固体燃料ロケット
典型的なHEC推進薬は、APCPのような標準的な推進薬の組成に高エネルギー爆薬が添加されることで始まった。添加する成分は通常は両方とも過塩素酸アンモニウムよりも高エネルギーのRDXやHMXの小さい結晶である。比推力の緩やかな増加にもかかわらず実用化は高爆発性添加材の危険性の増加によって制限される。
また燃焼ガスの平均分子量が比較的大きく、液体酸素/液体水素系や液体酸素/炭化水素系の液体燃料ロケットに比べて比推力に劣るが推力の大きなロケットを比較的容易に製造できるほか、推進剤の密度が大きいのでロケット全体のサイズを小さくすることができる。
これらの性質から、即応性を重んじる軍用のミサイル、大型衛星を打ち上げるためのロケットの推力を補強するブースター、最終的に衛星を軌道に投入する小型のアポジキックモーターなどに用いられる。ちなみに、液体燃料ロケットと違いノズルや制御用装置を含め、通常「ロケットエンジン」とは呼ばず、ロケットモーターと呼ぶことのほうが多い。
全長が長くなると管内での流路抵抗が増えるので望ましくない。燃料の断面は投入軌道の特性に合わせて推力が変化するように成型される。ミサイル転用型の場合、軌道投入に効率が下がり、衛星打ち上げ専用のロケットと比較した場合、同じ推進剤の量でも投入できる衛星の重量が下がる。極低温を要する液体燃料ロケットと比較して常温での保存に適するが、打ち上げ時の温度は燃焼速度に多少影響する。
従って、固体推進剤の燃焼速度の問題が解決されない限り、実用上、大きさには上限があるとされる。
(商業用ロケットに比べ)高性能の固体燃料推進薬は大型の戦略ミサイルに使用される。トライデントII D-5弾道ミサイルに使用されるNEPE-75推進薬の主成分であるHMX, C4H8N4(NO2)4、ニトラミンは過塩素酸アンモニウムよりもエネルギーが大幅に高い。高エネルギー軍用固体燃料推進薬は爆発の危険性があるので既にHMX推進薬を搭載した(退役した大陸間弾道ミサイル (ICBM) を基にしたミノタウロスIVやミノタウロスV等の)弾道ミサイルを流用したロケットを除き、通常は商業用のロケットには使用されない。カリフォルニア州のチャイナレイクにある海軍対空兵器研究所では新しい組成であるCL-20 (China Lake compound 20) と呼ばれるC6H6N6(NO2)6を開発した。HMXと比較してCL-20は単位重量あたりのエネルギーが14%、体積比で20%高く酸素:燃料比が高い。非常に高エネルギー密度の固体推進薬により、十分に小型化することができ既存の艦船の甲板の垂直発射装置や空輸式や車載式の発射装置に対弾道ミサイル能力の付与が可能であり、これが開発動機の一つであった。
CL-20推進薬は2004年の議会で低感度軍需品への準拠が実証されており、より安価となれば商業用推進薬との置き換えにより、既存のAPCP固体推進薬よりも大幅に性能が向上する。
最も活発に開発されている固体推進剤として、CL-20(China Lake compound #20), C6H6N6(NO2)6を用いた高エネルギー、低視認性推進薬がある。それはHMXと比較して重量比で14%エネルギーが高く、20%エネルギー密度が高い。新しい推進薬は戦術ロケットのエンジンとして開発試験に成功した。推進薬は非汚染で非酸性で固体粒子や鉛を含まない。同様に無煙で排気は無色透明でショック・ダイヤモンドのみが見える。アルミニウムの燃焼に伴う炎が無く、濃い煙が尾を引かない為、これらの無煙推進薬は発射時に発射地点を突き止められる危険性を低減させることに貢献する。新しいCL-20推進薬は現行の高爆轟性HMX無煙推進薬(ハザードクラス1.1)に対して耐衝撃性(ハザードクラス1.3)に優れる。CL-20は画期的な固体燃料推進薬技術であると考えられるが、高価格なのでまだ広範囲に用いられるまでには至っていない。