HYbridDemonstrations-RaketenAntrieb

Im Rahmen des HYbridDemonstrations-RaketenAntrieb (HYDRA) Programms entwickelt die ERIG seit 2001 iterativ eine Reihe an Hybridtriebwerken für unsere Experimentalraketen.

Ein Hybridtriebwerk verwendet im Gegensatz zu Fest-Fest bzw. Flüssig-Flüssig Antrieben sowohl eine Feste, als auch eine Flüssige Treibstoffkomponente. In unserem Fall nutzen wir einen festen Treibstoff Zylinder und einen Flüssigen bzw. Gasförmigen Oxidator.

HYDRA 1

HYDRA 1 war ein Proof of Concept Antrieb mit Labormaßstab.

Als Treibstoff verwendete es sowohl PE, als auch PMMA Zylinder, mit einem Durchmesser 3 cm und einer Länge von 10 cm. Gasförmiger Sauerstoff wurde als Oxidationsmittel verwendet.

Als Zünder verwendete HYDRA 1 ein Wasserstoff-Sauerstoff mix, welches durch einen Glow Plug gezündet wurde.

Ziel war es als Proof of Concept Demonstrator lediglich eine Triebwerkszündung zu erreichen und Grundlegendes wissen für die Entwicklung für Hybridtriebwerke zu erlernen.

HYDRA 2

HYDRA 2 war der direkte Nachfolger von HYDRA 1, basierend auf verschiedenen Treibstoffkombinationen.

Ziel war es den Nutzen von nicht-kryogenen und nicht-toxischen Triebstoffen zu erproben, die technische Umsetzung zu verbessern und die Performance des Triebwerks zu messen. Dafür wurden getestet:

Verschiedene Injektionsmethoden
Treibstoffe
Düsenlängen und -Größen
Materialien für die Düse, Mixkammer und Vortex-Plate

Das Triebwerk selbst hatte einen Durchmesser von 6 cm und eine Länge von 30 cm und wurde aus Stahl gefertigt.

Der Teststand war mit zwei magnetischen Ventilen (für halben und vollständigen Oxidationsmittelfluss), einem Kraftsensor, und einem Brennkammer-Drucksensor ausgestattet.

Die Tests resultierten in folgender Konfiguration:

Injketor: Showerhead
Treibstoff: HTPB und Distickstoffmonoxid (da dadurch das Triebwerk selbstbedrückend sein konnte)
Material für die Düse: Pures Graphen
Material für die Mixkammer: Kork & Epoxy (ablasive)
Material für die Vortex-Plate: Pertinax

HYDRA 2 erreichte einen Schub von 40 N mit einer Brenndauer von 10 Sekunden.

HYDRA 3

HYDRA 3 war das erste Hybridtriebwerk der ERIG welches auf einer Rakete flog. Es basierte auf dem Design von HYDRA 2 aber mit Platzoptimierungen für den Flug in einer Rakete.

HYDRA 3 erreichte einen Schub von 1.3 kN mit einer Brennzeit von 10 Sekunden bei einem Totalimpuls von 5000 Ns.