Untersuchung von Abgasstrahlen aus Kleintriebwerken mit der Lasermeßtechnik REMPI

Abstract

Die Simulationsanlage für Treibstrahlen in Göttingen (STG) erlaubt die Realisierung der aus kleinen Triebwerken ausströmenden Strahlglocke zur Bestimmung der unerwünschten Beaufschlagungseffekte wie z.B. Kräfte, Momente, Wärmelasten und Verschmutzung, die durch das Feuern der Triebwerke hervorgerufen werden. Das Kernstück der Anlage ist eine mit flüssigem Helium betriebene zylindrische Kryopumpe, die die vollständige Expansion der Strahlglocke vom Kontinuum bis zur freimolekularen Strömung ermöglicht. Die Simulation der Strahlglocke in der STG geschieht zunächst mit Original-Triebwerken, die mit Testgasen N2 und H2 anstatt des tatsächlichen Treibstoffs Hydrazin (N2H4) betrieben werden. Als eine geeignete Methode wurde die laserspektroskopische Meßtechnik Resonance Enhanced Multiphoton Ionization (REMPI) an der STG-Anlage entwickelt und in Betrieb gesetzt. Diese Meßtechnik wird verwendet, um die thermodynamischen Variablen Temperatur, Teilchendichte und Strömungsgeschwindigkeit am N2-Molekül im Freistrahl und in der Strahlglocke zu bestimmen