Aerospike

nicht aufgeben 
ich finde deine drucke sehr interessant
oder erstes privat gedrucktes was mehr als wenige Sekunden brennt

Hab grad noch das Patent entdeckt, ist sowas tatsächlich mal erprobt worden, mit zwei verschiedenen Treibstoffen?

Ich fürchte , die Lochdurchmesser von Propan und O2 sind zu groß im Verhältnis zur Brennkammergröße und zur Anordnung. Da wird nicht genug Platz und Zeit für eine gute Durchmischung sein. Ein Teil des ungenutzten Sauerstoffs wird Dir die Brennkammer auffressen.
Eine Variante wäre natürlich viel mehr und kleinere Löcher. Ein Kompromiß dazwischen wäre evtl die gegenläufige Anordnung der Löcher:

Hallo McFire,
in die Richtung habe ich auch schon gedacht, ich befürchte auch, dass die Brennkammer zu kurz ist um eine Vollständige Verbrennung zu gewährleisten, das ist aber ein Kompromiss aus den mir zur Verfügung stehenden Bauparametern. Die kleinste Bohrung hat z.B. einen Durchmesser von 0,4mm, viel kleiner bekomme ich die nicht.

Habe die Treibstoffbohrung noch mal geändert, um sie mehr auf den Sauerstoff zu richten:


Was meint ihr?

Meine Segenswünsche begleiten Dich

Es kann freilich sein, daß das bei den vorläufig niedrigen Drücken noch geht. Aber Du willst ja die 3 Kilo mal in die Luft kriegen...

ich möchte mit euch die Kühlung des Aerospikekonus diskutieren.
Das Bild dazu ist extern auf
http://www.overunity.de/1718/kuehlkonzept-aerospikekonus/new/#new
gespeichert.

Welche Verdampfungstemperatur eines Mediums wäre für die Kühlung des Aerospike notwendig?

Gruß,
Jens

Jens, kannst Du mal erklären wie diese Konzepte funktionieren sollen ?  Wo fließt was lang in welche Richtung ? Was ist der Feststoff, der anscheinend verflüssigt wird ? Usw.  Die Skizzen sind eigentlich nichtssagend.

Wie Kühlungen von Brennkammern berechnet werden ist sattsam bekannt. Das funktioniert genauso für Aerospike. Die Verdampfungstemperatur ist eine Funktion des Zustands und nicht frei wählbar. Bei diesem Thema sind Grundkenntnisse in Thermodynamik unerlässlich.

Meine Segenswünsche begleiten Dich

Ha, , danke. Meinst du, dass es so schlecht darum bestellt ist

Hallo McFire,
in die Richtung habe ich auch schon gedacht, ich befürchte auch, dass die Brennkammer zu kurz ist um eine Vollständige Verbrennung zu gewährleisten, das ist aber ein Kompromiss aus den mir zur Verfügung stehenden Bauparametern. Die kleinste Bohrung hat z.B. einen Durchmesser von 0,4mm, viel kleiner bekomme ich die nicht.

Was meint ihr?

Du fragst nach unserer Meinung.

Aus welchem Material besteht die Brennkammer und die Düse ? Welche Temperatur hält das Material dauerhaft aus ? Welcher Kühlmittel-Massenstrom stellt sich ein ? Welche Temperatur stellt sich bei Deiner Kühlung im Betrieb laut Vorhersage ein ?

Wenn Du alle Fragen, zumindest die ersten beiden, beantworten kannst, dann kann man weiter über die Kühlung nachdenken.

Komplett vollständige Verbrennung wäre der Idealfall, den erreichst Du (wie alle anderen) nicht. Welche charakteristische Länge hat Deine Brennkammer ?

Jens, kannst Du mal erklären wie diese Konzepte funktionieren sollen ?  Wo fließt was lang in welche Richtung ? Was ist der Feststoff, der anscheinend verflüssigt wird ? Usw.  Die Skizzen sind eigentlich nichtssagend.

Ja,die Skizzen sind einfach gehalten.
Das Problem bei der Aerospikedüse ist die kleine Kühloberfläche zur Temperatur.
Eine Glockendüse hat eine größere Oberfläche für die Kühlung.
Wir brauchen für die Kühlung Ionenverbindungen bzw. Metallsalze mit einer sehr hohen Verdampfungstemperatur.
Dieses Salz wird von vorne nach hinten in einem Rohr durchgeschoben.
Dabei geht es vom festen in den flüssigen und dann in den gasförmigen Zustand über.
Die Salzmenge ist auf die Brenndauer des Triebwerkes abgestimmt.
Die segmentierte Schubvektor-Ringdüse und der Brennzylinder werden mit flüssigen Sauerstoff und Wasserstoff gekühlt.

Gruß,
Jens

Jens,
Wenn du das alles so gut analysiert hast, dann erklär mal bitte mit welcher Temperatur der Sauerstoff und Wasserstoff aus der Kühlung von Brennzylinder und Ringdüse kommen, und warum damit nicht auch der spike gekühlt werden kann. Mit Salzen und deren Verdampfung ist es nur unnötig kompliziert.

Wie bestimmst Du die Salzmenge ? Dafür wird eine Wärneübergangsrechnung benötigt. Leg die mal vor, dann kann man weiter drüber reden.

Die Fragen nach dem Material welches gekühlt werden soll ist noch offen.

Hallo Drohne Willi

Du bist mutig. Finde ich toll. Triebwerksbau ist nicht einfach.

So wie ich Aerospike Triebwerke verstanden habe - Es geht um einen Ersatz für die Glockendüse.
Es geht nicht um einen Ersatz für die Brennkammer. Die wird weiterhin gebraucht.
 
Wo ist bei Deinem Entwurf die gekühlte Brennkammer?

fragt Matjes

Jens,
Wenn du das alles so gut analysiert hast, dann erklär mal bitte mit welcher Temperatur der Sauerstoff und Wasserstoff aus der Kühlung von Brennzylinder und Ringdüse kommen, und warum damit nicht auch der spike gekühlt werden kann. Mit Salzen und deren Verdampfung ist es nur unnötig kompliziert.

Wie bestimmst Du die Salzmenge ? Dafür wird eine Wärneübergangsrechnung benötigt. Leg die mal vor, dann kann man weiter drüber reden.

Die Fragen nach dem Material welches gekühlt werden soll ist noch offen.

Die Einspritztemperatur und Druck von Wasserstoff und Sauerstoff in die Zylinderbrennkammer ist genauso groß wie bei einer konvetionellen Brennkammer mit Glockendüse.
Wir haben an der Spitze eine deutlich kleinere Fläche zum kühlen.
Die Salzkühlung halte ich nicht für kompliziert.
Die Salzmenge wird mit der Zeit(Brenndauer) und der aufgenommenen Wärmeenergie bis zur Vedampfung berechnet.
Das Material ist ein Kompositwerkstoff mit Keramik.

Gruß,
Jens

Soll das Dingens eigentlich (später mit "richtigem" Treibstoff) schon einen positiven Schubfaktor haben? Ich mein, wenn man nicht starten will, braucht man ja eigentlich nicht erst anzufangen...
Wie schwer ist die dann mitzuführende Salzmenge zum Gesamtgewicht? Ist ja schließlich totes Material, töter gehts nicht

Komposit mit Keramik - was für ein Komposit ist genauso hitzefest wie Keramik? Sonst machts ja keinen Sinn.
Warum überhaupt Komposit? Es gibt ja mittlerweile Keramiken, die durchaus beeindruckende Festigkeiten in jeder Richtung haben.

Durch die geometrische Form kann es zu Wärmespannung im Material kommen.
Der Kegel bzw. Spitze kann platzen oder förmlich explodieren.
In der Kompositbauweise wird Wärme von der Spitze zur größeren Fläche geleitet.
Die Wärmespannung wird reduziert.

Gruß,
Jens

Die Wärmeleitung von hier üblichen Metallen ist ungleich höher als die von Keramik oder Komposit.
Jens, denk mal drüber nach wo die Wärmestromdichte höher ist, an der Spitze oder weiter oben auf der Kegeloberfläche. Welche Zusammenhänge sind relevant, usw.
Oder lies mal ein Buch über Raketentriebwerke.

Ich gebs auf..............

vermiest ihm das basteln nicht
dieses motörchen kann, aber muss nicht funktionieren
eine analyze der Schäden wo was zb schmilzt ist ja auch interesant

und wenn ein Feuerwerk raus kommt ist's auch schön 

also  mach bitte weiter 
*guten rutsch

Ich will ihm das beileibe nicht vermiesen. Aber hier im Forum wird immer kritisiert, wenn was planlos und/oder unüberlegt gemacht wird und dann fehlschlägt.
Und seine Vorgehensweise erscheint mir planlos. Das ist wie der Unterschied zwischen Vision und Strategie.
Außerdem hat er doch um Kommentar bzw. Diskussion gebeten.

Die Wärmeleitung von hier üblichen Metallen ist ungleich höher als die von Keramik oder Komposit.
Jens, denk mal drüber nach wo die Wärmestromdichte höher ist, an der Spitze oder weiter oben auf der Kegeloberfläche. Welche Zusammenhänge sind relevant, usw.
Oder lies mal ein Buch über Raketentriebwerke.

Das ist richtig.
Die Wärmeleitung und damit die Wärmausdehnung von Keramik und Metallen sind spzifisch.
Beide Werkstoffe und deren physikalischen Eigenschaften müssen sich zu einer belastbaren Spitze ergänzen.
Die Stabilität der Spitze zur Brenndauer hat die primäre Relevanz.
Welches Buch zu Aerospiketriebwerken kannst du empfehlen?

Gruß,
Jens

So jetzt holen wir mal ein altes Thema tief aus der Versenkung. Tim Dodd hat sich wohl selbst damit übertroffen und ein mehr als einstündiges Video über Aerospike Triebwerke herausgebracht.



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Tatsächlich ein sehr gut Beitrag: umfangreich recherchiert, gut aufbereitet, eingängig präsentiert. (nur über den Punkt der Strömungsdynamik, warum eine Düse konvergent-divergent ist, um das Gas weiter zu entspannen und dann mit Überschall strömen zu lassen, übergeht er etwas sehr flott ...)

Interessanter Punkt ist doch das Interview mit Peter Beck zu den 9 Triebwerken der Eleectron:

Tim Todd: Könnte man die äußeren Triebwerke nicht nach innen schwenken, um am mittleren Triebwerksstrahl einen "quasi-Aerospike-Effekt" zu generieren?
Peter Beck: Da ist sicherlich was dran ... (grinst)

Tim Todd: Könnte man die äußeren Triebwerke nicht nach innen schwenken, um am mittleren Triebwerksstrahl einen "quasi-Aerospike-Effekt" zu generieren?
Peter Beck: Da ist sicherlich was dran ... (grinst)

Ohne Zentralkörper, auf dessen Oberfläche Druck aufgebracht wird, erhält man dadurch aber keinen Schub. Im Gegenteil, die einzelnen Triebwerksstrahlen erzeugen vielleicht noch mehr base drag (Saugkraft an der Stufen-Unterseite).

Ich vermute einen anderen vermuteten/angedeuteten Effekt: durch die Plume-Interation weniger Überexpansion aller Strahlen an den inneren Grenzflächen zwischen den Strahlen. Das würde dann irgendwo "oben" zum Tragen kommen, jenseits der Auslegungshöhe der Düsen.

Duch die Umlenkung der Strahlen verliert man etwas effektiven Schub. Das müsste durch den Effizienzgewinn der Entspannung überkompensiert werden. Ggf. macht das erst Sinn, wenn die Triebwerke gedrosselt werden. Drosselt die Electron ihre Triebwerke am Ende?

Ich denke so ein Aerospiketriebwerk wäre bei einer X33 optimal gewesen weil man das Triebwerk beliebig breit bauen kann.
Bei einer zylinderförmigen Rakete bringt es nicht viel.

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Nachdem ich sein Birdenstein Interview so durch den Kakao gezogen habe muss ich gestehen das ich mich trozdem auf das angekündigte Video zum Thema Aerospike gefreut habe. Und es ist wirklich Sehenswert!