Treibstoffe

Fortschrittliche Treibstoffe



Fortschrittliche Treibstoffe für Satellitenanwendungen

Satellitentriebwerke werden nach wie vor überwiegend mit flüssigen Treibstoffen wie Distickstofftetroxid, Hydrazin, Monomethylhydrazin (MMH) und unsymmetrischem Dimethylhydrazin (UDMH) betrieben, die zwar toxisch (giftig) aber über sehr lange Zeiträume lagerfähig sind und gleichbleibende Triebwerkseigenschaften garantieren. Im Zuge der europäischen REACH-Verordnung, welche 2007 in Kraft getreten ist, ist Hydrazin auf die Kandidatenliste der Stoffe gesetzt worden, deren Nutzung in naher Zukunft möglicherweise europaweit verboten werden soll. Dies beruht im Wesentlichen auf seinen negativen Eigenschaften wie Giftigkeit, Verdacht krebserregend zu sein und  Umweltgefährdung.

Um den möglichen Wegfall dieses Stoffes kompensieren zu können, bedarf es alternativer bzw. fortschrittlicher neuer Treibstoffe(„Green Propellants“ sei hier auch als Schlagwort genannt), die gleiche oder bessere Leistungseigenschaften der Triebwerke über mindestens gleiche Einsatzzeiträume ermöglichen. Bei fortschrittlichen Treibstoffen wird im Allgemeinen eine deutlich verringerte Gefährdung von Personen und Umwelt angestrebt. Dies hätte im Vergleich zu Hydrazin den Vorteil auf Ganzkörper-Vollschutzanzüge mit externer Atemluftversorgung(siehe Bild 1) und unter Umständen kompletter Evakuierung der Einrichtung zum Beispiel bei Betankungsarbeiten verzichten zu können.
 
Flüssige fortschrittliche Treibstoffe werden hinsichtlich ihres rheologischen (Fließ-) Verhaltens, ihres Versprühungsverhaltens und ihrer Verbrennungseigenschaften detailliert untersucht. Für die Entwicklung geeigneter Treibstoffaufbereitungsmethoden für unterschiedliche Treibstofftypen werden verschiedene Versprühungskonzepte (verschiedene Injektortypen und -geometrien) hinsichtlich ihrer Eignung mittels optischer Messtechniken untersucht.

Bei den Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für einen effektiven Brennkammerprozess werden die Treibstoffe hinsichtlich der Verbrennung und der Wärmeentwicklung innerhalb der Brennkammer charakterisiert. Hierbei werden anhand experimenteller Ergebnisse auch semi-empirische Modelle zur Beurteilung bzw. Auslegung von Triebwerken entwickelt und überprüft.


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