Hibrit yakıtlı roket
Tarihçe

Hibrit roketler üzerindeki ilk çalışmalar 1930'ların sonuna doğru, Almanya'daki  I.G. Farben firması ile aynı sıralarda ABD'deki California Rocket Society firması tarafından yapılmıştır. Almanya'da çalışmakta olan Leonid Andrussow, ilk defa hibrit yakıtlı roket düşüncesini ortaya atan kişidir . O. Lutz, W. Noeggerath ve Andrussow  10 kiloNewton (2200 lbf) değerinde itkiye sahip hibrit roket motorunu yakıt olarak kömür ve gaz halindeki N2O kullanarak test etmişlerdir. Oberth ayrıca oksitleyici olarak LOX ve yakıt olarak da grafit kullanan bir hibrit roket motoru üzerinde çalışmıştır. Karbonun süblimleşmesinin gerektirdiği yüksek miktardaki ısı  işe yaramayacak yanma hızlarına sebep olduğundan bu roketlerin verimli çalışmasını engellemiştir.
1940'lı yıllarda, Kaliforniya Pasifik Roket Topluluğu  LOX oksitleyicisini, aralarında odun, mum ve kauçuğun de bulunduğu çeşitli yakıt türleri ile denemiştir. Bunların arasında en başarılı olanlar kauçuk yakıtla yapılan testlerdi. Kauçuk günümüzde hala en çok kullanılan yakıt türüdür. 1951 Haziran ayında, LOX/kauçuk roketi 9 km yüksekliğe kadar uçurulmuştur.
1950'li yıllarda iki adet büyük çalışma yürütüldü. Bunlardan birisi General Electric firmasının G. Moore ve K. Berman isimli çalışanlarıydı. İkili, %90 oranında yoğunluğa sahip H2O2 (yüksek-test peroksit çözeltisi,İng: HTP) ve polietilen karışımını, bir "çubuk,boru ve sıkıştırılmış-yakıt-tozu (granül) tasarımı" (İng:"rod and tube grain design") içerisinde kullandı. Bu çalışmalarından önemli sonuçlar çıkardılar. Sıkıştırılmış yakıt tozu tekdüze/eşit-formlu (ing:uniform) olarak yanmıştır. Katı yakıtlı roket motorlarının aksine, sıkıştırılmış tozdaki çatlaklar tutuşmayı etkilememiştir. Hiç "sert başlangıç" (ing: Hard Start) gözlenmemiştir. Sıvı yakıtlı roketlere özgü olan "Sert başlangıç", ateşleme zamanına yakın gözlenen keskin basınç artışıdır. Yakıtın yüzeyi bir nevi "alev tutucu/muhafaza edici" olarak işlev gördüğü için kararlı tutuşmaya/yanmaya katkıda bulunmıştır. Oksitleyici miktarı bir tek vana ile kısılıp arttırılabilmekteydi ve yüksek oksitleyici-yakıt oranı tutuşmayı basitleştirmeye yardımcı olmuştur. Negatif gözlemler arasındaki düşük yanma oranı/hızı ile peroksitin ısısal/termal istikrarsızlığı/karasızlığı, güvenlik sebepleri açısından sorun teşkil etmiştir. 1950'li yıllardaki başka bir çalışma ise "ters-hibrit"'in (İng:"reverse hybrid") geliştirilmesiydi. Standart bir hibrit roket motorunda katı madde yakıtın kendisidir. Ters hibrit motorunda ise, oksitleyici katıdır. Uygulamalı Fizik Laboratuvarı'ndan (Applied Physics Laboratory) William Avery, ucuz oldukları için,sıvı yakıt olarak jet yakıtını (ing: jet fuel/jet propellant) ve oksitleyici olarak amonyum nitratı kullanmıştır. Kullandığı Oksitleyici/Yakıt oranı 0.035 idi be bu değer Mooreve Berman tarafından kullanılan orandan 200 kat daha küçüktür.
1953 yılında, Pasifik Roket Topluluğu (İng:Pacific Rocket Society), Jim Nuding tarafından tasarlanmış olan XDF-23 isimli, LOX ve "Thiokol" olarak adlandırılan yapay kauçuk polimer'den yakıt ile çalışan, 10 cm (4 inç) x 180 cm (72 inç) boyutlarındaki bir hibrit roket üzerinde çalışıyordu. Daha önceki deneylerinde, aralarında pamuk, parafin ve odunun da bulunduğu çeşitli yakıtları zaten denemişlerdi. XDF isminin kendisi de zaten ilk denemelerden biriyle alakalı olarak bir İngilizce kısaltmadan gelmekteydi: "eXperimental Douglas Fir" ("Deneysel Douglas Köknar"), "Douglas Fir" kullanılan odunun markasıydı.
1960'larda, Avrupalı organizasyonlar da hibrit roketler üzerinde çalışmaya başladı. Fransa'da kurulmuş olan ONERA ve İsveç'te kurulmuş olan  Volvo-Flygmotor şirketleri, hibrit roket motoru teknolojisi kullanarak sondaj/test roketleri geliştirdiler. ONERA grubu, nitrik asit ve amin yakıtı kullanan bir  hipergolik roket motoru üzerinde çalışmalarını yoğunlaştırdı. Şirket, 1 kere Nisan 1964, 3 kere Haziran 1965  ve 4 kere 1967 tarihlerinde olmak üzere toplamda sekiz adet roket uçurmuştur. Erişilen en yüksek irtifa 100 km|'nin üzerindeydi. Volvo-Flygmotor şirketi de bir hipergolik yakıt  kombinasyonu kullanmıştır. Onlar da oksitleyici olarak nitrk asit kullanmış ancak yakıt olarak ise olarak Tagaform (aromatik amin içeren Polibütadien. İng:Polybutadiene) kullanmışlardır. 1969 yılında gerçekleştirdikleri uçuşta, 20 kg ağırlığındaki görev-yükünü  80 km yükseliğe çıkarmayı başarmışlardır.
Aynı tarihlerde Birleşik Devletlerde, "Birleşik Teknolojiler Merkezi" (İng:United Technologies Center) Kimyasal Sistemler Bölümü ve Beech Aircraft şirketi birlikte, "Sandpiper" olarak bilinen bir süpersonik hedef İHA'sı üzerinde çalışıyorlardı. MON-25 isimli  (%25 NO, %75 N2O4) kimyasal bileşiği oksitleyici olarak ve polimetil metakrilat  (PMM ya da Pleksi)-Mg karışımı yakıt olarak kullanılmıştır. İHA 1968 yılında toplamda altı kez,, 300 saniyeden fazla bir süre 160 km'den fazla bir irtifada uçurulmuştur. Roketin tasarımı ikinci kez yapılırken/geliştirilirken bu  yeni haline HAST adı verildi. HAST tasarımında yakıt olarak IRFNA-PB/PMM ikilisi kullanıldı ve motorun itki gücü 10:1 (%10-%100) aralığında kısılabilmekteydi. HAST, Sandpiper aracına göre daha ağır görev-yükü taşıyabilmekteydi. Bir başka tasarım geliştirme çalışması sonucu ortaya çıkan ve HAST ile,aynı yakıt kombinasyonunu kullanan sistem, Kimyasal Sistemler Bölümü (İng:Chemical Systems Division) ve Teledyne Aircraft tarafından geliştirilmiştir. Bu program 1980'lerin ortalarına doğru bitirilmiştir. Kimyasal Sistemler Bölümü ayrıca lityum ve FLOx (F2 and O2) yakıt kombinasyonu üzerinde de çalışmıştır. Bu, çıkış gücü kısılabilen verimli bir hipergolik roket motoruydu. %93 yanma verimi ile vakumdaki özgül itici kuvvet değeri 380 saniyedir.
American Rocket Company (İng: AMROC), 80'ların sonunda  ve 90'ların başında, şimdiye kadar yapılmış olan en büyük hibrit roketleri üretmişti. Motorlarının ilk versiyonu, Hava Kuvvetleri Phillips Laboratuvarı'nda ateşlenmişti ve yakıt olarak LOX (sıvı oksijen)  ile Hidroksille Sonlanan Polibütadien  (İng:Hydroxyl Terminated PolyButadiene (HTPB)) karışımı kullanarak 70 saniye boyunca  312 kN miktarında itki  üretmişti. Motorun, H-250F olarak bilinen, ikinci versiyonu ise 1 MN miktarında itki üretebilmiştir
1982 yılında, eAc'de (İng:Environmental Aeroscience Corporation) çalışan Korey Kline daha öncesinde Westinghouse şirketinde çalışmış olan Bill Wood ile söz konusu teknoloji üzerine tartışmış ve, Kaliforniya'daki  Lucerne Dry Lake civarındaki bir tesiste, ilk defa gaz oksijen ve yapay kauçuk karışımını kullanan bir hibrit roketi ateşlemiştir. İlk SpaceShipOne (İng:SpaceShipOne) isimli uzay-uçağının hibrit motor testleri, Kline ve eAc tarafından Mojave çölündeki bir tesiste gerçekleştirilmiştir.
1994 yılında, A.B.D. Hava Kuvvetleri Akademisi, hibrit motorlu bir sondaj roketini  5 km yüksekliğe kadar çıkarmıştır. 6.4 m uzunluğundaki roket  yakıt olarak HTPB ve LOX karışımını kullanmış ve 16 saniyelik itki süresi sırasında 4400 N itki miktarına ulaşmıştır.