该技术背后的理念很简单:通过在固体火箭发动机现有的燃料基础上引入液体单推进剂,可以控制火箭的功率和推力角度,使其更加灵活和可控。Exquadrum 创始人 Kevin Mahaffy 表示,如果将目前的固体火箭发动机技术想象成烟花火箭,点燃引信后就可以逃跑,那么单推进剂系统就像在烟花上加了一个操纵杆,这样你就可以控制烟花的飞行位置和速度。
本综述旨在分析一氧化二氮在太空推进中所有可能的应用。在概述其主要的物理和热性质之后,总结了 N 2 O 的分解行为,强调了催化剂对促进反应的重要性。报告了其作为绿色推进剂在单推进剂系统中的应用,并与过氧化氢作为肼的可能替代品进行了比较。报告了其作为液体双推进剂系统中的氧化剂的行为和性能,其中将其与不同的碳氢化合物结合以了解与 H 2 O 2 相比,它是否是肼衍生物和四氧化二氮的高毒性组合的合适的绿色替代品。最后,概述了 N 2 O 在混合火箭发动机中的不同应用,重点介绍了不同颗粒组合之间的回归率和燃烧性能的差异。
多模式航天器推进系统集成了两种或多种使用共享推进剂的推进模式。伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校目前正在与 Froberg Aerospace, LLC 合作开发一种结合化学分解模式和电喷雾模式的多模式系统。从根本上讲,多模式航天器推进系统由推进器、电源处理单元和推进剂进料系统组成。本文详细介绍了之前开发的原型单推进剂电喷雾推进器的电源处理单元和进料系统的持续开发。电源处理单元由两个独立的升压电路组成,一个在电喷雾操作期间提供 3.25 kV DC,另一个在化学模式操作期间提供 24 V DC。进料系统架构是一个单一的气体加压系统,每个操作模式都有不同的流路,并且必须在电喷雾模式下提供约 850 nL/s 的体积流速,在化学模式下提供 100 μL/s 的体积流速。
摘要 本文全面概述和总结了在 M11 测试设施和位于 Lampoldshausen 的 DLR 物理化学实验室进行的研究和测试活动。研究重点是先进的火箭推进剂和用于空间技术的新材料。此外,还将展示和讨论有关超音速流动和超音速冲压发动机冷却的活动。还介绍了机器学习方法在火箭发动机控制中的应用。先进火箭推进剂方面的活动包括对 ADN(二硝酰胺铵)基推进剂、过氧化氢、基于一氧化二氮 (HyNOx) 的单推进剂和双推进剂、绿色自燃双推进剂以及凝胶和硝基甲烷基推进剂的研究。对于每种推进剂或推进剂组合,总结了 DLR 内部项目的主要研究和测试结果。此外,还介绍了欧盟和欧空局关于先进推进剂和在 DLR Lampoldshausen 进行的研究的项目的部分结果。
空间动力学实验室正在为 SmallSats 开发一种原型“绿色”混合原型推进系统。该系统基于犹他州立大学专利的高性能绿色混合推进 (HPGHP) 技术。HPGHP 利用 3D 打印丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 独特的介电击穿特性,允许重新启动、停止和重新点火。HPGHP 使用气态氧 (GOX) 作为氧化剂时工作最可靠,但当用高测试过氧化氢 (HTP) 代替时,会出现点火可靠性和延迟问题。这一缺陷是由于 HTP 的高分解能垒造成的。测试表明,氧化铝上的铂等贵金属催化剂可有效分解 90% 的单推进剂形式的 HTP,但分解释放的能量不足以可靠地点燃混合火箭。本研究报告了一种用于混合火箭的非催化热点火方法。使用气态氧预引线引发燃烧,一旦发生完全 GOX 点火,HTP 就会被引入热燃烧室。GOX/ABS 燃烧产生的残余能量会热分解 HTP 流,而游离氧可实现完全 HTP 混合燃烧。本文介绍了使用 90% HTP 和丙烯腈丁二烯苯乙烯 (ABS) 和聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) 作为燃料的 0.5、1.0 和 5 N 推力水平的原型系统的设计选项和测试结果。
2014 年,DLR 开始研究由一氧化二氮和碳氢化合物组成的预混合单推进剂。这些推进剂具有良好的特性,因为它们无毒、由低成本的成分组成,可提供高 Isp,并且由于自加压操作可以简化推进系统。最初,DLR 选择了一氧化二氮 (N 2 O) 和乙烯 (C 2 H 4 ) 的混合物。在项目过程中,一氧化二氮和乙烷 (C 2 H 6 ) 的混合物也被纳入研究活动。这些活动是 DLR 未来燃料项目的一部分,分为五个主要部分:1) 研究火箭燃烧室中推进剂的燃烧行为,2) 测试和开发火焰阻火器,3) 开发和简化反应机制,4) 对燃烧过程进行数值模拟,5) 基本混溶性研究。该项目的重点是前三个任务,而后两个任务用于扩大对以下方面的了解:1、美国航空航天局成员,推进剂部设施组组长。2、推进剂部学生研究员。3、美国航空航天局成员,推进剂部研究工程师。4、推进剂部学生研究员。5、美国航空航天局成员,推进剂部研究工程师。6、推进剂部学生研究员。7、推进剂部负责人。美国航空航天局高级会员。8、空间推进研究所所长。9、化学动力学与分析系博士后研究员。10、化学动力学与分析系化学动力学建模组组长。11、化学动力学与分析系研究科学家。12、化学动力学与分析系博士后研究员。13、化学动力学与分析系实验反应动力学负责人。14、低碳工业过程研究所代理所长,前化学动力学系主任。