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Characterization of an Ignition System for Nitromethane-Based Monopropellants

Kurilov, Maxim und Kirchberger, Christoph und Schlechtriem, Stefan (2024) Characterization of an Ignition System for Nitromethane-Based Monopropellants. Aerospace. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/aerospace11121001. ISSN 2226-4310.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis 1 Januar 2030 - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
706kB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2226-4310/11/12/1001

Kurzfassung

This paper presents the results of a hot-fire test campaign aimed at characterizing a newly developed ignition system for nitromethane-based green monopropellants. Nitromethane-based propellants are a cost-effective replacement for hydrazine and energetic ionic liquid hydrazine alternatives, such as LMP-103S and ASCENT. The developed system uses a glow plug as the ignition source. Additionally, gaseous oxygen is injected simultaneously into the combustion chamber at the beginning of a firing. After closing the oxygen valve, a pure monopropellant operation follows. Three test series were carried out using NMP-001, a priorly characterized nitromethane-based monopropellant. During the first test series, the required ROF for ignition was identified to be above 0.3. In the second test series, the low-pressure combustion limit was characterized to be 13.9~bar, which is significantly lower than the 30~bar limit of heritage nitromethane-based monopropellants. In the third test series, the oxygen injection timing was optimized to minimize the required amount of oxygen for successful ignition to 1.5~g per ignition in this test setup. This approach to ignition is more cost-effective than catalytic initiation used in other monopropellants because neither costly precious-metal catalytic materials nor lengthy preheating procedures are required.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220502/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Characterization of an Ignition System for Nitromethane-Based Monopropellants
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kurilov, MaximMaxim.Kurilov (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0256-7126NICHT SPEZIFIZIERT
Kirchberger, ChristophChristoph.Kirchberger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7574-2581199115556
Schlechtriem, StefanDLR Lampoldshausen, Institut für Raumfahrtantriebehttps://orcid.org/0000-0002-3714-9664NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:3 Dezember 2024
Erschienen in:Aerospace
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.3390/aerospace11121001
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2226-4310
Status:veröffentlicht
Stichwörter:nitromethane; green propellant; ignition system
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Raumtransport
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RP - Raumtransport
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Standort: Lampoldshausen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtantriebe > Satelliten- und Orbitalantriebe
Institut für Raumfahrtantriebe > Leitungsbereich RA
Hinterlegt von: Kurilov, Maxim
Hinterlegt am:09 Dez 2025 08:44
Letzte Änderung:09 Dez 2025 08:44

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