Peróxido de hidrogênio de alta concentração como monopropelente para foguetes
O peróxido de hidrogênio de alta concentração (HTP, na sigla em inglês), uma solução altamente concentrada de H₂O₂ (tipicamente entre 85% e 98%), é usado como monopropelente em foguetes. Ao passar por um catalisador, geralmente de prata ou platina, ele se decompõe rapidamente em uma mistura de vapor e oxigênio em alta temperatura. Esse gás quente é então direcionado através de um bocal para gerar empuxo, impulsionando foguetes, torpedos e sistemas de controle de reação.
O uso de HTP como monopropelente foi pioneiro pelo engenheiro alemão Hellmuth Walter na década de 1930. Ele desenvolveu o "Walter-Antrieb" (propulsor Walter), que foi usado em submarinos e torpedos durante a Segunda Guerra Mundial. O princípio baseia-se na decomposição catalítica altamente exotérmica do H₂O₂. Um conjunto catalítico típico consiste em telas de níquel revestidas de prata. À medida que o HTP líquido flui através do conjunto, ele se decompõe quase instantaneamente. A reação 2 H₂O₂(l) → 2 H₂O(g) + O₂(g) libera uma quantidade significativa de energia, aquecendo o vapor e o oxigênio resultantes a mais de 600 °C (1112 °F). Essa rápida expansão do gás quente, quando canalizada através de um bocal de foguete, produz um impulso significativo. O impulso específico do HTP como monopropelente é de cerca de 150 a 160 segundos, o que é modesto em comparação com os bipropelentes, mas oferece vantagens em termos de simplicidade, facilidade de armazenamento e menor toxicidade em comparação com alternativas como a hidrazina. O sistema requer apenas um tanque, uma válvula simples e um leito catalítico, tornando-o confiável para aplicações como sistemas de controle de reação (RCS) para controle de atitude de espaçonaves. O HTP também pode ser usado como oxidante em sistemas bipropelentes, onde é injetado em uma câmara de combustão com um combustível como querosene ou etanol, produzindo um impulso específico maior.
O manuseio do HTP exige extremo cuidado. É um poderoso agente oxidante e pode causar combustão espontânea com muitos materiais orgânicos. A contaminação pode desencadear uma decomposição descontrolada, levando a uma explosão por pressão, um fenômeno conhecido como explosão de vapor ou "VE". Apesar desses riscos, seu desempenho e relativa simplicidade garantiram seu lugar em diversas aplicações específicas nas áreas aeroespacial e naval.
UNESCO Nomenclature: 3301
Aeronáutica. Astronáutica
Precursores
- descoberta da decomposição exotérmica do peróxido de hidrogênio
- desenvolvimento de catálise, particularmente com metais preciosos
- Invenção do bocal de Laval para converter energia térmica em energia cinética.
- basic principles of newton’s third law of motion
Aplicações
- v-2 rocket turbine fuel pump
- foguete cavaleiro negro
- propulsores de controle de reação na espaçonave Soyouz
- cinto foguete Bell (mochila foguete)
- propulsão para torpedos como o britânico Mark 12 'chique'
Ideias de Inovação Potencial
Devido ao tráfego de bots de coleta de dados, atualmente superior a 40 mil por dia, este conteúdo é reservado aos membros da comunidade.
> Login < ou > Registrar < (100% gratuito) para acessar isso, assim como todo o restante do conteúdo e das ferramentas restritas.
Relacionado a: peróxido de hidrogênio de alta concentração, HTP, monopropelente, foguete, Hellmuth Walter, catalisador, empuxo, vapor, oxigênio, impulso específico.