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Hydra I

die ersten gehversuche


Die Hydra 1 ist ein kleines Demonstrationstriebwerk im Labormaßstab. Es ist sehr einfach aufgebaut und kann auch ohne Gefahr in der Werkstatt gezündet werden.
Daten:

* Oxidator: gasförmiger Sauerstoff
* Brennstoff: PE oder PMMA
* Brennstoffkammerlänge: 100 mm
* Brennkanal-Durchmesser: rund10 mm
* Brennstoffblock-Durchmesser: 30 mm
* Düsenmaterial: Edelstahl

Ziele:

* Realisierbarkeit des Konzeptes zeigen
* Zuverlässige Zündtechnik entwickeln
* Treibstoffe erproben
* Brennverhalten beobachten

Die Phase HYDRA I wurde im Mai 2001 erfolgreich abgeschlossen. Es wurden mehr als 20 Brennversuche durchgeführt, ein Teil davon mit der Kombination PMMA (Plexiglas) - GOX (gasförmiger Sauerstoff), der Rest mit der Kombination PE (Polyethylen) - GOX.

Die von uns anfänglich erwarteten Probleme bei der Stabilisierung des Abbrandverhalten erwiesen sich als unbegründet. Das Triebwerk zeigte sich vielmehr als äußerst resistent gegen Veränderungen der Treibstoffparameter, selbst bei starker Variation des Oxidatordrucks oder des Massenstroms kam es zu keinem unregelmäßigem Abbrand.

Auch die Fertigung oder Überhitzung waren anders als erwartet kein Problem, selbst bei Brenndauern von 10 Sekunden zeigte das Triebwerk keinerlei Anzeichen des Verschleißes oder der Undichtigkeit.

Mehr Probleme bereitete uns allerdings die Zündung. Eine der Hauptaufgaben war die Entwicklung und Erprobung eines zuverlässigen und einfachen Zündmechanismusses, der bei den weiteren Phasen als Standard eingesetzt werden sollte.

Nach anfänglichen, erfolglosen Versuchen mit Stoffen, die bei Kontakt mit dem Oxidator hypergol wirken, also selbstentzündlich sind, kamen wir auf die Verwendung von Wasserstoff als Zündgas. Das Wasserstoff - Sauerstoff - Gemisch wurde dabei von einer Glühkerze entzündet. Diese Methode erwies sich als sehr zuverlässig und effektiv.

Versuche haben gezeigt, dass der Wasserstoffzustrom bereits nach 0,2 Sekunden gestoppt werden kann. Die Flamme hat den Brennstoff dann bereits soweit erhitzt, das seine Oberfläche verdampft und das entstehende Brennstoffgas mit dem Oxidator reagieren kann.

Die Methode hat allerdings den Nachteil, dass bei einem flugfähigen Triebwerk neben einer Batterie für die Glühkerze auch noch ein Wasserstofftank mitgeführt werden müsste, was den Umgang komplizierter und das Triebwerk schwerer machen würde. Schließlich kamen wir durch einen Tipp auf die Verwendung eines brennbaren Gemisches verschiedener Chemikalien, die sich unkompliziert verarbeiten lassen und nach Zündung eine große Hitze erzeugen.

Ferner wurde mit HYDRA I noch verschieden Materialien auf Hitzeresistenz getestet, die dann in HYDRA II Anwendung finden sollen.