Was macht die acht Hydrazin-Triebwerke von CAPSTONE-1 so „super klein, leistungsstark“? Wie funktionieren sie ohne Tankdruckbeaufschlagung?

Erschöpfende 42 Sekunden googeln zeigen dies auf der Website von Stellar Exploration :

Als Teil der frühen Forschung und Entwicklung für eine von der NASA finanzierte Weltraum-Nanosatellitenmission haben wir ein miniaturisiertes hypergolisches Bipropellant-Triebwerk entworfen, gebaut und getestet. Es liefert 3 N Schub mit 285 Sekunden spezifischem Impuls. Das Treibmittel wird mit Zahnradpumpen unter Druck gesetzt, was eine präzise Treibmitteldosierung und ein Niederdrucktankdesign ermöglicht.

Vermutlich ist der Tank relativ zum Umgebungsdruck an der Startrampe drucklos, dh auf etwa 15 psia (absolut) unter Druck gesetzt, genug, um Treibmittel zum Einlass der Zahnradpumpe zu liefern, die dann den Druck auf etwas erhöht, das in einem kleinen Triebwerk (die meisten der kleinen Biprop-Triebwerke von Aerojet wollen zum Beispiel 100-400 psia).

Zahnradpumpen sind nur eine bestimmte Art von Flüssigkeitspumpen. Ich gehe davon aus, dass diese elektrisch angetrieben werden, da der für einen Schub von 3 N erforderliche Massendurchsatz nicht extrem hoch ist (in der Größenordnung von einem Gramm pro Sekunde). Das ist ziemlich schlau; Typischerweise sind sehr kleine Raketentriebwerke auf Tankdruckbeaufschlagung angewiesen, da eine Turbopumpe eine große Investition sowohl in die geflogene Masse als auch in den Entwicklungsaufwand darstellt. Ein kleiner Elektromotor erledigt die Arbeit, und es sollte praktisch sein, dafür zu sorgen, dass andere elektrische Geräte (Instrumente oder sogar Kommunikation) im Leerlauf sind, während sie anhaltende Triebwerksarbeit leisten. Im Austausch für den Pumpenmotor können Sie das Gewicht Ihres Tanks reduzieren.

Der CAPSTONE-Artikel erwähnt Hydrazin-Treibmittel, während die Stellar-Site für hypergolisches Bitreibmittel wirbt. Wie JFL betont, bietet das Datenblatt "Monoprop-Alternativen (für weniger anspruchsvolle Anwendungen)".

"Super klein" ist das, was Sie von einem 3N-Triebwerk erwarten würden. Das MR-111G-Triebwerk von Aerojet beispielsweise liefert 4 N aus einer 8-Zoll-Einheit mit 370 Gramm .

„Hochleistung“ ist eine Marketingsprache und bedeutet nichts, außer möglicherweise „wenn Sie die technischen Daten sehen, werden Sie wahrscheinlich nicht denken: ‚Wow, das ist eine schreckliche Leistung‘“ (es sei denn, Sie sind David Hammen). Der spezifische Impuls von 285 Sekunden ist vergleichbar mit den kleineren Bipropellant-Triebwerken von Aerojet, aber ihre größeren mit Düsen mit hohem Expansionsverhältnis erreichen die niedrigen 300er.