Feststoffantriebe

Bei den Feststoffantrieben sind der Brennstoff und der Oxydator, der den Sauerstoff zur Verbrennung liefert, mit einem Bindemittel vermengt. Triebwerke mit Treibstoffmassen von einigen Tonnen bis zu einigen hundert Tonnen sind heute möglich. Der feste Treibstoff füllt das Triebwerk nicht völlig aus, sondern besitzt einen rohrartigen Hohlraum, an dessen Oberfläche er verbrennt. Der Vorteil dieser Antriebe ist, dass sie relativ einfach zu handhaben sind. Sie sind schnell einsatzbereit und gut lagerfähig. Daher werden sie oft auch militärisch eingesetzt. Der Treibstofftank ist beim Feststoffantrieb gleichzeitig die Brennkammer, Treibstoffpumpen und Ähnliches werden nicht benötigt. Daher ist das Verhältnis der Treibstoffmasse zur Startmasse (Treibstoffverhältnis) günstig. Feststoffraketen können kompakt gebaut werden und haben verhältnismäßig geringe Entwicklungskosten.

Beispiele für Festtreibstoffe

Composit-Treibstoffe: feine Mischung aus anorganischem Oxidator mit organischem Brennstoff als Binder; Oxidator meistens Ammoniumperchlorat (NH4ClO4); Brennstoff meistens Kunststoff wie z. B. Polyurethan oder Plexiglas; Zusätze sind energiesteigerndes Aluminiumpulver, Vernetzer u. a.; Einsatz in großen Triebwerken

Doppelbasis-Treibstoffe: kolloidale Lösungen von Nitrozellulose in Nitroglycerin; Einsatz in kleinen Triebwerken und besonders als Treibmittel für Munition

Chemische Antriebssysteme. Grün: Festtreibstoff, gelb: flüssiger Oxydator, orange: flüssiger Brennstoff, rot: fester Brennstoff. Bei inversen Hybridantrieben wird dagegen fester Oxidator im Triebwerk und flüssiger Brennstoff verwendet.

 

Flüssigkeitsantriebe

Sie sind wesentlich komplexer aufgebaut als Feststoffantriebe und werden entsprechend umständlich für den Start vorbereitet. Ihr Schub lässt sich jedoch besser regeln und lenken, wodurch sie vielseitiger eingesetzt werden können. Zudem gibt es einige flüssige Treibstoffe, die einen deutlich größeren spezifischen Impuls liefern als die kleine Auswahl an Festtreibstoffen. Flüssigkeitsantriebe benötigen zwei Tanks für den Brennstoff und den Oxydator. Die beiden unter Umständen tiefgekühlten flüssigen Treibstoffkomponenten werden in Trägerraketen durch Turbopumpen in das Einspritzsystem der Triebwerke gefördert. Dabei kann der Schub des Triebwerks durch die Fördermenge gesteuert werden. Die Turbopumpen werden von einer Gasturbine angetrieben, die ihr Heißgas aus einem Gasgenerator erhält. Häufig wird der Gasgenerator von einem Teil des Raketentreibstoffs gespeist. Bei den meisten Flüssigkeitsantrieben werden mit dem Brennstoff zudem die Triebwerke gekühlt, indem er durch die Triebwerkswände geleitet wird.

Beispiele für Flüssigtreibstoffe
Brennstoff	Oxydator
Wasserstoff (H2)	Sauerstoff (O2)
Hydrazin (N2H4)	Stickstofftetroxid (N2O4)
Kerosin RP1	Salpetersäure (HNO3) oder Sauerstoff(O2)

Hybrid-Antriebe

Sie kombinieren Prinzipien und Vorteile der Fest- und Flüssig-Antriebe. Meistens werden fester Brennstoff und flüssiger Oxydator verwendet.