Triergole Treibstoffe

Heute mal wieder ein Grundlagenartikel. Es geht um eine Treibstoffkombination, die bisher nur theoretisch untersucht ist. Treibstoffe kann man vielfältig unterteilen, eine Unterteilung ist nach der Anzahl der Komponenten. Man spricht von:

  • monergolen Treibstoffen: eine Komponente
  • diergole Treibstoffe: zwei Komponenten
  • trierfole Treibstoffe: drei Komponenten.


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Was bringt Methan?

Mit der Möglichkeit eine konkrete Rakete nachzurechnen will ich auch an einen Dauerbrenner gehen, nämlich ob Methan so viel mehr bringt als Kerosin. Das Thema ist nicht neu, aber ganz genau konnte ich es bisher nicht berechnen. Ideal wäre es ja, wenn man Träger vergleichen könnte, doch es gibt nur wenige Methantriebwerke in der Entwicklung und ihre Daten sind nur stückweise bekannt. Selbst dann ist natürlich noch vieles nicht vergleichbar. So kann ein Triebwerk mit höherem Brennkammerdruck arbeiten oder eine Rakete Integraltanks aufweisen und andere nicht.

Ich habe es mir daher zur Aufgabe gemacht zwei hypothetische Raketen, jeweils zweistufig zu konstruieren und dabei auch hypothetische Hauptstromantriebe einzusetzen. Die Stufenverhältnisse sollen dem Optimum entsprechen. Continue reading „Was bringt Methan?“

Kerosin und LH2 – Brutto und Netto verglichen

Auf den ersten Blick ist die Verwendung von Wasserstoff ein idealer Treibstoff, denn der spezifische Impuls ist viel höher, als wenn ich Kerosin nutze – im folgenden Beispiel bei der Verbrennung mit LOX, doch das gilt auch für jeden anderen Oxidator. Nun das bleibt er auch auf dem zweiten Blick, doch will ich heute mal die Nachteile aufzeigen und quantifizieren. Continue reading „Kerosin und LH2 – Brutto und Netto verglichen“

Wasser als Treibstoff

Wenn man an Treibstoffe denkt, dann nicht unbedingt an Wasser. Das ist logisch. Bisherige chemische Treibstoffe müssen miteinander reagieren und Wasser ist ziemlich reaktionsträge, wenn man nicht als Partner Substanzen wie Alkalimetalle oder Halogene wählt. Als Arbeitsgas für elektrostatische Ionentriebwerke ist es auch nicht gut geeignet, weil seine Molekularmasse gering ist. Doch es hat einige Eigenschaften, die es interessant machen: es ist gut lagerbar, nicht korrosiv, über einen großen Temperaturbereich flüssig, kann leicht verdampft werden und es kann durch Elektrolyse in seine Elemente aufgespalten werden. Während das Verdampfen bei vielen Stoffen möglich ist, ist die Elektrolyse nicht mit vielen anderen Flüssigkeiten möglich. Es ergeben sich drei Anwendungsgebiete an denen auch Firmen derzeit forschen: Continue reading „Wasser als Treibstoff“

Rechnen wir mal Nach: Die Vorteile von LOX/Methan

Das Tolle an der Raumfahrt ist, dass man vieles nachrechnen kann. Auch die Vorteile von neuen Wundertreibstoffen wie Ethen oder Methan. Ich will das mal tun und zwar am Beispiel einer zwei bzw. dreistufigen Rakete. Der Vergleich sollte logischerweise LOX/Kerosin sein. Das leistungsfähigste LOX/Kerosintriebwerk ist das RD-0124A mit einem spezifischen Impuls von 3521 m/s. Es ist ein Oberstufentriebwerk. Für am Boden gestartete Triebwerke sieht es schlechter aus, weil die Düsen kürzer sein müssen. Das leistungsfähigste Triebwerk bei Erststufen sind die RD-170/180/190 Familie mit fast identischen Vakuumimpulsen von 3308 m/s. Continue reading „Rechnen wir mal Nach: Die Vorteile von LOX/Methan“