Hypergolitet
Hypergolicitet är en egenskap hos vissa raketbränslen , vars komponenter reagerar spontant när de bringas i kontakt eller blandas med varandra. Termen hypergole kommer från tyska Wolfgang Carl Nöggerath (1908–1973), som använde denna term för självantändande bränsleblandningar som. B. Messerschmitt Me 163 används för första gången.
Egenskaper och användning
tändning
Komponenterna i hypergoliska bränslen är mestadels starka oxidations- och reduktionsmedel som antänds omedelbart, ibland explosivt, vid kontakt. Eftersom bränslet reagerar och brinner omedelbart efter det att det har sprutats in i förbränningskammaren kan för mycket bränsle aldrig ackumuleras i förbränningskammaren innan motorn tänds. Tändning sker under alla omständigheter, vilket är väsentligt för vapensystem som ICBM och övre steg i lanseringsfordon. Hypergoliska bränslen används också för antändning i vissa motorer. Motorer som bränner hypergoliska bränslen behöver inte komplexa tändanordningar och kan antändas flera gånger. Det är därför hypergoliska bränslen ofta används i korrigeringsmotorer, eftersom dessa ofta måste antändas och antalet antändningar inte alltid är känt i förväg.
Miljöföroreningar och lagring
Komponenterna i hypergoliska bränslen är ofta mycket reaktiva och därför mest giftiga, instabila och svåra att lagra. När det gäller större vapensystem har därför bränsleförstärkare använts . Eftersom hypergoliska bränslen utgör ett hot mot människor och miljö används de sällan i de första stegen. Hydrazin - derivat med dinitrogen tetroxide är nu de enda hypergoliska bränslen som fortfarande används. De är giftiga, men eftersom de kan lagras under lång tid utan kylning (till skillnad från flytande väte , till exempel ), används de av satelliter och rymdsonder eller i rakets övre steg. Bemannade rymdskepp (t.ex. rymdfärjan ) använder dem också mest för sina korrigerande motorer. Dessutom kan militära missiler hållas redo för lansering under lång tid utan stora tekniska ansträngningar.
Specifik impuls
Hypergoliska drivmedel har vanligtvis inte en mycket hög specifik impuls , varför de sällan används när dragkraft ska ges effektivt, till exempel i stora raketsteg. Men eftersom de inte kräver tankisolering, kylsystem eller tändanordningar, vilket betyder extra vikt, är det värt att använda dem till exempel för korrigeringsmotorer.
Exempel
Exempel på hypergoliska bränslen är:
- Dimetylhydrazin och dinitrogen tetroxid (den mest använda hypergolen, t.ex. används i protonen )
- Metylhydrazin och dinitrogen tetroxid (används t.ex. i EPS-övre steget av Ariane 5 )
- Dimetylhydrazin och salpetersyra
- Hydrazin och salpetersyra
- Anilin och salpetersyra
- Väteperoxid och en blandning av hydrazinhydrat , metanol och 13% vatten
- Högkoncentrerad väteperoxid och RP-1
litteratur
- Armin Dadieu, Ralf Damm, Eckart W. Schmidt: Raketdrivmedel (e-bok) . Springer-Verlag, Wien 2013, ISBN 978-3-7091-7132-5 .
- Thomas M. Klapötke: Kemi av högenergimaterial . de Gruyter, Berlin / New York 2009, ISBN 978-3-11-021487-1 .