사용하는 것은 1930년대 독일 엔지니어 헬무트 발터(Hellmuth Walter)에 의해 개척되었습니다. 그는 제2차 세계 대전 중 잠수함과 어뢰에 사용된 '발터 추진 장치(Walter-Antrieb)'를 개발했습니다. 이 장치의 원리는 H₂O₂의 고발열 촉매 분해에 기반합니다. 일반적인 촉매 팩은 은도금된 니켈 스크린으로 구성됩니다. 액체 HTP가 이 팩을 통과하면서 거의 즉시 분해됩니다. 반응식 [latex]2 H₂O₂(l) rightarrow 2 H₂O(g) + O₂(g)[/latex]은 상당한 양의 에너지를 방출하여 생성된 수증기와 산소를 600°C(1112°F) 이상으로 가열합니다. 이 고온 가스가 로켓 노즐을 통해 분출될 때 급격한 팽창을 일으켜 상당한 추력을 발생시킵니다. HTP를 단일 추진제로 사용할 경우 비추력은 약 150~160초로, 이중 추진제에 비해 낮지만 구조가 간단하고 보관이 용이하며 하이드라진과 같은 다른 추진제에 비해 독성이 낮다는 장점이 있습니다. 이 시스템은 탱크 하나와 간단한 밸브 및 촉매층만 필요하므로 우주선 자세 제어용 반응 제어 시스템(RCS)과 같은 응용 분야에 신뢰성이 높습니다. 또한 HTP는 이중 추진제 시스템에서 산화제로 사용될 수 있으며, 이 경우 등유나 에탄올과 같은 연료와 함께 연소실에 분사되어 더 높은 비추력을 생성합니다.
HTP를 다룰 때는 극도의 주의가 필요합니다. HTP는 강력한 산화제이며 많은 유기물질과 반응하여 자연발화를 일으킬 수 있습니다. 오염될 경우 제어되지 않는 분해가 발생하여 압력 폭발, 즉 증기 폭발(VE)로 이어질 수 있습니다. 이러한 위험성에도 불구하고, HTP의 우수한 성능과 비교적 간단한 구조 덕분에 항공우주 및 해양 분야의 다양한 틈새 시장에서 널리 사용되고 있습니다.
UNESCO Nomenclature: 3301
항공학. 우주학
유형
화학 공정
분열
상당한
용법
틈새/전문 분야
전구체
- 과산화수소의 발열 분해 발견
- 촉매 개발, 특히 귀금속 촉매 개발
- 열에너지를 운동에너지로 변환하는 드 라발 노즐의 발명
- basic principles of newton’s third law of motion
응용 프로그램
- v-2 rocket turbine fuel pump
- 블랙 나이트 로켓
- 소유즈 우주선의 반응 제어 추진기
- 벨 로켓 벨트(로켓 팩)
- 영국 Mark 12 'Fancy'와 같은 어뢰용 추진 시스템
특허:
NA
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관련 용어: 고농도 과산화물, HTP, 단일 추진제, 로켓, 헬무트-발터, 촉매, 추력, 증기, 산소, 비추력.
역사적 맥락
고농도 과산화수소를 로켓 단일 추진제로 사용
(날짜를 알 수 없거나 관련이 없는 경우, 예를 들어 "유체역학"의 경우, 주목할 만한 등장 시기를 대략적으로 추정하여 제공합니다.)
