Grundlagenuntersuchungen zur Durchmischung eines Wasserdampfplasmas mit reagierenden Einsatzstoffen - Experimenteller Teil -

• Applicant: Professor Dr. Ernst Messerschmid
• Subject Area: Fluid Mechanics
• Term: from 1997 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5391332

Der vorliegende Antrag enthält den numerischen Teil des Weiterförderungsantrags zu einem Forschungsvorhaben, das gemeinsam mit dem Haus der Technik, Außeninstitut der RWTH Aachen, durchgeführt wird. Ziel des Vorhabens ist es, die wissenschaftlichen Grundlagen für den Bau eines mit verunreinigtem Wasser betriebenen thermischen Lichtbogentriebwerks zu erarbeiten. Ein solches Triebwerk, das mit mit Abwässern des Lebenserhaltungssystems einer Raumstation für dessen Bahn- und Lageregelung eingesetzt werden könnte, würde eine erhebliche Einsparung an konventionellem Treibstoff ermöglichen. Da die direkte Verwendung von Abwässern aus dem Lebenserhaltungssystem in der Brennkammer eines thermischen Lichtbogentriebwerks große technische Probleme aufwirft, wird die Eindüsung dieser Flüssigkeiten in eine an einen Plasmagenerator angeschlossene Mischkammer untersucht. In der hier beantragten zweiten Phase soll ein erstes Ingenieurmodell eines solchen Triebwerks entwickelt werden. Dazu soll am HdT die Geometrie für eine optimierte, an Raumfahrtbedingungen angepaßte Mischkammer mit Expansionsdüse - basierend auf CFD-Rechnungen - ausgelegt und der sich ergebende Schub in Abhängigkeit von Zustand der Mischkammer numerisch ermittelt werden. Am IRS sollen die Zustandsfelder eines Wasserdampfplasmagenerators mit und ohne Mischkammer im Vakuum vermessen werden und ein Versuchstriebwerk konstruiert, gebaut und getestet werden.

• DFG Programme: Research Grants
• Participating Persons: Professor Dr.-Ing. Eberhard Steinmetz; Professor Dr.-Ing. Herbert Wilhelmi (†)