Flow State | Episode - 1 | Keeping Rocket Engines Cool | Skyroot Aerospace

Video des Kanals Skyroot Aerospace über Skyroot Aerospace, verlinkt auf der zugehörigen Seite von Above Ten Thousand. Dauer: 11:29. Sprache: Englisch. Videotyp: Dokumentation.

Erste Episode von „Flow State", einer von Skyroot Aerospace produzierten Wissensreihe, in der mehrere ihrer Ingenieure die regenerative Kühlung erklären, die Methode, die verhindert, dass ein Raketentriebwerk schmilzt.

Ausgangspunkt ist ein Vergleich: Inconel, eine der hitzebeständigsten in diesen Triebwerken verwendeten Legierungen, schmilzt bei etwa 1.300 °C, während in der Brennkammer etwa 3.000 °C erreicht werden. Ein Automotor wird mit einer Flüssigkeit gekühlt, die die Wärme zu einem Kühler transportiert, aber eine Rakete hat keinen Platz für ein solches System, und der Kühler könnte so viel Wärme nicht abführen.

Die Lösung besteht darin, den Treibstoff selbst als Kühlmittel zu nutzen. Bevor er verbrannt wird, durchläuft er Hunderte feiner Kanäle von einem Millimeter oder weniger, die die Triebwerkswand von der Düse bis zur Kammer durchziehen, und tritt anschließend über die Einspritzdüse in die Kammer ein; die dabei aufgenommene Wärme verbessert zudem die Leistung. An einer Tafel werden die konvergent-divergente Laval-Düse, der engste Querschnitt und die Geometrie der Kanäle erklärt, die mittels numerischer Strömungsmechanik berechnet wird. Die additive Fertigung erlaubt es, die gesamte Baugruppe in einem Stück zu drucken und ein Design in Tagen oder Wochen statt Monaten zu wiederholen. Das Prinzip wird bei jedem Zündversuch des Triebwerks Raman 2 getestet, und ein durch Rückstände verstopfter Kanal kann den betreffenden Bereich überhitzen und einen katastrophalen Ausfall verursachen.