Auslegung eines Einspritzkopfes und Untersuchungen der Treibstoffaufbereitung von fortschrittlichen Treibstoffen (Green Propellants) als Ersatz von Hydrazin für Anwendungen im Satellitenbereich

Abstract

Triebwerke für Bahn- und Lageregelungen von Satelliten werden nach wie vor hauptsächlich mit Hydrazin als Einstoff-Treibstoff betrieben. Die Nachfrage nach Antriebssystemen mit alternativen, sauberen Treibstoffen, den sogenannten "Green Propellants", wird immer größer, da Hydrazin für die europäische (siehe REACH-Verordnung) sowie langfristig auch die weltweite Raumfahrt durch diese ersetzt werden soll. Erste Erfahrungen in Europa im Umgang mit Green Propellants wurden bereits beim GRASP Projekt gesammelt. Ziel ist es, das hoch toxische und karzinogene Hydrazin durch Green Propellants zu ersetzen, die eine gleichwertige oder bessere Triebwerksleistung liefern. Im Rahmen der Master Thesis wird ein Screening der möglichen Treibstoffe sowie der möglichen Einspritzvorgänge durchgeführt und für den Einsatz in einem 220N Satellitentriebwerk bewertet. Auf Basis der erarbeiteten Fakten wird ein Einspritzkopf ausgelegt, konstruiert und dieser gefertigt. Mit dem Einspritzkopf werden Sprühvorgänge durchgeführt und anhand der gemessenen Daten Aussagen über die charakteristische Brennkammerlänge getroffen.