Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
Lar » Peróxido de hidrogênio de alta concentração como monopropelente para foguetes

Peróxido de hidrogênio de alta concentração como monopropelente para foguetes

1934
  • Hellmuth Walter
Preparação de peróxido de alto teste em um laboratório para aplicações de propulsão de foguetes.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

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

Tipo

Processo Químico

Interrupção

Substancial

Uso

Nicho/Especializado

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'

Patentes:

NA

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.

Contexto histórico

Peróxido de hidrogênio de alta concentração como monopropelente para foguetes

1930
1930
1930
1934
1940
1940
1940
1930
1930
1930
1930
1940
1940
1940
1940

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Imagens em tamanho real e downloads estão disponíveis apenas, 100% gratuitos, para membros registrados.