Hi,
ich habe mir ein paar Schubkurven von Hybriden angeschaut, und mir ist dabei was aufgefallen.
Man kann die Schubkurven in drei Abschnitte einteilen. Diese gehen von links nach rechts:
1. Schubaufbauphase
Dies ist der steile Anstieg zu beginn der Kurve. Der Anstieg ist in der Regel flacher als der von Feststoffmotore, da das Grain erst angeregt (aufgeheizt) werden muss Treibstoff bereit zu stellen.
2. Flüssige Phase tritt in die Brennkammer ein
Da die Einspritzöffnung unten im Tank ist, wird durch den Dampfdruck das flüssige N2O in die Brennkammer gespritzt. Bei einigen Kurven kann man eine deutliche Exponentialfunktion sehen die typisch ist für den Druckverlauf eines Druckbehälters der geleert wird.
Einige haben aber auch die Eigenschaft sich nach oben (mehr Schub) aufzubeulen. Das komt durch das Grain, welches mit der Zeit anscheinend noch mehr Treibstoff bereit stellen kann, weil es längere Zeit aufgeheizt wurde. Das wiederum läst den Schluß zu, das vorher zuviel N2O unbenutzt durch die Brennkammer geströmt ist.
3. Gasförmige Phase tritt in die Brennkammer ein
Hier ist die Exponentialfunktion noch stärker zu sehen, da mit dem Gas auch die treibende Kraft ausgestoßen wird. Dazu kommt aber auch, das der Brennkammerdruck rapide sinkt, weil der Gasstrom nicht genug O2 beinhaltet. Das wiederum erhöht den Druckunterschied zwischen Tank und Brennkammer und somit kann mehr N2O strömen. Auch ist bei einer vorhandenen flüssigen Phase das N2O durch verdampfen den Druck etwas zu halten. Das der Abfall an Schub nicht noch größer ist liegt an der Dichte des gasförmigen N2O. Da sehr nahe des kritischen Punktes gearbeitet wird, ist die Dichte fast gleich wie die Dichte der flüssigen Phase.
Okay, auf was will ich eigentlich hinaus?
Der Schub des Motors hängt, so scheint es, stark von dem N2O Strom ab und der Düse, die ja den Druck in der Brennkammer beeinflußt. Der Einfluß des Grains ist sicherlich auch vorhanden, kann aber erstmal als klein angesehen werden.
Wenn man jetzt einen Motor haben möchte, der genau den gleichen Schub liefert, aber die doppelte Brennzeit hat, so kann man anscheinend nur das Tankvolumen erhöhen und bei dem Grain für ausreichend Wandstärke sorgen. Wenn Düse und Einspritzkopf gleich bleiben, sollte sich die Schubkurve somit auf die doppelte Zeit aufweiten was dann zu flacheren Schubverläufen führt.
Ich nehme mal als Beispiel den J-Hybriden den ich habe. Der hat ca. 800g N2O im Tank. Wenn ich das Tankvolumen verdoppeln würde, steigt das Gewicht gerade mal im etwas mehr als 1kg. Bei 190N Durchschnittsschub ist das aber durchaus noch zu akzeptieren. Man könnte also einen sehr langbrennenden Motor haben. Okay, der würde dann schon oben aus der Rakete heraus schauen, weil die Tanksektion über 0,5m lang ist was dann andere Probleme hervorruft.
Gruß
Neil
Die Erde ist eine Scheibe. Egal in welche Richtung sich die Menschheit bewegt, sie geht immer auf einen Abgrund zu.
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06. März 2007 um 13:35]
