Karamellbränsle - fast raketbränsle , relaterat till blandade bränslen med ett organiskt bindemedel. Så kallad på grund av dess utseende och användningen av socker eller sorbitol i dess sammansättning . Det engelska uttrycket "rocket candy" kännetecknar attityden till det på samma sätt. Pionjären för användningen av karamellbränsle anses vara Bill Colburn, som använde det för första gången 1948, och detta bränsle blev allmänt känt i USA med utgivningen av boken av Bertrand Brinley 1960. Det används ofta i improviserade raketer på grund av tillgången på komponenter.
Den grundläggande, mest studerade och ofta använda sammansättningen är 65 % KNO 3 och 35 % sorbitol (i vikt). En sådan sammansättning är nära det optimala när det gäller den uppnåbara specifika impulsen vid små expansionsförhållanden som är typiska för raketmotorer för fasta drivmedel . Den måttliga exponenten i förbränningslagen gör bränslet lämpligt för drift i ett brett spektrum av tryck, och som ett resultat lämpligt för hemmagjorda raketmotorer för fast drivmedel med en märkbar spridning i geometriska egenskaper.
Det färdiga bränslet består av en fast lösning av salpeter i sorbitol och fina partiklar av olöst saltpeter suspenderade i den. Smältpunkten för det färdiga bränslet är mycket lägre än originalkomponenterna. Lösligheten av salpeter i sorbit i fast form är mycket mindre än i smältan, därför, vid kylning, ökar bränslet gradvis, eftersom volymen av kristaller frigörs från den fasta lösningen och en viss mängd värme frigörs. Stora rutor förblir mjuka i mer än en dag.
Energiegenskaperna för denna komposition är mycket måttliga. Den teoretiska specifika impulsen av karamellbränsle på kaliumnitrat är 153 kgf × s / kg, och praktiskt taget uppnåbar överstiger inte 125 kgf × s / kg. Detta är mindre än för billiga ballistiska bränslen baserade på nitrocellulosa, så denna komposition används inte industriellt. Detta är dock betydligt mer än det för svartkrut, dessutom kräver tillverkningen av karamellbränsle inte den specifika utrustning som krävs för produktion av krut, därför är det populärt bland tillverkare av modellraketmotorer, både hantverksmässiga och seriella kommersiella.
När sorbitol i bränslesammansättningen ersätts med sackaros ökar förbränningshastigheten avsevärt, med 40% vid atmosfärstryck, men andra egenskaper hos bränslet (densitet, specifik impuls, exponent i förbränningslagen, etc.) förändras knappast.
Även om det är relativt säkert jämfört med andra formuleringar, kräver karamelldrivmedel samma försiktighetsåtgärder vid användning som alla andra drivmedel på grund av dess högenergisammansättning.
De största nackdelarna med detta bränsle är hygroskopicitet och en stor mängd kondenserad fas i förbränningsprodukterna. Det här bränslets bräcklighet bör också erkännas som en nackdel, vilket begränsar valet av raketmotorer för fasta drivmedel med dess användning. Slutligen är nackdelen avsevärd krympning (reduktion i volym) under härdning, vilket kan orsaka förvrängning av formen på brickan eller avskalning av pansar.
Det ursprungliga bränslet är av låg toxicitet, men dess förbränningsprodukter kan irritera slemhinnor och andningsorgan, eftersom kaliumkarbonat , som frigörs i en mycket dispergerad form och har en alkalisk reaktion, kan orsaka en kemisk brännskada även efter kylning till rumstemperatur . Förbränningstemperaturen för baskompositionen är cirka 1400 ℃, vilket är tillräckligt för att mjuka upp stålkroppen på raketmotorn med fast drivmedel när den utsätts för den utan termiskt skydd.