Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

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

Opis projektu

Wydajny, kompaktowy i trwały system napędowy zapewnia stabilność orbit satelitów

Wzrost liczby wynoszonych na orbitę małych satelitów doprowadził do zwiększenia liczby kolizji orbitalnych, które są źródłem dużej ilości śmieci kosmicznych. Aby zapewnić możliwość eksploatacji orbit w perspektywie długoterminowej, konieczne staje się zaprojektowanie wydajnego, kompaktowego i przyjaznego dla środowiska napędu. Dzięki wsparciu ze środków działania „Maria Skłodowska-Curie”, zespół projektu HYPER-CAT zamierza opracować zaawansowany system napędowy dla małych satelitów. Wykorzystując nadtlenek wodoru (H2O2) i silniki oparte na technologii aerospike badacze analizują zagadnienia takie jak degradacja katalizatora i ekstremalne obciążenia termiczne. Wykorzystując proces rozkładu termicznego H2O2, zespół zamierza zmienić wyzwania związane z chłodzeniem w korzyści. Ciekły H2O2 pochłania ciepło w wyniku zjawiska konwekcji, tworząc warstwy gazu chroniące konstrukcję, co eliminuje potrzebę stosowania katalizatorów.

Cel

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.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

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

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) HORIZON-MSCA-2022-PF-01

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Koordynator

TECHNISCHE UNIVERSITAET DRESDEN
Wkład UE netto
€ 189 687,36
Koszt całkowity
Brak danych