Ukrainisches Startup führt neue Tests für den Motor von „Selbst“ durch

Das Konzept hat weiterhin Bestand.

Olga Ozhogina ist eine ukrainische Weltraumreporterin, Journalistin und Fotojournalistin. Sie hat diesen Artikel über das Pressezentrum von Promin Aerospace, einem ukrainischen Raketen-Startup, zu „Expert Voices: Op-Ed & Insights“ von Space.com beigetragen.

Das ukrainische Raketenunternehmen Promin Aerospace, das derzeit eine ultraleichte, autophagische Trägerrakete entwickelt, hat eine neue Reihe von Studien zu seinem einzigartigen Triebwerk durchgeführt. Erste Tests des Startups zeigten die Machbarkeit des technischen Konzepts. Mit jedem neuen Experiment verbessern Ingenieure das Design, indem sie verschiedene Variationen der Motorbaugruppe testen.

Das Konzept der Rakete basiert auf der autophagischen oder „selbstfressenden“ Technologie, die ursprünglich vom technischen Leiter von Promin Aerospace, Vitaliy Yemets, vorgeschlagen wurde.

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Bei einer autophagischen Rakete würde der Rumpf zusätzlich zu anderen an Bord mitgeführten Treibstoffen als Feststoffraketentreibstoff verwendet. Zu diesem Zweck muss das Rumpfmaterial sowohl fest genug als auch ausreichend brennbar sein. Während des Flugs der Rakete wird der Körper verbraucht, wodurch die Masse während des Flugs reduziert wird und nach Abschluss des Flugs keine Trümmer zurückbleiben. Dieser Fortschritt würde effizientere und umweltfreundlichere Starts ermöglichen.

Über zwei Monate hinweg wurden drei Experimente mit unterschiedlichen Variationen des Triebwerks- und Düsendesigns durchgeführt, die es Promin Aerospace ermöglichten, Herausforderungen zu identifizieren und zu untersuchen sowie die Gesamtleistung der Baugruppe zu verbessern. Da die Motorentechnologie einzigartig ist, mussten alle Tests vom Ingenieurteam von Grund auf neu konzipiert werden, wobei Mängel erkannt und beseitigt werden mussten.

Dank dieser ersten drei Tests war es möglich, das Kraftstoffversorgungssystem zu verbessern und neue Kraftstoffkomponenten zu testen, die ihre Sicherheit und Effizienz unter Beweis stellten. Alle notwendigen Parameter wurden gemessen und aufgezeichnet.

Für das vierte Experiment verwendete das Ingenieurteam dasselbe Oxidationsmittel wie im dritten Experiment sowie eine glockenförmige Düse, um die Variablen im neuen Test konsistent zu halten. Darüber hinaus verwendeten die Ingenieure einen Polymerbrennstab und ein Gas-Sauerstoff-Gemisch als Starter. Sie nutzten mehrere Temperatursonden zur Überwachung der Temperatur in zahlreichen Motorbereichen sowie Druckmessgeräte sowohl in der Brennkammer als auch im Pneumatikzylinder.

In Anlehnung an frühere Experimente wurde der Treibstoffstab in den Vergaser eingeführt und gleichzeitig die Zündparameter mit mehreren Sensoren aufgezeichnet. Es wurde gezeigt, dass die Startbrennstoff- und Brennelementzuführungssysteme zuverlässig funktionieren; Es wurden keine Probleme bei der Verbrennung festgestellt, und die Startkomponente des Experiments sorgte im Vergleich zu früheren Experimenten für einen höheren Druck.

Als der Startkraftstoff zugeführt wurde, wurde in der Brennkammer ein Druck von 4 Atmosphären (atm) gemessen. Der Kraftstoffversorgungsdruck blieb zwischen 9 und 9,5 atm stabil und der Startkraftstoff wurde nach 203 Sekunden (3 Minuten und 23 Sekunden) abgeschaltet.

Die gemessene Vorschubgeschwindigkeit betrug 10 Millimeter pro Sekunde (mm/s), was eine ausreichende Leistung zeigt, und der Druck erreichte ein Maximum von 12 atm. Dieses Experiment blieb 252,95 Sekunden (4 Minuten und 12,95 Sekunden) bei einer Geschwindigkeit von 10 mm/s und 12 atm stabil.

Das Experiment dauerte etwa 280 Sekunden (4 Minuten und 40 Sekunden). Bei 252,95 Sekunden verließ eine Leuchtrakete den Förderweg, gefolgt von einem Knallgeräusch und dem Ende der Bewegung der Baugruppe. Am Motor oder am Trägergerüst wurden keine Schäden verursacht, und die Versuchsergebnisse zeigen, dass alles gut funktionierte, obwohl einige kleinere Änderungen vorgenommen werden mussten. Für den nächsten Test wurde die Einlassdichtung der Baugruppe verbessert

Insgesamt arbeitete das System zuverlässig und sorgte für ausreichend Druck im Brennraum. Die Verbrennung der Komponenten im Betriebsmodus sorgte für einen höheren Druck als der Startkraftstoff. Bisher ermöglichten alle Experimente die Weiterentwicklung eines effizienten und sicheren Konzepts.

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Für unser fünftes Experiment verwendete das Ingenieurteam eine andere Art von Brennstoff und Oxidationsmittel, behielt jedoch die Verwendung der glockenförmigen Düse bei. Der Test wurde ähnlich wie die vorherigen durchgeführt, wobei die Startmischung unter einem Druck von 4 atm zugeführt und nach 204 Sekunden (3 Minuten und 24 Sekunden) abgeschaltet wurde, während der neue Primärbrennstoff unter einem Druck von 9 atm zugeführt wurde.

Der Druck in der Brennkammer sank, nachdem der Starterkraftstoff abgestellt wurde, stieg aber allmählich auf 10 atm an, und nach 248 Sekunden (4 Minuten und 8 Sekunden) hatte die Motortemperatur das Betriebsniveau erreicht. Bei 252 Sekunden (4 Minuten und 12 Sekunden) sank der Druck von der Skala und das Brennelement stoppte. Nach einer Untersuchung stellten die Ingenieure fest, dass der Druckanstieg durch eine Verstopfung der Düse verursacht wurde, da das Gehäuse des Vergasers abgerissen war.

Dennoch stellten die Ingenieure fest, dass das gewählte Startbrennelement zuverlässig funktionierte. Der Druck in der Brennkammer korrelierte mit der Zufuhrgeschwindigkeit der Arbeitskomponenten mit einer Verzögerung der Reaktionszeit.

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Das sechste Experiment wurde durchgeführt, wobei die Ausgangsmischung unter einem Druck von 4 atm zugeführt und nach 188 Sekunden (3 Minuten und 8 Sekunden) abgeschaltet wurde. Es wurde ein neuer Primärbrennstoff verwendet, der unter einem Druck von 25 atm zugeführt wurde. Der Druck in der Brennkammer blieb bei 8,5 atm, bis etwa 300 Sekunden (5 Minuten) eine Fackel an der Brennelement-Zufuhreinheit am Boden der Brennkammer zündete.

In diesem Moment begann die Brennkammer zu überhitzen und der Stahl wurde weiß. Sowohl den Sensoren als auch den Wärmefarbkarten zufolge erreichte es eine Temperatur von etwa 1.830 Grad Fahrenheit (rund 1.000 Grad Celsius). Die Vorschubgeschwindigkeit dieses Brennelements war ungleichmäßig und betrug maximal 14 mm/s. Das Experiment dauerte 350 Sekunden (5 Minuten und 50 Sekunden).

Insgesamt verlief der Versuch mit einem begrenzten Druck und ohne unkontrollierte Explosionen, was die Zuverlässigkeit dieser Konstruktionsvariante beweist.

„Der Einsatz des neuen Polymers als Haupttreibstoffkomponente war effizient und sicher, da es zu keinem kritischen Druckanstieg kam. Deshalb werden wir diese Variante in Betracht ziehen. Nach diesem Test wird die Einlassdichtung der Baugruppe stärker angezogen, um eine Überhitzung zu verhindern.“ die Brennkammer", sagte Yemets.

Das nächste Experiment wird dem Testen des neuen Oxidationsmittels gewidmet sein. Es wird erwartet, dass die Effizienz der Verbrennung gesteigert wird.

Nach Abschlusstests plant Promin Aerospace den ersten Teststart seiner suborbitalen Rakete, gefolgt von der ersten kommerziellen Mission Anfang 2023. In Zukunft plant das Unternehmen auch die Durchführung von Orbitalstarts.

Promin Aerospace wurde 2021 von Vitaliy Yemets und Misha Rudominski gegründet. Im selben Jahr schloss das Unternehmen seine erste Investitionsrunde ab und stellte die Leistungsfähigkeit der Autophagie-Technologie unter Beweis, die Startkosten und Weltraummüll reduzieren könnte.

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Olga Ozhogina ist eine ukrainische Weltraumreporterin, Journalistin und Fotojournalistin. Sie studierte Avionik an der Nationalen Luftfahrtuniversität in der ukrainischen Hauptstadt Kiew und Journalismus an der Nationalen Universität Dnipro in Dnipro, der berühmten „Weltraumstadt“ des Landes. Sie bringt beträchtliches technisches Wissen in ihre Weltraumberichterstattung ein und verfügt über ein breites Erfahrungsspektrum auf verschiedenen Plattformen in den Nachrichtenmedien.

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