로켓을 발사할 때 고체, 액체, 기체 연료들은 어떤 점에서 차이가 나는 것인가요?

Question

로켓을 발사할 때도 보니

연료가 고체, 액체, 기체 연료들이 있더라구요

3가지의 연료들중 가장 발전된 연료는 어는 것인가요?

그리고 각각의 연료들마다 어떤 특징과 장점들이 있는 건가요?

Answer 1

액체연료는 밸브를 잠그는 것만으로 작동을 멈출 수 있고, 다시 재점화도 가능합니다.

이러한 장점 덕분에 하나의 발사체를 활용해 여러 임무를 수행할 수 있습니다.

그러나 액체연료 발사체 엔진은 매우 복잡합니다.

산화제를 담은 탱크와 공급관, 밸브 등이 매우 복잡하게 얽혀 있습니다.

고체연료는 매우 간결합니다.

하지만 액체연료에 비해 정밀한 제어를 할 수 없습니다.

한 번 연료가 소진되면 정해진 추력을 내고 연료가 소진되면 끝인 단점이 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

로켓은 주로 고체연료와 액체연료를 사용하며 기체를 사용하지는 않습니다.

보통 연소관 안에 고체연료를 채워 넣는데 이 연료에 알루미늄 분말을 추가하기도 합니다. 이는 알루미늄의 높은 반응성 때문인데, 알루미늄이 고온으로 연소되면서 연소 속도를 빠르게 하기 때문입니다. 연료가 빠르게 연소하며 가스를 만들어내면 이것이 로켓 밖으로 배출되면서 추진력이 발생합니다.

액체연료 로켓은 액체 상태의 연료와 연료에 불을 붙게 하는 산화제를 각각 다른 공간에 주입하여 나중에 투입량을 제어할 수 있게 만들어 둡니다. 가장 널리 쓰이는 연료는 등유이며 산화제로는 플로오린, 질산, 과산화수소 등이 사용됩니다. 연소실에서 연료와 산화제에 불이 붙으면 고온고압의 가스가 발생하고 가스가 노즐로 빠져나가며 로켓이 추진력을 얻게 됩니다.

처음에는 고체연료가 사용되었고 이후 액체연료가 사용되었습니다.

최근에는 고체 연료에 액체 산화제를 뿌려 연소시키는 하이브리드 방법이 사용되는데요, 고체 연료에 액체 산화제의 공급량에 따라 추진력을 조절하고, 연료의 연소도 중지시킬 수 있습니다. 보통 연료로는 탈수산화부타디엔(HTPB)이 쓰이고, 산화제로 액체 산소나 이산화질소 등이 사용됩니다.