Parametrische Zyklus-Untersuchung eines Nebenstromtriebwerks mit Effusionskühlung

Kurzfassung

Der vorliegende Bericht beschreibt die der Modellierung der effusionsgekühlten Brennkammer im Zyklusanalyse-Programm LRP-main zugrunde liegenden Annahmen und führt die verwendeten Gleichungen und Methoden für die Abbildung der hier zum Tragen kommenden physikalischen Zusammenhänge auf. Zur Abschätzung der zu erwartenden Auswirkungen der Effusionskühlung auf den spezifischen Impuls eines Raketenmotors finden am Beispiel von einem kryogenen (Treibstoffkombination: Flüssiger Sauerstoff, flüssiger Wasserstoff) Nebenstromtriebwerk verschiedene parametrische Variationen statt. Die Triebwerksanalysen werden mit Hilfe des DLR Programms LRP-main durchgeführ´t, welches sequentiell die Zustandsänderungen innerhalb der Komponenten eines Raketenmotors berechnet und iterativ die gewünschten Zustandspunkte einstellt. Als Vorgabewerte sind die Turbomaschinenwirkungsgrade, der Gesamtmassenstrom und der Zustand des Gasgenerators konstant gehalten. Variiert werden das Schubkammermischungsverhältnis, der Brennkammerdruck und das Expansionsverhältnis der Düse, bei verschiedenen Kühlmassenströmen.