Development and design of a 10 N monopropellant thruster

• Autorzy: Booth S. , Kenton J , Nienhaus P. , Zahn E.

Identyfikatory

DOI

10.5604/05096669.1194936

Warianty tytułu

PL

Projektowanie i przygotowanie rakietowego silnika korekcyjnego o ciągu 10 N napędzanego paliwem jednoskładnikowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Monopropellant thrusters are commonly used on spacecraft for a variety of purposes, most frequently for maintaining the spacecraft’s orbit. A majority of monopropellant thrusters available and in use today are hydrazine engines. Hydrazine is toxic, unsafe, and not environmentally friendly. An alternative propellant is hydrogen peroxide; it is environmentally friendly, non-toxic, cheaper, and easier to store than hydrazine. This paper covers the design process of a 10 N monopropellant thruster that uses hydrogen peroxide. A thruster capable of low thrust is preferred for orbit keeping; not much power is needed for maintaining orbit, and low thrust engines are smaller and lighter.

PL

Rakietowe silniki korekcyjne napędzane paliwem jednoskładnikowym są powszechnie używane w statkach kosmicznych do różnych celów, głównie do utrzymywania statku na orbicie. Większość dostępnych I używanych obecnie rakietowych silników korekcyjnych to silniki hydrazynowe. Hydrazyna jest toksyczna, niebezpieczna I szkodliwa dla środowiska. Alternatywnym paliwem jest nadtlenek wodoru. Jest on przyjazny dla środowiska, nietoksyczny, tańszy i łatwiejszy do przechowywania niż hydrazyna. Praca ta opisuje proces projektowania rakietowego silnika korekcyjnego o ciągu 10 N, który używa nadtlenku wodoru. Silnik korekcyjny, który wytwarza niską siłę ciągu jest preferowany do utrzymywania statku na orbicie ponieważ nie potrzeba dużej mocy do utrzymania statku na orbicie, a silniki o małym ciągu są mniejsze i lżejsze.

Słowa kluczowe

EN

monopropellant thruster; hydrazine; hydrogen peroxide

PL

rakietowy silnik korekcyjny; hydrazyna; nadtlenek wodoru

• Wydawca: Wydawnictwa Naukowe Instytutu Lotnictwa
• Czasopismo: Prace Instytutu Lotnictwa
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 3 (240)
• Strony: 7--17
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr., wzory

Twórcy

autor

Booth S.

• Institute of Aviation, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw, Poland
• The Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, U.S.

autor

Kenton J

• Institute of Aviation, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw, Poland
• The Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, U.S.

autor

Nienhaus P.

• Institute of Aviation, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw, Poland
• The Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, U.S.

autor

Zahn E.

• Institute of Aviation, al. Krakowska 110/114, 02-256 Warsaw, Poland
• The Ohio State University, Columbus, Ohio 43210, U.S.

Bibliografia

• [1] Braeunig, R. A. (2012). Basics of Space Flight: rocket Propulsion. Basics of Space Flight: Rocket Propulsion. Web: http://www.braeunig.us/space/propuls.htm.
• [2] Buchen, E., and DePasquale, D. (2014). Nano/Microsatellite Market Assessment. SpaceWorks Engineering. Web: http://www.sei.aero/eng/papers/uploads/archive/ SpaceWorks_Nano_microsatellite_market_assessment_January_2014.pdf.
• [3] Carden, M.: Is hydrogen Peroxide the Best rocket Fuel? DIY Space Exploration. Web: http://www.diyspaceexploration.com/hydrogen-peroxide-best-rocket-fuel/.
• [4] Cervone, A., Torre, L., D’Agostino, L., Musker, A. J., Roberts, G. T. , Bramati, C., and Saccoccia, G. (2006). Development of hydrogen Peroxide monopropellant rockets. AIAA. Web: http://www.esa.int/gsp/act/doc/Pro/act-rPr-Pro-JPc2006-hP%20rockets %202006-5239.pdf. 42nd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. aIaa, 9-12 July 2006. Sacramento, california. Web: http://arc.aiaa.org/doi/abs/ 10.2514/6.2006-5239.
• [5] Cole-Parmer – Your technical experts in Fluid handling, electrochemistry, and Laboratory equipment. Cole-Parmer US. Web: http://www.coleparmer.com/.
• [6] MEPS (INterNatIoNaL) Ltd., Independent Steel Industry analysts, Steel Prices, Steel Publications, Steel News, Steel data, Steel consultancy, Steel. MEPS (INTERNATIONAL) LTD., Independent Steel Industry Analysts, Steel Prices, Steel Publications, Steel News, Steel Data, Steel Consultancy, Steel. Web: http://www.meps.co.uk/.
• [7] Online Materials Information Resource – MatWeb. Online Materials Information Resource – MatWeb. Web: http://www.matweb.com/.
• [8] Rarata, G.: 98% Hydrogen Peroxide for Propulsion, 98% HTP (High Test Peroxide). The Institute of Aviation, Warsaw. Web.
• [9] Rusek, J. J. (2004). Hydrogen Peroxide for Propulsion and Power applications: a Swift Perspective. Proceedings of the 2nd International Conference on Green Propellants for Space Propulsion (ESA SP-557). SAO/NASA Astrophysics Data System (ADS). Web: http://adsabs.harvard.edu/full/2004eSaSP.557e...1r. Proceedings of the 2nd International conference on green Propellants for Space Propulsion (eSa SP-557). 7-8 June 2004, Chia Laguna (Cagliari), Sardinia, Italy.
• [10] Sutton, George P., and Biblarz, O. (2001). Rocket Propulsion Elements. 7thed. New York: John Wiley & Sons. Print.
• [11] Vacuum Grade Super Alloy Scrap Page. N.p., n.d. 12 June 2015. Web: http://www.metalprices.com/ metal/super-alloys/super-alloy-inconel-625.
• [12] Ventura, M., and Mullens, P. (1999). The use of hydrogen Peroxide for Propulsion and Power. General Kinetics, LLC. 19 June 1999. Web: http://www.researchgate.net/ publication/268456496_the_use_of_hydrogen_peroxide_for_propulsion_and_power. 35th Joint Propulsion Conference and Exhibit. Los Angeles, CA, U.S.A, 20-24.06.1999. Web: http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.1999-2880.
• [13] Ventura, M., and Yuan, S. (2000). Commercial Production and use of hydrogen Peroxide. General Kinetics, LLC. Web: http://www.researchgate.net/publication/269238041_ commercial_production_and_use_of_hydrogen_peroxide. 36th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference and Exhibit. 16-19.07.2000, Huntsville, Alabama. Web: http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/6.2000-3556.
• [14] Wade, M. H2O2. Encyclopedia Astronautica. Web: http://www.astronautix.com/ props/h2oosene.htm.
• [15] Wernimont, E. J. (2006). System trade Parameter comparison of monopropellants: hydrogen Peroxide vs hydrazine and others. 42nd AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference & Exhibit. aIaa, 9-12 July 2006, Sacramento, california. Web: http://www.hydrogen-peroxide.us/chemical-handling-toxicity/aIaa-2006- 5236_hydrogen_peroxide_versus_hydrazine.pdf, http://arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/ 6.2006-5236.
• [16] World Steel Association – Home. World Steel Association – Home. Web: https://www.worldsteel.org/.