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Original geschrieben von Schmidti

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Original geschrieben von Roman

Insgesamt lief der Motor beim ersten Test (weniger N2O) etwas zu fett, beim zweiten Test genau richtig. Bei beiden hat er aber die magere Startphase, was mir sagt, dass ich:

1. die Zündung noch verbessern kann um früher genug Brennstoff zur Verfügung zu haben
2. die Grain-Geometrie noch anpassen kann, da er in der zweiten Hälfte wieder magerer wird

Aber so lässt wie es ist läuft er schon verdammt gut und kann definitiv Höhenluft schnuppern

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Hallo Roman

das klingt alles ziemlich interessant, aber auch recht komplex.

Da ich keine Erfahrung mit Hybridantrieben habe frage ich mich: Woran erkennst du, wann der Motor zu fett bzw. zu mager läuft?
Das Tal nach der Zündung sehe ich im Video. Auch wenn alles recht schnell abläuft, sieht da die Flamme einfach ganz anders aus. Aber wie erkennst du das im restlichen Zeitraum? Das genau abzuschätzen erscheint mir alles recht schwierig, du hast ja keine Lambda-Sonde im Abgasstrahl. Den Antrieb so zu optimieren, dass man den optimalen Verbrennungszustand herstellt scheint mir nochmal eine größere Herausforderung.

Wäre zumindest konzeptionell ein möglicher Lösungsansatz für das Tal zumindest in der ersten Brennphase einen Brennstoff zu nutzen der volatiler ist und weniger Ativierungsenergie benötigt um an der Verbrennung teilzunehmen?

Alles Gute!
Schmidti

Hallo Schmidti!

Ja genau, einen Lachgas-Hybriden ans Laufen zu bekommen ist relativ einfach, ihn effizient ans Laufen zu bekommen erfordert dann einiges an Test-Aufwand.

Meine Überlegungen, was nach dem Tal passiert, sind folgende:

In beiden Tests sehe ich das Tal, hier passiert also das gleiche. Der Weitere Verlauf der Schubkurven ist auch sehr ähnlich, nur brennt der Motor mit dem größeren Tank länger. Im 1. Test (kleinerer Tank) war das OF-Verhältnis fetter (4,5:1) als im Lauf mit dem größeren Tank (5:1). In beiden Fällen mittle ich über die ganze Brenndauer, da ich das Grain vorher/nachher wiege. Das sagt mir, dass der Unterschied aus dem Bereich kommt, der die beiden Tests unterscheidet und das ist die längere Brenndauer mit dem großen Tank. Ich nehme also an, dass der Motor mit den ersten 340g Lachgas genau so fett lief, dann muss er im weiteren Verlauf magerer gelaufen sein um insgesamt magerer gelaufen zu sein.

Mit einem OF-Verhältnis von 4-5 ist er aber eh am Optimum, wie man hier sieht:



(Quelle: https://www.researchgate.net/publication/340603238_Nytrox_as_Drop-in_Replacement_for_Gaseous_Oxygen_in_SmallSat_Hybrid_Propulsion_Systems )

Dem Abnähern entgegenzuwirken ist nicht ganz einfach, da die Regressionsrate des Brennstoffs vom Lachgas-Flux abhängig ist, also davon wieviel Lachgas pro Querschnittsfläche des Brennkanals umgesetzt wird. Gegen Ende sinkt der Tankdruck ab, also fließt weniger Lachgas, und der Brennkanal ist aufgebracht (größerer Querschnitt). Beides senkt den Flux und damit die Brennstoffmenge die umgesetzt wird.
Mit komplexeren Geometrien im Brennstoffblock kann man da Gegenarbeiten usw., aber da wird es so komplex, dass schnell nichts mehr mit rechnen ist uns getestet werden muss. Was aber viel Spaß macht

Im Tal sieht man wahrscheinlich Lachgas annähernd als Monopropellant, da hat es schon einen Isp Richtung 180. Das Pyroventil, dass ich einsetze hat den Vor - und Nachteil, dass es sehr schnell öffnet. Wenn da der Brennstoff noch nicht ausreichend vorgeheizt ist passiert dauert es ein wenig bis der Hybrid wirklich als solcher läuft. Ziel wäre es erstmal die Zündung des Ventils.zu verzögern, damit genug Zeit zum Vorheizen ist.

Die Idee mit dem volatileren Brennstoff finde ich super! Ich meine mal davon gelesen zu haben, das Vaseline o.ä. eingesetzt wird, macht Contrail nicht sowas?

Es gibt also noch einiges zu testen

Viele Grüße
Roman

West Coast Hybrids hatte zur Anzündung eine "Igniter Fluid" die mit Schwarzpulver vermischt wurde, wenn ich mich recht erinnere. Kann also gut sein dass das auch in der Richtung hilft: irgendein flüssiger Kohlenwasserstoff der als erstes verbrennt.

Da ich hin und wieder an einem Lachgas-Ethan-Flüssigtriebwerk rumhirne, habe ich mir überlegt, einen Katalysator in der Brennkammer zu haben, damit das Lachgas auch wirklich zersetzt wird und der Motor schon recht heiß läuft, bevor das Ethan eingespritzt wird. Ansonsten kann es wohl leicht zu "hard starts" kommen.

Wir können oder sollten diese Diskussion(en) aber vielleicht in einen eigenen Thread verlagern.

Roman, würde mich freuen wenn Du im Hybrid-Bereich noch mehr Details zu Deinen Motoren zeigst.

Oliver

Hallo Roman,

herzlichen Dank für die Erklärungen! Das macht vieles klarer und klingt sehr plausibel, unterstreicht aber auch wie komplex die Sache ist. So viele Parameter die sich über die Brenndauer ständig ändern: Tankdruck, Brennkammerdruck, Brennraumgeometrie, Graintemperatur, etc. und die meisten sind nicheinmal vernünftig messbar, in der Tat Rocket Science.

Als Anlasser hatte ich mir vorgestellt den Brennkanal von innen mit irgendwas leichtentündlichem zu beschichten, von Paraffin bis Sprühöl, aber meine Überlegungen sind naiv. Du hast ganz klar viel mehr Erfahrung und Expertise angesammelt.

Alles Gute
Schmidti