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Utilization of H2O2 in Transpiration Cooling System for Active Heat Protection and Implementation of Thermal Decomposition for Catalyst Free H2O2/Kerosene Bipropellant Aerospike Rocket Engine

Descrizione del progetto

Sistema di propulsione efficiente, compatto e durevole per orbite satellitari sostenibili

L’aumento dei lanci di piccoli satelliti ha portato a un incremento delle collisioni orbitali, generando detriti spaziali senza precedenti. Per salvaguardare la longevità delle nostre orbite, serve un sistema di propulsione compatto, stabile ed ecologico per i piccoli satelliti. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto HYPER-CAT mira a sviluppare un sistema di propulsione avanzato per piccoli satelliti. Utilizzando il perossido di idrogeno (H2O2) e i motori aerospaziali, il progetto affronta problemi come la degradazione del catalizzatore e i carichi termici estremi. Sfruttando il processo di decomposizione termica dell’H2O2, il team trasforma le sfide del raffreddamento in un vantaggio. L’H2O2 liquido assorbe il calore in modo convettivo, creando strati di gas per proteggere la struttura, eliminando la necessità di catalizzatori.

Obiettivo

The rapid increase in the number of small satellites in recent years has dramatically boosted the probability of orbital collisions that inevitably create space debris. To preserve the orbit's sustainability, a storable/stable, environmentally-friendly, highly efficient, and compact propulsion system is required to be mounted on the satellites. Hydrogen Peroxide (H2O2) and aerospike engines are promising candidates if the major flaws are solved: catalyst performance degradation due to stabilizer poisoning and extreme thermal loads at the spike structure. In this proposal, I want to test the novel concept of utilizing the thermal decomposition process of H2O2 by turning the aerospike engine's cooling challenges into an advantage. Liquid H2O2 adsorbs heat from the structure convectively, then vaporizes/decomposes to create gas layers to protect the structure from the direct contact of the combustion gas. The thermal decomposition of H2O2 eliminates the use of catalysts. Overall, the concept offers a unique approach to an efficient, compact, and durable propulsion system for small satellites.
In the project, liquid H2O2 will be injected into the H2O2/Kerosene staged-combustion vitiated-air heater through the additive manufactured porous metallic wall (Fraunhofer IWS). Testing in various conditions, heat flux/temperature/pressure will be measured directly. Key variables (Da and H*) can't be directly measured. Hence, the mathematical model will be formulated to derive these variables under given conditions. The model will be validated by comparing the mono/bipropellant flame front locations between the simulations/experiments. Then, I will generate a low-order modeling tool that can predict the cooling performance and combustion efficiency based on the data and the model. The tool will be implemented to apply the new concept to existing TUD etholox rockets. The spike module will be fabricated, integrated and tested for concept verification.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Coordinatore

TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 189 687,36
Indirizzo
HELMHOLTZSTRASSE 10
01069 DRESDEN
Germania

Mostra sulla mappa

Regione
Sachsen Dresden Dresden, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

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