DE10311010A1

DE10311010A1 - Verfahren und Raketenantrieb zur Erzeugung einer Schubkraft

Info

Publication number: DE10311010A1
Application number: DE2003111010
Authority: DE
Inventors: Clive Ransom
Original assignee: Astrium GmbH
Current assignee: Airbus DS GmbH
Priority date: 2003-03-13
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2004-09-30

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Raketentriebwerk (10) zur Erzeugung des Schubs, bei dem ein Antriebsmittel mittels Wärme verdampft und in einer Expansionsdüse (30) expandiert wird, wobei die Wärme in einer exothermen, chemischen Reaktion aus mindestens zwei, vom Antriebsmittel verschiedenen Edukten erzeugt wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung des Schubs eines Raketentriebwerks, bei dem ein Antriebsmittel mittels Wärme verdampft und in einer Expansionsdüse expandiert wird, sowie auf ein Raketentriebwerk zur Durchführung des Verfahrens.

Das klassische Antriebsverfahren in Flüssigkeitstriebwerken für den Raketenantrieb verwendet am häufigsten zwei Komponenten, einen Treibstoff und einen Oxidator, die in separaten Tanks gelagert, in einer Brennkammer gemischt und gezündet werden. Hauptsächlich kommen hier Treibstoffe wie Hydrazin oder Wasserstoff und Sauerstoff zum Einsatz. Der Vorteil liegt in der Regelbarkeit des Massenstroms und somit des Schubs, Nachteile sind die reaktionsfreudigen Treibstoffe, die schweren Druckbehälter und die Komplexität der Gesamtanlage.

Bei Feststofftriebwerken erfolgt die Erzeugung der für den Schub erforderlichen Gase durch das Abbrennen fester, chemischer Verbindungen. Das dadurch erzeugte Gas strömt durch eine Düse und erzeugt den Vortrieb. Der Vorteil liegt im, einfachen Aufbau des Triebwerks und in der Erzeugung von gleichmäßigem Schub. Nachteile sind das schwer kontrollierbare Abbrennen und die damit verbundene mangelnde Schubkontrolle durch Regelung des Massenstroms. Ferner können Feststofftriebwerke nicht während des Betriebs abgeschaltet und bei einem Neustart wieder gezündet werden. Die Herstellung ist aufwendig, da für ein gleichmäßiges Abbrennen der Feststoff rissfrei gegossen werden muss, was einen langen Abkühlprozess erforderlich macht. Die bei der Verbrennung von Feststofftriebwerken entstehenden Gase sind des weiteren umwelt- und gesundheitsschädlich.

Derartige Antriebsverfahren stoßen weiterhin leistungstechnisch an ihre Schranken, welche durch die Temperatur und das Molekulargewicht der Verbrennungsprodukte gegeben sind, um in der Düse eine Umwandlung in kinetische Energie zu erzielen. Derzeit liegt der spezifische Impuls eines Treibwerks mit flüssigem Sauerstoff und Wasserstoff bei 450 sec..

Solarthermische Antriebssysteme gehen einen anderen Weg, indem eine unabhängige Wärmequelle auf einen Treibstoff einwirkt. Aus US 4,781,018 geht ein derartiges Verfahren als bekannt hervor, bei dem die über Sonnenreflektoren eingefangene Wärme der Sonne in einer Wärmekammer dazu benutzt wird, einen Treibstoff zu verdampfen und in einer Antriebsdüse zu expandieren.

Die Leistung wird bei einem derartigen Antriebsverfahren nicht durch die Treibstoffe oder die Temperatur der Wärmequelle limitiert, jedoch durch die maximale Betriebstemperatur der einzusetzenden Materialien. Dieser Wärmebereich, der bei den zur Zeit verfügbaren Materialien zwischen 2500 und 3000 Kelvin liegt, limitiert hier den spezifischen Impuls.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung des Schubs eines Raketenantriebs, bei dem ein Antriebsmittel mittels Wärme verdampft und in einer Expansionsdüse expandiert wird, anzugeben, mit dem es zum einen möglich ist, einen höheren spezifischen Impuls zu erzielen als bei konventionellen Triebwerken. Zudem soll ein Raketentriebwerk geschaffen werden, bei dem ein mittels Wärme verdampftes und in einer Expansionsdüse expandiertes Antriebsmittel die Schubkraft erzeugt, welches einen hohen spezifischen Impuls besitzt und eine bessere Ausnutzung der vorhandenen Materialien gewährleistet.

Die Lösung der das Verfahren betreffenden Aufgaben wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, dass die Wärme in einer exothermischen, chemischen Reaktion aus mindestens zwei, vom Antriebsmittel verschiedenen Edukten erzeugt wird.

Die von der exothermen, chemischen Reaktion erzeugte Wärme wird beim erfindungsgemäßen Verfahren auf das Antriebsmittel übertragen. Dieses ist unabhängig von den Edukten, die die chemische Reaktion erzeugen und wird nicht in die Reaktion einbezogen, ist also kein Edukt für die Reaktion. Dadurch wird eine Zweiteilung zwischen den Pfaden der Energieerzeugung in Form von Wärme und dem des Antriebs durch Verdampfen und Expansion des Antriebsmittels in der Expansionsdüse hergestellt. Für diese Zweiteilung wird die durch die chemische Reaktion erzeugte Wärme erfindungsgemäß dazu benutzt, das Antriebsmittel in die Gasphase zu überführen und die dadurch auf dem Antriebspfad gewonnene Energie über eine Expansionsdüse in kinetische Energie umzuwandeln.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass der spezifische Impuls je nach Temperatur des Antriebsmittels bis 1000 sec. und darüber betragen kann. Gegenüber konventionellen Antriebsverfahren liegen weitere Vorteile darin, dass die Antriebsmittel nicht brennbar sein müssen, da sie nicht zur Erzeugung der Wärme herangezogen werden und dass ein Oxidator nicht benötigt wird. Hinzu kommt, dass der Antrieb variabel gestaltet ist, d. h. unterschiedlicher Schub erzeugt werden kann (je nach Wärmeeintrag), dass der Schub gestoppt und auch wieder gestartet werden kann. Gegenüber solarthermischen Antriebsverfahren liegen weitere Vorteile darin, dass auf komplexe Sonnenreflektoren verzichtet werden kann. Durch die Unabhängigkeit von der Sonnenstrahlung entfällt das Problem der Nachführung und Fokussierung.

Die Ausgangsmaterialien, also die Edukte für die exotherme, chemische Reaktion können beliebig gewählt werden, bevorzugt. werden aber ein Alkalimetall und hier insbesondere bevorzugt Lithium und eine Fluorverbindung insbesondere aus der Gruppe von Schwefelhexafluorid (SF₆), Stickstofftrifluorid (NF₃), Sauerstoffdifluorid (OF₂), Selenhexafluorid (SeF₆), Perchlorylfluorid (ClO₃F), Chlortrifluorid (ClF₃), Chlorpentafluorid (ClF₅), Brompentafluorid (BrF₅) oder Jodpentafluorid (IF₅) als Edukte verwendet. Die durch die Reaktion zwischen Lithium und den angegebenen Fluorverbindungen erzeugte Reaktionsenthalpie liegt dabei zwischen –444 und –778 kcal/mol, so dass hier theoretische Flammtemperaturen von bis zu 6000 K und darüber möglich sind.

Lithium ist zwar ein sehr reaktionsfreudiges, jedoch relativ einfaches handhabbares, günstiges und vor allem nicht toxisches Element. Unter den Fluorverbindungen ist Schwefelhexfluorid (SF₆), ein stabiles, nicht toxisches und konventionell leicht verfügbares Gas. So können diese Edukte, die Reaktion selbst und die Produkte leicht und sicher gehandhabt werden. Zudem benötigen die Reaktionsprodukte weniger Raum als die Edukte, so dass eine Kapselung in einem abgedichteten Behälter möglich ist.

Erfindungsgemäß muss das Antriebsmittel nicht brennbar sein, es werden auch keine Ansprüche an oxidierende oder reduzierende Eigenschaften oder an den Aggregatszustand des Antriebsmittels gestellt, so dass die Auswahlmöglichkeiten an Antriebsmitteln sehr groß sind. Bevorzugt werden aber Wasserstoff, Wasser oder Alkohole als Antriebsmittel verwendet. Diese Antriebsmittel sind leicht zu handhaben und nicht toxisch. Wasser ist zudem günstig, in unbegrenzter Menge vorhanden, wahrscheinlich auch außerhalb unseres Planeten. Flüssiger Wasserstoff als nicht verbranntes Antriebsmittel hat zudem eine zehnmal höhere Ausstoßgeschwindigkeit als die klassischen Verbrennungstreibstoffe flüssiger Sauerstoff und flüssiger Wasserstoff. Zudem ist auch Wasserstoff im Weltraum unbegrenzt vorhanden.

Vorteilhafterweise wird die exotherme, chemische Reaktion in einem Reaktor durchgeführt und die somit erzeugte Wärme in einem im Reaktor angebrachten Wärmetauscher direkt auf das Antriebsmittel übertragen. Auf diese Art und Weise geht wenig Energie in Form von Wärme verloren. Außerdem kann das Antriebsmittel kontinuierlich durch den Wärmetauscher geführt werden.

Die Reaktion im Reaktor kann durchgeführt werden, indem alle Edukte im Reaktor aufbewahrt und kontrolliert der Reaktion zugeführt werden. Es können aber auch alle Edukte aus separaten Behältern dem Reaktor zugeführt werden, so dass die Reaktionsführung einfacher gestaltet werden kann. Bevorzugt befindet sich jedoch ein Edukt im Reaktor und mindestens ein Edukt wird dem Reaktor zu Reaktion zugeführt. Auf diese Art und Weise kann zum einen die Reaktion leicht unter Kontrolle gehalten werden, da eine Beendigung der Zufuhr des zugeführten Eduktes die Reaktion sofort zum Erliegen bringt, wodurch auch der Antrieb gestoppt wird. Bei Reaktionen, bei denen die Reaktionsprodukte weniger Raum als die Edukte einnehmen, ist auch die Entsorgung der Produkte geregelt, da diese im Reaktor verbleiben können.

Im Betrieb wird die Expansionsdüse bevorzugt regenerativ mit dem Antriebsmittel gekühlt. Hierbei wird das noch kalte Antriebsmittel vor der Zuführung der Wärme in Kühlkanälen um die Expansionsdüse geführt, um diese zu kühlen und die Materialbelastung gering zu halten. Außerdem wird das Antriebsmittel dabei schon vorgewärmt, womit weniger Energie zum Verdampfen benötigt wird.

Die erfindungsgemäße exotherme, chemische Reaktion wird vorteilhafterweise über die Reaktionstemperatur kontrolliert, um eine Durchbrennen der Komponenten zu verhindern. Dies kann dadurch geschehen, dass die zugeführte Menge an Antriebsmittel zur Steuerung der Reaktionstemperatur verwendet wird, alternativ oder kumulativ hierzu ist es auch möglich, die Reaktionstemperatur über die Zuführung der Edukte zur Reaktion zu steuern, um ein Überhitzen zu verhindern.

Der folgende Teil bezieht sich auf ein Raketentriebwerk zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die das Raketentriebwerk betreffende Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass eine exotherme, chemische Reaktion mindestens zweier, vom Antriebsmittel verschiedener Edukte die Wärme erzeugt.

Das erfindungsgemäße Raketentriebwerk erzielt seine Schubkraft durch das Verdampfen eines Antriebsmittels und der anschließenden Expansion des komprimierten Gases in einer Expansionsdüse, in der somit die thermische Energie in kinetische Energie umgewandelt wird. Die zum Verdampfen notwendige Wärme erzeugt eine exotherme, chemische Reaktion aus mindestens zwei Edukten, welche aber vom Antriebsmittel verschieden sind. Das Antriebsmittel wird nicht zur Aufrechterhaltung der Reaktion eingesetzt, so dass die Kreisläufe der chemischen Reaktion und des Antriebsmittels getrennt und nur über den Austausch der Wärme gekoppelt sind.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Triebwerks liegt darin, dass der spezifische Impuls je nach Temperatur des Antriebsmittels bis zu 1000 sec. und darüber betragen kann. Ein weiterer Vorteil gegenüber konventionellen Triebwerken liegt darin, dass das Antriebsmittel nicht brennbar sein muss, da es nicht zur Erzeugung von Wärme herangezogen wird. Hinzu kommt, dass der Antrieb des erfindungsgemäßen Triebwerks sehr variabel gestaltet ist, wodurch sich der Schub regulieren lässt, jederzeit gestoppt und wieder gestartet werden kann.

Aus dem Stand der Technik sind viele exotherme Reaktionen bekannt. Im vorliegenden Fall sind die Edukte einerseits aber ein Alkalimetall und hier insbesondere bevorzugt Lithium und andererseits eine Fluorverbindung, hier insbesondere vorteilhafterweise Schwefelhexafluorid (SF₆), Stickstofftrifluorid (NF₃), Sauerstoffdifluorid (OF₂), Selenhexafluorid (SeF₆), Perchlorylfluorid (ClO₃F), Chlortrifluorid (ClF₃), Chlorpentafluorid (ClF₅), Brompentafluorid (BrF₅) oder Jodpentafluorid (IF₅). Die Reaktion zwischen Lithium und den aufgeführten Fluorverbindungen weist eine Reaktionsenthalpie von –444 bis –778 kcal/mol auf. Zudem ist Lithium relativ einfach zu handhaben, günstig und nicht toxisch. Unter den Fluorverbindungen ist vor allem Schwefelhexafluorid zu bevorzugen, da es ein stabiles, nicht toxisches und konventionell leicht verfügbares Gas ist.

Erfindungsgemäß überführt die Wärme der exothermen, chemischen Reaktion das Antriebsmittel in die Dampfphase, wodurch ein Druck im Medium aufgebaut wird. Hiefür braucht das Antriebsmittel nicht brennbar zu sein. Bevorzugt sind aber Wasserstoff, Wasser oder Alkohole als Antriebsmittel eingesetzt. Alle diese Antriebsmittel sind leicht zu handhaben und nicht toxisch. Wasser ist zudem günstig und unbegrenzt vorhanden, wahrscheinlich auch außerhalb unseres Planeten. Flüssiger Wasserstoff als nicht verbranntes Antriebsmittel hat eine zehnmal höhere Ausstoßgeschwindigkeit als im klassischen Verfahren, bei dem er mit flüssigem Sauerstoff verbrannt wird.

Bevorzugt findet der Wärmeübertrag zwischen der exothermen, chemischen Reaktion und dem Antriebsmittel durch einen Wärmetauscher statt, der die Wärme aus einem Reaktor bezieht, in welchem die exotherme Reaktion abläuft. Hierbei strömt das Antriebsmittel durch den Wärmetauscher und hat keinen direkten Kontakt zum Reaktionsraum, d. h. nur die Wärme wird aus dem Reaktionsraum auf das Antriebsmittel übertragen. Durch den Wärmetauscher und die Trennung von Reaktionsraum und Antriebsmittelpfad verunreinigt oder stört das Antriebsmittel den Reaktionsraum nicht. Außerdem ist eine Regelung sowohl des Antriebsmittelflusses als auch der Reaktionsführung der exothermen Reaktion unabhängig voneinander möglich.

Vorzugsweise ist der Wärmetauscher in den Reaktor integriert. Dies vereinfacht den Aufbau und maximiert den Wärmeübertrag, da der Reaktionsraum den Wärmetauscher vollständig umgibt und somit von allen Seiten mit Wärme versorgt. Zudem ist die kombinierte Einheit bei Bedarf leichter auszutauschen.

Die exotherme, chemische Reaktion läuft vorteilhafterweise im Reaktor derart ab, dass mindestens ein Edukt im Reaktor platziert ist und mindestens ein weiteres Edukt zur Reaktion dem Reaktor zugeführt wird, um die Reaktion aufrecht zu erhalten. Auf diese Weise ist die Reaktion leicht unter Kontrolle zu halten, da eine Unterbrechung der Zuführung des mindestens einen Edukts in den Reaktor die Reaktion sofort zum Erliegen bringt und der gesamte Antrieb deshalb leicht gesteuert werden kann. Bei Reaktionen, bei denen die Reaktionsprodukte weniger Raum als die Edukte einzeln benötigen, ist auch die Entsorgung der Produkte geregelt, da diese im Reaktor verbleiben können und diese bei Bedarf mit dem gesamten Reaktor ausgebaut werden können.

Da der Reaktor das neben der Expansionsdüse am stärksten belastete Teil des Raketentriebwerkes ist, ist der Reaktor bevorzugt als Kartusche austauschbar gestaltet. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Reaktionsprodukte im Reaktor verbleiben, wie dies beispielsweise der Fall sein kann, wenn mindestens ein Edukt dem Reaktor zugeführt wird und die Reaktionsprodukte weniger Volumen einnehmen als die Edukte.

Somit ist das gesamte System modular aufgebaut aus einem Tank, aus dem das Antriebsmittel dem Reaktor zugeführt wird, der gleichzeitig schon einen Teil der Edukte für die exotherme Reaktion enthält und einem Behälter, der den anderen Teil der Edukte enthält, die dem Reaktor zugeführt werden. Nach dem Ausbrennen des Triebwerkes kann dieses System für eine weitere Nutzung sehr schnell wieder vorbereitet werden, indem die Module bzw. Kartuschen gegen neue ausgetauscht bzw. die Tanks und Behälter wieder gefüllt werden.

Während des Betriebes ist die Expansionsdüse, welche vorteilhafterweise als DeLavaldüse ausgebildet ist, bevorzugt durch das Antriebsmittel regenerativ gekühlt. Hierbei fließt das noch kalte Antriebsmittel vor der Zuführung zum Reaktor durch Kühlkanäle in der Expansionsdüse, um diese zu kühlen. Hierbei nimmt das Antriebsmittel schon Wärme auf, wodurch dann im Reaktor weniger Energie zum Verdampfen benötigt wird. Zur Steigerung des spezifischen Impulses kann somit eine höhere Temperatur des verdampften Antriebsmittels realisiert werden.

Auch die Reaktion im Reaktor wird vorteilhafterweise regenerativ durch das Antriebsmittel und/oder durch gezielte Reaktionskontrolle gekühlt.

Die Erfindung wird im weiteren anhand eines in einer Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben, aus dem sich weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben.
Die einzige Figur zeigt
einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Triebwerks zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Im Prinzip ersetzt der Reaktor 20 des Raketentriebwerks 10 die Brennkammer, welche normalerweise in Raketentriebwerken benutzt wird. Im Reaktor 20 wird die exotherme, chemische Reaktion betrieben, um Wärme zu erzeugen, die über den Wärmetauscher 21 auf das durch den Wärmetauscher 21 geführte Antriebsmittel übertragen wird. Dadurch wird das Antriebsmittel während des Betriebs im Wärmetauscher 21 in die Gasphase überführt, somit expandiert und der DeLavaldüse 30 zugeführt, in der die in der Reaktion steckende chemische Energie durch Expansion des Gases in kinetische Energie umgewandelt wird, was den Schub am Düsenauslass bewirkt.
Der Reaktor 20 ist dabei als auswechselbare Kartusche ausgebildet, d. h. in ihm befindet sich der Wärmetauscher 21, welcher von Lithium 22 als erstes Edukt umgeben ist. Über ein Regelventil 23 wird dem Reaktor 20 Schwefelhexafluorid aus dem Edukttank 40 zugeführt.
Hierfür befindet sich in der Zuführung ein Pyroventil 41 zum erstmaligen Öffnen der Zuführleitung sowie ein Filter 42, der Verunreinigungen entfernt. Mit dem Regelventil 23 lässt sich nun der Zufluss von Schwefelhexafluorid steuern, womit auch die Temperatur im Reaktor 20 gesteuert werden kann, was den Schub des Triebwerks direkt beeinflusst. Beim Schließen des Regelventils 23 wird das Triebwerk abgeschaltet und beim nochmaligen Öffnen wieder gestartet. Das Befüllen und Entlüften des Edukttankes 40 wird über zwei Ventile 40a und 40b am Edukttank 40 bewerkstelligt.
Die Zuführung des Antriebsmittels -hier Wasserstoff- erfolgt aus dem Tank 50 über das Ventil 24, um auch hier eine Regelmöglichkeit zu haben. Im vorliegenden Fall wird sowohl der Reaktor 20 als auch die DeLavaldüse 30 durch das Antriebsmittel regenerativ gekühlt. Hierzu strömt das Antriebsmittel vom Tank 50 in Kühlkanälen um den Reaktor und die DeLavaldüse 30 (nicht dargestellt), um diese Bauteile im Betrieb zu kühlen und gleichzeitig schon Energie in Form von Wärme aufzunehmen. Danach tritt das Antriebsmittel in den im Rektor 20 befindlichen Wärmetauscher 21 ein und wird weiter expandiert, bevor es über die DeLavaldüse 30 entspannt wird. Um die Zufuhr des Antriebsmittels aus dem Tank 50 im schwerelosen Zustand besser gewährleisten zu können, ist der Tank 50 im vorliegenden Fall druckbeaufschlagt. Hierzu steht der Tank 50 mit einem Helium-Druckbehälter 60 über ein weiteres Pyroventil 61, ein weiteres Filter 62 und ein Druckregulator 63, sowie ein Kontrollventil 64 in Verbindung. Beim Öffnen des Pyroventils 61 und des Kontrollventils 64 überträgt sich somit der Druck aus dem Helium-Druckbehälter 60 auf den Wasserstoff im Tank 50, womit dieser in Richtung Reaktor 20 gedrückt wird. Die Ventile 60a bzw. 50a und 50b dienen im vorliegenden Fall zum Befüllen des Helium-Drucktanks 60 bzw. zum Befüllen und Entlüften des Tankes 50.
Wie oben erwähnt, wird der Reaktor 20 über die Zuführung von Schwefelhexafluorid bzw. von Wasserstoff geregelt. Eine weitere Möglichkeit, Einfluss auf die Regelung zu nehmen ist, die Reaktion direkt von außen zu beeinflussen, was über die Ventile 20a, 20b geschieht, über die Argon als Inertgas in den Reaktionsraum eingeleitet werden kann.
Beim ersten Start des Triebswerks 10 kann es von Vorteil sein, wenn das Lithium 22 im Reaktor 20 vor Inbetriebnahme teilweise geschmolzen wird, um eine bessere Reaktion mit dem einströmenden Schwefelhexafluorid zu gewährleisten.
Im vorliegenden Fall mit Wasserstoff als Antriebsmittel sind bei einer Temperatur von 1000 K ein spezifischer Impuls von 500 sec. und bei 2273 K von 800 sec. zu erzielen, was weit über dem von konventionellen Triebwerken liegt.

Claims

Verfahren zur Erzeugung des Schubs eines Raketenantriebs, bei dem ein Antriebsmittel mittels Wärme verdampft und in einer Expansionsdüse (30) expandiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärme in einer exothermen, chemischen Reaktion aus mindestens zwei, vom Antriebsmittel verschiedenen Edukten erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Edukte ein Alkalimetall, insbesondere Lithium und eine Fluorverbindung, insbesondere aus der Gruppe SF₆, NF₃, OF₂, SeF₆, ClO₃F, ClF₃, ClF₅, BrF₅, IF₅ verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Antriebsmittel Wasserstoff, Wasser oder Alkohol verwendet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in einem Reaktor (20) durchgeführt und die Wärme über einen Wärmetauscher (21) auf das Antriebsmittel übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Edukt dem Reaktor (20) zugeführt und mit mindestens einem im Reaktor (20) befindlichen Edukt (22) zur Reaktion gebracht wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsdüse (30) regenerativ durch das Antriebsmittel gekühlt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion regenerativ durch das Antriebsmittel und/oder durch Reaktionskontrolle über gezielte Zuführung mindestens eines Eduktes gekühlt wird.
Raketentriebwerk (10) bei dem ein mittels Wärme verdampftes und in einer Expansionsdüse (30) expandiertes Antriebsmittel die Schubkraft erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass eine exotherme, chemische Reaktion mindestens zweier, vom Antriebsmittels verschiedener Edukte die Wärme erzeugt.
Raketentriebwerk (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Edukte ein Alkalimetall, insbesondere Lithium und eine Fluorverbindung, insbesondere aus der Gruppe SF₆, NF₃, OF₂, SeF₆, ClO₃F, ClF₃, ClF₅, BrF₅, IF₅ sind.
Raketentriebwerk (10) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmittel Wasserstoff, Wasser oder Alkohol ist.
Raketentriebwerk (10) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion in einem Reaktor (20) stattfindet und ein Wärmetauscher (21) die Wärme auf das Antriebsmittel überträgt.
Raketentriebwerk (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (21) in den Reaktor (20) integriert ist.
Raketentriebwerk (10) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Reaktor (20) mindestens ein Edukt integriert ist und mindestens ein von außerhalb des Reaktors zugeführtes Edukt die Reaktion aufrecht erhält.
Raketentriebwerk (10) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor (20) als Kartusche austauschbar ausgebildet ist.
Raketentriebwerk (10) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsdüse (30) regenerativ durch das Antriebsmittel gekühlt ist.
Raketentriebwerk (10) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Expansionsdüse (30) eine DeLavaldüse ist.
Raketentriebwerk (10) nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktion regenerativ durch das Antriebsmittel gekühlt ist und/oder eine gezielte Zuführung mindestens eines Edukts zur Kühlung der Reaktion führt.