Karamell üzemanyag – szilárd rakéta-üzemanyag , szerves kötőanyaggal kevert üzemanyagokhoz kapcsolódik. Ezt a megjelenése és a cukor vagy szorbit összetétele miatt nevezték el . Az angol "rocket candy" kifejezés ugyanígy jellemzi a hozzá való viszonyulást. A karamell üzemanyag használatának úttörőjének Bill Colburnt tartják, aki 1948-ban használta először, és ez az üzemanyag Bertrand Brinley könyvének 1960-as kiadásával vált széles körben ismertté az Egyesült Államokban. Az alkatrészek rendelkezésre állása miatt széles körben használják rögtönzött rakétákban .
Az alap, legtöbbet tanulmányozott és leggyakrabban használt összetétel 65% KNO 3 és 35% szorbit (tömegre számítva). Az ilyen összetétel a szilárd hajtóanyagú rakétamotorokra jellemző kis tágulási arányok mellett elérhető fajlagos impulzus szempontjából közel áll az optimálishoz . Az égéstörvény mérsékelt kitevője a tüzelőanyagot széles nyomástartományban történő működésre teszi alkalmassá, és ennek eredményeként alkalmassá teszi a saját készítésű szilárd hajtóanyagú rakétamotorokhoz, amelyek geometriai jellemzőiben észrevehető eltérést mutatnak.
A kész tüzelőanyag szorbitos szilárd sóoldatból és a benne szuszpendált, fel nem oldott salétrom finom részecskéiből áll. A kész üzemanyag olvadáspontja sokkal alacsonyabb , mint az eredeti alkatrészeké. A salétrom oldhatósága szilárd szorbitban sokkal kisebb, mint az olvadékban, ezért hűtéskor az üzemanyag fokozatosan erősödik, mivel a szilárd oldatból a kristályok térfogata szabadul fel, és bizonyos mennyiségű hő szabadul fel. A nagy dáma több mint egy napig puha marad.
Ennek a kompozíciónak az energetikai jellemzői nagyon mérsékeltek. A karamell üzemanyag elméleti fajlagos impulzusa kálium-nitráton 153 kgf × s / kg, és gyakorlatilag elérhető nem haladja meg a 125 kgf × s / kg-ot. Ez kevesebb, mint az olcsó, nitrocellulóz alapú ballisztikus üzemanyagoké, ezért ezt a készítményt nem használják iparilag. Ez azonban lényegesen több, mint a feketeporé, ráadásul a karamell-üzemanyag gyártása nem igényli a lőporgyártáshoz szükséges speciális berendezéseket, ezért népszerű a rakéta-modellmotorok gyártói körében, mind a kézműves, mind a sorozatos kereskedelmi forgalomban.
Ha a tüzelőanyag-összetételben a szorbitot szacharózra cseréljük , az égési sebesség légköri nyomáson jelentősen, 40%-kal megnő, de a tüzelőanyag egyéb tulajdonságai (sűrűség, fajlagos impulzus, kitevő az égési törvényben stb.) alig változnak.
Bár a többi készítményhez képest viszonylag biztonságos, a karamell hajtóanyag ugyanolyan óvintézkedéseket igényel a használat során, mint bármely más hajtóanyag, nagy energiájú összetételének köszönhetően.
Ennek az üzemanyagnak a fő hátránya a higroszkóposság és a nagy mennyiségű kondenzált fázis az égéstermékekben. Hátrányként fel kell ismerni ennek az üzemanyagnak a törékenységét is, ami a használatával szűkíti a szilárd hajtóanyagú rakétamotorok választékát. Végül a hátránya a keményedés során bekövetkező jelentős zsugorodás (a térfogat csökkenése), ami a páncél alakjának torzulását vagy a páncél leválását okozhatja.
Az eredeti tüzelőanyag csekély toxicitású, égéstermékei azonban irritálhatják a nyálkahártyát és a légzőszerveket, mivel az erősen diszpergált formában felszabaduló, lúgos reakciójú kálium-karbonát szobahőmérsékletre hűtés után is kémiai égési sérülést okozhat. . Az alapkompozíció égési hőmérséklete hozzávetőlegesen 1400 ℃, ami elegendő ahhoz, hogy meglágyítsa a szilárd hajtóanyagú rakétamotor acéltestét, ha hővédelem nélkül van kitéve.