C. Höfflin, J. Gerstmann

Aktuelles Ziel der europäischen Raumfahrt ist die Weiterentwicklung der Ariane 5 Rakete, bei der eine kryogen betriebene Oberstufe ESC-B mit VINCI-Triebwerk zum Einsatz kommen soll. Das Hauptentwicklungsziel der neuen Oberstufe ist die Ermöglichung flexibler Missionsziele, welche die Wiederzünderbarkeit des Triebwerks und die Durchführung langer ballistischer Flugphasen erfordern. Das Verhalten des Treibstoffs stellt insbesondere bei mehrfacher Wiederzündung des Triebwerks und dazwischen liegenden Freiflugphasen besondere Anforderungen an das Tanksystem. Die Wiederzündung erfordert, dass der Treibstoff auch bei verschiedenen Restbeschleunigungen und kleinen Flüssigkeitsmengen immer blasenfrei, ohne gelöstes Bedrückungsgas und mit den richtigen Temperaturbedingungen zum Antriebssystem befördert werden. Besonders beim Vorhandensein von Treibstoffpumpen muss eine jederzeitige blasenfreie Zuströmung der Pumpen mit Treibstoff sichergestellt sein. Sogenannte Liquid Acquisition Devices (LADs) sind Einbauten im Tank, die durch Ausnutzung von Adhäsions- und Kohäsionskräften den Treibstoff bei verschiedenen Restbeschleunigungen vorhalten und jederzeit blasenfrei dem Triebwerk zuführen können. Diese für lagerfähige Treibstoffe bewährte Technologie soll für kryogene Antriebssysteme wiederzündbarer Oberstufen weiterentwickelt werden. Ein wesentlicher Bestandteil dieser LADs sind Filter aus Metallgewebe (Siebe), die ein Eindringen von Gasblasen in das Treibstofffördersystem verhindern sollen. Das Durchbruchverhalten von Gas- und Dampfblasen an den metallischen Sieben ist für die Auslegung der Tanksysteme von fundamentaler Bedeutung. Dabei stellt die Kenntnis des maximalen Rückhaltevermögens der Siebe gegenüber einem Blasendurchbruch (Bubble Point) eine entscheidende Größe dar. Der Bubble Point von Metallsieben ist ein wichtiger Parameter für die Auslegung der Tanksysteme und ein charakteristischer Parameter für das jeweilige Metallsieb.

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2011

Conference Paper

deutsch

21,0 x 29,7 cm, 5 Seiten

Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress Tagungsband - Manuskripte, 2011, 2011; S.1297-1301; 2011; Deutsche Gesellschaft für Luft- und Raumfahrt - Lilienthal-Oberth e.V., Bonn

NA

kryogen treibstoffe handhabung, bubble point siebe

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2011