Physical Principles Funktionsweise
The hybrid engine, also called lithergol engine, belongs to the chemical rocket engines. The necessary energy is produced by a chemical reaction. It is about a combustion process, where some kind of fuel reacts with an oxidizer. Der Hybridantrieb, auch Lithergolantrieb genannt, gehört zu den chemischen Raketenantrieben. Bei diesen wird die nötige Energie durch eine chemische Reaktion geliefert. Es handelt sich um einen Verbrennungsvorgang, bei dem ein Brennstoff mit dem sogenannten Oxydator reagiert.
The very hot combustion gases, which are under high pressure, are accelerated in a supersonic nozzle to a high velocity. The masses of gas , which are catapulted away, drive the rocket into the opposite direction according to the law of preservation of momentum. Die unter hohem Druck stehenden, sehr heißen Verbrennungsgase werden in einer Überschalldüse auf sehr hohe Geschwindigkeiten beschleunigt. Die weggeschleuderten Gasmassen treiben die Rakete nach dem Impulserhaltungssatz in die entgegengesetzte Richtung an.
Within classical rocket engines (solid propellant engines and liquid propellant engines) fuel and oxidizer have the same state (solid or liquid). Within hybrid engines one of the two components is solid, the other one is liquid or gaseous. This brings some advantages. The most frequently used combination is the combination of solid fuel with a liquid oxidizer, e.g. butadiene-rubber with liquid oxygen. Hybrid engines with a solid oxidizer are called inverse hybrids. Bei den klassischen Raketentriebwerken (Feststofftriebwerke und Flüssigtriebwerke) liegen Brennstoff und Oxydator in gleichem Aggregatzustand vor (fest bzw. flüssig). Beim Hybridantrieb jedoch ist eine der beiden Komponenten fest, die andere flüssig oder gasförmig. Dies bringt bestimmte Vorteile mit sich. Am häufigsten ist die Kombination eines festen Brennstoffes mit einem flüssigen Oxydator, z.B. Butadien-Kautschuk mit flüssigem Sauerstoff. Hybridantriebe mit festem Oxydator nennt man inverse Hybride.
The liquid oxidizer is sprayed through the so called injector into the combustion chamber, where it meets the fuel block, which mostly has the form of a hollow cylinder or a cart wheel. The combustion process takes place at the inner surface of the fuel block. The fuel block burns off from the inside to the outside. If the combustion chamber wall is reached, or if the liquid oxidizer is used up, the combustion process stops. Der flüssige Oxydator wird über einen sogenannten Injektor fein verteilt in die Brennkammer gesprüht, dort trifft er auf den Brennstoffblock, der meist die Form eines Hohlzylinders oder eines Wagenrades hat. An der inneren Oberfläche des Brennstoffblocks findet der Verbrennungsvorgang in einer Grenzschicht statt. Der Brennstoffblock brennt dabei von innen nach außen ab. Wird die Brennkammerwand erreicht oder ist der flüssige Oxydator verbraucht, ist der Verbrennungsprozeß beendet.
Text: R. Schäfer © 1999; Translation: D. Koch © 2001; Pictures: Project Prometheus, University of Illinois
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