Raketentreibstoffe

ISBN-13: 9783211808566 / Niemiecki / Twarda / 1969 / 805 str.

Armin Dadieu; Ralf Damm; Eckart W. Schmidt

Spis treści

Allgemeiner Teil.- 1. Einleitung; Begriff und Einteilung der Raketentreibstoffe.- 2. Der chemische Antrieb im Vergleich mit möglichen Zukunftsantrieben.- 2.1. Die Raketengrundgleiehung. Parameter zum Leistungsvergleich der verschiedenen Antriebsarten.- 2.2. Freie Radikale und metastabile Atome als Raketentreibstoffe.- 2.2.1. Atomarer Wasserstoff.- 2.3. Verwendung nuklearer Energie zum Raketenantrieb.- 2.3.1. Kernchemische Aufheizung von Arbeitsmedien durch Atomexplosionen (Projekt Orion).- 2.3.2. Konvektive Aufheizung von Arbeitsmedien durch Kernreaktoren (Rover-Kiwi-Nerva-Projekt).- 2.3.3. Konvektive Aufheizung durch Radioisotope (Poodle-System).- 2.3.4. Gas-Core-Reaktoren.- 2.4. Elektrische Antriebe.- 2.4.1. Elektrothermische Antriebe.- 2.4.2. Elektromagnetische Antriebe.- 2.4.3. Elektrostatische (Ionen-)Antriebe.- 2.4.4. Energiequellen und Energiewandler für elektrische Antriebe.- 2.5. Photonenantrieb.- 2.5.1. Das Sonnensegel.- 2.6. Vergleich und Schlußfolgerung.- Literatur zu Kap. 1 und 2.- 3. Der chemische Antrieb und seine Leistungsgrenzen.- 3.1. Eigenart, Vor- und Nachteile des chemischen Antriebes, Stufenprinzip.- 3.2. Grundtypen chemischer Antriebssysteme.- 3.2.1. Das Flüssigkeitstriebwerk mit zwei Komponenten.- 3.2.2. Das Flüssig-Monergol-Triebwerk.- 3.2.3. Das Feststofftriebwerk.- 3.2.4. Geltriebwerke.- 3.2.5. Lithergole (hybride) Triebwerke.- 3.3. Energieausnützung und Wirkungsgrade.- 3.4. Wichtige Leistungs- und Triebwerksparameter.- 3.4.1. Leistungsparameter.- 3.4.1.1. Der Schub (F).- 3.4.1.2. Die Ausströmungsgeschwindigkeit (w).- 3.4.1.3. Der spezifische Impuls (Is).- 3.4.1.4. Der volumspezifische Impuls.- 3.4.1.5. Charakteristische Geschwindigkeit und Schubkoeffizient.- 3.4.2. Triebwerksparameter.- 3.4.2.1. Die charakteristische Länge L*.- 3.4.2.2. Das Düsen-Querschnitts Verhältnis.- 3.5. Theoretische Berechnung der raketentechnischen Leistungsparameter.- 3.5.1. Ideale Rakete.- 3.5.2. Grundbegriffe und Gleichungen.- 3.5.3. Düsentheorie und -auslegung (Lavaldüse).- 3.5.4. Näherungsgleichungen für die charakteristischen Parameter.- Literatur.- 4. Exakte Berechnung der Leistung von Raketentreibstoffen.- 4.1. Die Grundlagen der Rechnung. Die Vorgänge in Ofen und Düse.- 4.1.1. Berechnung der Feuergasdaten im Ofen.- 4.1.1.1. Das Feuergasgleichgewicht in der Brennkammer.- 4.1.1.2. Berechnung der Ofenbedingungen.- 4.1.2. Der Entspannungsvorgang in der Düse (Berechnung des Feuergaszustandes bei der Entspannung).- 4.1.3. Thermodynamische Daten.- 4.2. Rechen verfahren zur Bestimmung der Leistungsdaten von Raketentreibstoffen.- 4.2.1. Zusammenstellung der verwendeten Formeln und Beziehungen.- 4.2.2. Aufstellung der Gleichungen für den Zustand in der Brennkammer.- 4.2.2.1. Graphische Lösungsmethoden.- 4.2.2.2. Die Lösung des Gleichungssystems nach dem Newton-Raphson-Verfahren.- 4.2.3. Die erstarrte Strömung.- 4.2.4. Die Gleichgewichtsströmung.- 4.2.5. Systeme mit kondensierten Phasen.- 4.2.6. Berechnungen mit den wirklichen Reaktionsgeschwindigkeiten.- 4.2.7. Verfügbare Programme und Literatur.- Literatur.- 5. Flüssigtreibstoffe.- 5.1. Einteilung.- 5.1.1. Einfachtreibstoffe (Monergole).- 5.1.2. Zweifachtreibstoffe (Diergole).- 5.1.3. Lagerbare und kryogene Treibstoffe.- 5.1.4. Chemische Einteilung.- 5.1.5. Einteilung nach Leistung.- 5.2. Leistungsdaten von Flüssigtreibstoffen.- 5.2.1. Meßgrößen für das Mischungsverhältnis.- 5.2.1.1. Allgemeine Übersicht der Leistungen flüssiger Kombinationen.- 5.2.2. Leistungen mit Flüssigsauerstoff (LOX), Flüssigfluor und OF2.- 5.2.3. Ozon als Oxydator.- 5.2.4. Sauerstoffträger als Oxydatoren.- 5.2.5. Fluorträger als Oxydatoren.- 5.2.6. Boran-Hydrazinkombinationen als Raketentreibstoffe („BN-Konzept“).- 5.2.7. Leistungsdaten monergoler Flüssigtreibstoffe.- 5.3. Andere raketentechnisch wichtige Eigenschaften flüssiger Treibstoffe.- 5.3.1. Physikalische Eigenschaften.- 5.3.2. Chemische Eigenschaften, Stabilität, Lagerfähigkeit, Handhabungssicherheit und Zündverhalten.- 5.3.3. Preis und Beschaffung.- Literatur.- 6. Festtreibstoffe.- 6.1. Allgemeines und Einteilung.- 6.1.1. Gestalt und Anordnung der Treibsätze (Treibsatzformen und -geometrie).- 6.1.2. Einteilung der Festtreibstoffe.- 6.2. Homogene Treibstoffe.- 6.2.1. Zusammensetzung.- 6.2.2. Herstellungsverfahren.- 6.3. Heterogene Treibstoffe.- 6.3.1. Oxydatoren.- 6.3.2. Brennstoffbinder.- 6.3.2.1. Allgemeines.- 6.3.2.2. Treibstoffe mit Bindern linearer Struktur.- 6.3.2.3. Treibstoffe mit vernetzten Bindern.- 6.3.3. Zusätze.- 6.3.4. Herstellungsverfahren heterogener Treibstoffe.- 6.4. Empirische Grundlagen des Abbrandes von Festtreibstoffen.- 6.4.1. Die Abbrandgeschwindigkeit (r).- 6.4.1.1. Druckabhängigkeit der Abbrandgeschwindigkeit.- 6.4.1.2. Temperaturabhängigkeit der Abbrandgeschwindigkeit.- 6.4.1.3. Einfluß der Gasgeschwindigkeit auf die Abbrandgeschwindigkeit („Erosiver Abbrand“).- 6.4.1.4. Empirische Daten über die Abbrandgeschwindigkeit verschiedener Treibstoffe.- 6.4.2. Abbrandkurven (Aufnahme und Auswertung).- 6.5. Leistungsdaten von Festtreibstoffen.- 6.6. Mechanische Eigenschaften von Festtreibstoffen; Handhabung, Alterungsbeständigkeit, Zündung, Isolierung und Preis.- 6.6.1. Mechanische Eigenschaften.- 6.6.2. Explosionssicherheit und Handhabung.- 6.6.3. Alterungsbeständigkeit.- 6.6.4. Zündung und Isolierung von Festtreibstoffen.- 6.6.4.1. Zündung von Festtreibstoffen.- 6.6.4.2. Isolierung der Treibsätze.- 6.6.5. Kosten und Beschaffung.- 6.7. Abbrandtheorien.- 6.7.1. Qualitative Vorstellungen über den Abbrand homogener Treibstoffe.- 6.7.2. Aufstellung der Grundgleichungen für den Abbrand homogener Treibsätze.- 6.7.3. Die Theorie von Rice und Ginell für den Abbrand homogener Treibsätze.- 6.7.4. Die Abbrandtheorie von Johnson und Nachbar.- 6.7.5. Qualitative Vorstellungen über den Abbrand heterogener Treibstoffe.- 6.7.6. Die Theorie von Summerfield (Abbrand von Perchlorat-Compositen).- 6.7.7. Das Sandwichmodell und die Theorie von Nachbar.- 6.7.8. Die Untersuchungen von Barrère und Nadaud.- 6.7.9. Die Abbrandtheorie von Chaiken und Anderson.- 6.7.10. Die Arbeiten von Friedman und Levy.- 6.8. Pastöse Treibstoffe.- Literatur.- 7. Lithergole Kombinationen und Antriebe.- 7.1. Allgemeines.- 7.1.1. Verschiedene Typen und Varianten lithergoler Antriebe.- 7.2. Die Verbrennungsvorgänge in Lithergol-Systemen.- 7.3. Experimentelle Bestimmung der Abbrandgeschwindigkeit.- 7.4. Theorie der lithergolen Verbrennung.- 7.5. Stand der experimentellen Untersuchungen.- 7.6. Leistungsdaten lithergoler Kombinationen.- Literatur.- 8. Zusammenspiel Motor-Treibstoff.- 8.1. Unterschiede zwischen theoretischer und experimenteller Leistung.- 8.2. Einspritzsystem, Verbrennungswirkungsgrad und Brennkammergeometrie.- 8.2.1. Das Einspritzsystem.- 8.2.2. Verbrennung und Strömung.- 8.2.3. Brennkammergeometrie.- 8.3. Düsenformen und Auslegung.- 8.3.1. Konische und parabolische Lavaldüsen.- 8.3.2. Ringhalsdüsen.- 8.3.2.1. Ringhalsdüse mit Parabolkegel (Spike Nozzle).- 8.3.2.2. Ringhalsdüse mit geradem Kegel (Plug Nozzle).- 8.3.2.3. E-D-Düse (Expansion-Deflection Nozzle).- 8.3.2.4. Laval-Ringdüse (Shrouded Plug Nozzle).- 8.3.2.5. Vorteile und Zukunftsaussichten der Ringhalsdüsen.- 8.3.2.6. Einfluß der Treibstoffwahl auf die Düsenkonstruktion.- 8.4. Wärmeübergänge und Kühlsysteme.- 8.5. Instabilitäten bei der Verbrennung.- 8.5.1. Niederfrequente Schwingungen.- 8.5.2. Hochfrequente Schwingungen.- 8.5.3. Schwingungen in Feststoffraketen.- 8.5.4. Mittel zur Unterdrückung oder Verhinderung von Verbrennungsinstabilitäten.- 8.6. Einfluß der Treibstoffdichte auf Trieb Werkskonstruktion und -leistung.- Literatur.- 9. Möglichkeiten der Leistungssteigerung durch Anwendung hochenergetischer Treibstoffe.- 9.1. Derzeitiger Stand der chemischen Antriebstechnik und die sich daraus ergebende Aufgabenstellung.- 9.2. Gesichtspunkte bei der Auswahl und Komposition von Hochleistungstreibstoffen.- 9.3. Steigerungsmöglichkeiten bei Oxydatoren.- 9.4. Steigerungsmöglichkeiten bei Brennstoffen (Verwendung von Leichtmetallen und deren Hydriden).- 9.5. Probleme beim praktischen Einsatz leistungssteigernder Brennstoffzusätze.- 9.6. Leistungssteigerung bei Festtreibstoffen.- 9.6.1. Leistungserhöhung bei homogenen (doppelbasigen) Pulvern.- 9.6.2. Leistungserhöhung bei heterogenen (Composite-)Pulvern.- 9.6.2.1. Steigerung bei Oxydatoren.- 9.6.2.2. Leistungserhöhung bei Bindern und Weichmachern.- 9.6.2.3. Leistungserhöhung durch Zusatz von Leichtmetallen.- 9.7. Zusammenfassende Übersicht.- Literatur.- 10. Experimentelle Bestimmung raketentechnisch wichtiger physikalischer und chemischer Eigenschaften.- 10.1. Hypergolität und Messung des Zündverzuges.- 10.1.1. Theoretische Betrachtungen zum Mechanismus der hypergolen Zündung.- 10.1.2. Qualitative Analyse des Zündvorganges.- 10.1.3. Methoden zur Messung des Zündverzuges.- 10.1.3.1. Die Tropfenmethode und deren Variationen.- 10.1.3.2. Die Methode der zusammengespritzten Strahlen.- 10.1.3.3. Messung des ZündVerzuges nach Pino.- 10.1.3.4. Messung des Zündverzuges in Mikrobrennkammern.- 10.1.3.5. Dreikolbenapparatur nach Kilpatrick und Baker (Bombenmethode).- 10.1.4. Allgemeine Ergebnisse der Zündverzugs-Messungen; Einfluß der verschiedenen Parameter.- 10.2. Experimentelle Bestimmung der Abbrandgeschwindigkeit von Festtreibstoffen.- 10.2.1. Bestimmung von r in der Crawford-Bombe.- 10.2.2. Bestimmung von r in Normbrennkammern.- 10.3. Messung der Leistung monergoler Treibstoffe in der ballistischen Bombe.- 10.4. Korngrößenmessungen und -klassifizierung bei Bestandteilen heterogener Raketenpulver.- 10.4.1. Siebanalyse.- 10.4.2. Windsichtung.- 10.4.3. Sedimentationsanalyse.- 10.4.4. Mikroskopische Feinheitsbestimmung.- 10.5. Messung der Stoß- und Detonationsempfindlichkeit von Treibstoffen.- 10.6. Messung einiger raketentechnisch wichtiger physikalischer Eigenschaften.- 10.6.1. Bestimmung des Schmelzdiagramms binärer Systeme.- 10.6.2. Dampfdruckbestimmung.- 10.6.2.1. Statische Methoden.- 10.6.2.2. Dynamische Methode.- 10.6.3. Dichtebestimmung.- 10.6.4. Bestimmung der Viskosität.- 10.6.4.1. Ostwald- bzw. Ubbelohde-Viskosimeter.- 10.6.4.2. Höppler-Viskosimeter.- 10.6.5. Wärmeleitfähigkeitsmessungen.- 10.6.5.1. Messung der Wärmeleitfähigkeit fester Stoffe.- 10.6.5.2. Messung der Wärmeleitfähigkeit von Flüssigkeiten.- 10.6.5.3. Messung der Wärmeleitfähigkeit von Gasen.- Literatur.- Spezieller Teil Einleitung zum speziellen Teil (Kapitel 11 bis 15).- 11. Oxydatoren.- 11.1. Fluor.- 11.1.1. Herstellung von Fluor.- 11.1.2. Physikalische Eigenschaften von Fluor.- 11.1.3. Chemische Eigenschaften von Fluor.- 11.1.3.1. Analyse von Fluor.- 11.1.4. Baumaterialien für Fluor.- 11.1.4.1. Verhalten von Metallen gegenüber gasförmigem Fluor.- 11.1.4.2. Verhalten von Metallen gegenüber flüssigem Fluor.- 11.1.4.3. Korrosion von keramischen Baustoffen in Fluor.- 11.1.4.4. Organische Baustoffe für den Umgang mit Fluor.- 11.1.4.5. Auswahl von Werkstoffen für den Umgang mit Fluor.- 11.1.5. Umgang mit Fluor.- 11.1.5.1. Lagerung von gasförmigem und flüssigem Fluor.- 11.1.5.2. Transport von flüssigem Fluor.- 11.1.5.3. Fördern und Pumpen von Fluor.- 11.1.6. Besondere Probleme bei der Anwendung von Fluor.- 11.1.6.1. Vernichtung von HF-haltigen Abgasen aus Raketentriebwerken.- 11.1.6.2. Absichtliche Vernichtung von überschüssigem Fluor.- 11.1.6.3. Vernichtung und Neutralisation von unbeabsichtigt ausbrechenden Fluormengen.- 11.1.6.4. Löschen von Fluorbränden.- 11.1.7. Physiologische und toxische Eigenschaften von Fluor und Fluorverbindungen.- 11.1.8. Mischungen von Fluor mit anderen Oxydatoren.- 11.1.8.1. Fluor/Sauerstoff-Mischungen.- 11.1.8.2. Fluor/Ozon-Mischungen.- 11.2. Nichtmetallfluoride Binäre Fluoride.- 11.2.1. Halogenfluoride.- 11.2.1.1. Chlorfluoride.- 11.2.1.2. Bromfluoride.- 11.2.1.3. Jodfluoride.- 11.2.2. Sauerstofffluoride.- 11.2.2.1. Sauerstoffdifluorid.- 11.2.2.2. Disauerstoffdifluorid.- 11.2.2.3. Ozonfluorid.- 11.2.3. Stickstofffluoride.- 11.2.3.1. Stickstofftrifluorid.- 11.2.3.2. Tetrafluorhydrazin.- 11.2.3.3. Difluordiazin.- 11.2.4. Edelgasfluoride.- Ternäre Fluoride.- 11.2.5. Chlor-Sauerstoff-Fluoride.- 11.2.5.1. Chlortrioxyfluorid.- 11.2.6. Stickstoff-Sauerstoff-Fluoride.- 11.2.6.1. Nitrosylfluorid.- 11.2.6.2. Nitrylfluorid.- 11.2.6.3. Nitroxylfluorid.- 11.3. Sauerstoff.- 11.3.1. Physikalische Eigenschaften von Sauerstoff.- 11.3.2. Chemische Eigenschaften von Sauerstoff.- 11.3.3. Baumaterialien.- 11.3.4. Umgang mit flüssigem Sauerstoff.- 11.3.4.1. Lagerung von LOX.- 11.3.4.2. Transport von LOX.- 11.3.4.3. Armaturen und Meßgeräte für LOX.- 11.3.4.4. Förderung und Umfüllen von LOX.- 11.3.4.5. Gefahren beim Umgang mit LOX.- 11.3.5. Toxische Eigenschaften von Sauerstoff.- 11.4. Ozon und Ozon-Sauerstoff-Gemische.- 11.4.1. Herstellung von Ozon.- 11.4.2. Physikalische Eigenschaften von Ozon.- 11.4.3. Chemische Eigenschaften von Ozon.- 11.4.3.1. Stationäre Ozon-Zersetzungsflamme.- 11.4.3.2. Detonation von gasförmigem Ozon.- 11.4.3.3. Langsamer Abbrand von flüssigem oder festem Ozon.- 11.4.3.4. Detonation von flüssigem Ozon.- 11.4.3.5. Chemische Reaktivität von Ozon.- 11.4.3.6. Analyse von Ozon.- 11.4.4. Baumaterialien für den Umgang mit Ozon.- 11.4.5. Umgang mit Ozon und Ozon-Sauerstoff-Mischungen.- 11.4.6. Toxische Eigenschaften von Ozon.- 11.4.7. Ozonmischungen mit anderen Oxydatoren.- 11.5. Wasserstoffperoxyd.- 11.5.1. Herstellung von Wasserstoffperoxyd.- 11.5.2. Physikalische Eigenschaften von Wasserstoffperoxyd.- 11.5.3. Chemische Eigenschaften von Wasserstoffperoxyd.- 11.5.3.1. Langsame Zersetzung in flüssiger Phase.- 11.5.3.2. Langsame Zersetzung in der Dampfphase.- 11.5.3.3. Explosion und Abbrand von Wasserstoffperoxyd.- 11.5.3.4. Analyse von Wasserstoffperoxyd.- 11.5.4. Baumaterialien für Wasserstoffperoxyd.- 11.5.5. Umgang mit hochkonzentriertem Wasserstoffperoxyd.- 11.5.6. Toxische Eigenschaften von Wasserstoffperoxyd.- 11.6. Stickstoffoxyde.- 11.6.1. Distickstofftrioxyd.- 11.6.2. Distickstofftetroxyd.- 11.6.2.1. Physikalische Eigenschaften von Distickstofftetroxyd.- 11.6.2.2. Chemische Eigenschaften von Distickstofftetroxyd.- 11.6.2.3. Analyse von Distickstofftetroxyd.- 11.6.2.4. Baumaterialien für Distickstofftetroxyd.- 11.6.2.5. Umgang mit Distickstofftetroxyd.- 11.6.2.6. Toxische Eigenschaften von Distickstofftetroxyd.- 11.6.2.7. Treibstoffmischungen mit Distickstofftetroxyd.- 11.6.3. Distickstoffpentoxyd.- 11.6.3.1. Physikalische Eigenschaften von Distickstoffpentoxyd.- 11.6.3.2. Chemische Eigenschaften von Distickstoffpentoxyd.- 11.6.3.3. Mischungen mit N2O5 als Raketentreibstoff.- 11.6.4. Stickstofftrioxyd.- 11.7. Salpetersäure.- 11.7.1. Physikalische Eigenschaften von Salpetersäure.- 11.7.2. Chemische Eigenschaften von Salpetersäure.- 11.7.3. Analyse und Reinheitskontrolle.- 11.7.3.1. Weißrauchende Salpetersäure.- 11.7.3.2. Rotrauchende Salpetersäure.- 11.7.4. Baumaterialien für Salpetersäure.- 11.7.4.1. Metalle.- 11.7.4.2. Korrosion durch Salpetersäure.- 11.7.4.3. Nichtmetalle.- 11.7.4.4. Konstruktionsteile für den Umgang mit Salpetersäure.- 11.7.5. Umgang mit rauchender Salpetersäure.- 11.7.6. Toxische Eigenschaften von Salpetersäure.- 11.7.7. Mischsäure.- 11.8. Organische Oxydatoren.- 11.8.1. Nitromethan.- 11.8.1.1. Physikalische Eigenschaften von Nitromethan.- 11.8.1.2. Chemische Eigenschaften von Nitromethan.- 11.8.1.3. Baumaterialien für Nitromethan.- 11.8.1.4. Umgang mit Nitromethan.- 11.8.1.5. Toxische Eigenschaften von Mononitroalkanen.- 11.8.2. Tetranitromethan.- 11.8.2.1. Physikalische Eigenschaften von Tetranitromethan.- 11.8.2.2. Chemische Eigenschaften von Tetranitromethan.- 11.8.2.3. Baumaterialien für Tetranitromethan.- 11.8.2.4. Toxische Eigenschaften von Tetranitromethan.- 11.8.2.5. Treibstoffmischungen mit Tetranitromethan.- 11.8.3. Höhere Nitroalkane.- 11.8.4. Äthylnitrat.- 11.8.5. n-Propylnitrat.- 11.8.5.1. Physikalische Eigenschaften von n-Propylnitrat.- 11.8.5.2. Chemische Eigenschaften von n-Propylnitrat.- 11.8.5.3. Baumaterialien für n-Propylnitrat.- 11.8.5.4. Umgang mit n-Propylnitrat.- 11.8.6. Höhere Alkylnitrate.- 11.8.7. Andere organische Treibstoffe.- 11.9. Feststoffoxydatoren.- 11.9.1. Nitrosyl-und Nitrylderivate.- 12. Brennstoffe Anorganische Brennstoffe.- 12.1. Wasserstoff.- 12.1.1. Vorkommen, Herstellung und Verflüssigung.- 12.1.2. Physikalische Eigenschaften von Wasserstoff.- 12.1.3. Wärmeübergang an flüssigen und gasförmigen Wasserstoff.- 12.1.3.1. Wärmeübergang im Bereich freier Konvektion.- 12.1.3.2. Einfluß der Gravitation auf die Wasserstoff Verdampfung.- 12.1.3.3. Wärmeübergang im Bereich erzwungener Konvektion.- 12.1.3.4. Wärmeübergang an Wasserstoffgas.- 12.1.3.5. Wärmeübergang an Wasserstoff im überkritischen Zustand bei erzwungener Konvektion.- 12.1.3.6. Wärmeübergang an kritischen Wasserstoff ohne Konvektion.- 12.1.3.7. Praxis des Wärmeübergangs an flüssigen Wasserstoff.- 12.1.4. Chemische Eigenschaften und Analyse von Wasserstoff.- 12.1.5. Baumaterialien für Wasserstoff.- 12.1.5.1. Metalle.- 12.1.5.2. Wärmeisolation.- 12.1.5.3. Andere Baumaterialien.- 12.1.6. Umgang mit flüssigem Wasserstoff.- 12.1.6.1. Lagerung.- 12.1.6.2. Transport von flüssigem Wasserstoff.- 12.1.6.3. Wasserstofftanks für freifliegende Raketen.- 12.1.6.4. Umfüllen und Fördern von flüssigem Wasserstoff.- 12.1.6.5. Armaturen.- 12.1.7. Gefahren beim Umgang mit Flüssigwasserstoff.- 12.1.8. Toxische Eigenschaften.- 12.2. Metalle der 1. und 2. Reihe des Periodensystems sowie deren Hydride.- 12.2.1. Lithium.- 12.2.1.1. Elementares Lithium.- 12.2.1.2. Lithiumhydrid.- 12.2.2. Beryllium.- 12.2.2.1. Elementares Beryllium.- 12.2.2.2. Berylliumhydrid.- 12.2.2.3. Toxische Eigenschaften von Beryllium und Berylliumverbindungen.- 12.2.2.4. Handhabung und Umgang mit Beryllium und Berylliumverbindungen.- 12.2.2.5. Anwendung von Beryllium als Raketentreibstoff.- 12.2.3. Bor.- 12.2.3.1. Elementares Bor.- 12.2.3.2. Borane.- 12.2.4. Natriumhydrid.- 12.2.5. Magnesiumhydrid.- 12.2.6. Aluminiumhydrid und komplexe Aluminiumhydride.- 12.3. Ammoniak.- 12.3.1. Physikalische Eigenschaften von Ammoniak.- 12.3.2. Chemische Eigenschaften von Ammoniak.- 12.3.3. Analyse und Reinheitskontrolle von Ammoniak.- 12.3.4. Baumaterialien für Ammoniak.- 12.3.5. Umgang mit Ammoniak.- 12.3.6. Toxische Eigenschaften von Ammoniak.- 12.3.7. Brennstoff mischungen mit Ammoniak.- 12.3.7.1. Hypergolisierung von Ammoniak durch Zusatz von Alkali- oder Erdalkalimetallen.- 12.3.7.2. Physikalische Eigenschaften des Systems Lithium/Ammoniak.- 12.3.7.3. Hypergolisierung von Ammoniak durch Zumischung hypergoler Brennstoffe.- 12.4. Hydrazin.- 12.4.1. Herstellung von Hydrazin und Hydrazinhydrat.- 12.4.2. Physikalische Eigenschaften von Hydrazin..- 12.4.3. Chemische Eigenschaften von Hydrazin.- 12.4.4. Analyse und Reinheitskontrolle von Hydrazin.- 12.4.5. Baumaterialien für Hydrazin.- 12.4.5.1. Metalle.- 12.4.5.2. Nichtmetalle.- 12.4.5.3. Bauelemente.- 12.4.6. Umgang mit absolutem Hydrazin.- 12.4.6.1. Reinigung und Passivierung der Anlagen.- 12.4.6.2. Gefahren beim Umgang mit absolutem Hydrazin.- 12.4.6.3. Flammpunkt und Zersetzungstemperatur.- 12.4.6.4. Tankanlagen für Hydrazin.- 12.4.6.5. Schutzkleidung.- 12.4.6.6. Vernichtung von Hydrazin und Löschen von Hydrazinbränden.- 12.4.7. Toxische Eigenschaften von Hydrazin.- 12.4.8. Brennstoffmischungen.- 12.4.8.1. Hydrazin/Ammoniak.- 12.4.8.2. Hydrazin/Alkohole.- 12.4.8.3. Hydrazin/Anilin.- 12.4.8.4. Hydrazin/Hydrazinnitrat.- 12.4.8.5. Andere Zusätze zu Hydrazin.- Organische Brennstoffe.- 12.5. Kohlenwasserstoffe.- 12.5.1. Alkane.- 12.5.1.1. Spezifikationen und physikalische Eigenschaften.- 12.5.1.2. Sonstige Eigenschaften.- 12.5.1.3. Explosionsgrenzen.- 12.5.1.4. Umgang mit Kohlenwasserstoffen.- 12.5.1.5. Giftigkeit.- 12.5.1.6. Brennstoff mischungen mit Kerosin.- 12.5.1.7. Hypergolisierung von Kerosin.- 12.5.1.8. Metallbeimischung zu Kerosin.- 12.5.2. Cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe.- 12.5.3. Olefine und Diene.- 12.5.4. Acetylen und Acetylenderivate.- 12.6. Alkohole und Äther.- 12.6.1. Alkohole.- 12.6.1.1. Äthylalkohol.- 12.6.1.2. Furfurylalkohol.- 12.6.2. Äthylenoxyd.- 12.6.2.1. Chemische Eigenschaften von Äthylenoxyd.- 12.6.2.2. Baumaterialien für Äthylenoxyd.- 12.6.2.3. Umgang mit Äthylenoxyd.- 12.6.2.4. Toxische Eigenschaften von Äthylenoxyd.- 12.7. Cyanderivate.- 12.7.1. Dicyan.- 12.7.2. Dicyanacetylen.- 12.7.3. Dicyandiacetylen.- 12.8. Amine.- 12.8.1. Aliphatische Amine mit einem Stickstoffatom im Molekül.- 12.8.1.1. Methylamine.- 12.8.1.2. Äthylamine.- 12.8.1.3. Amine mit größeren Alkylresten.- 12.8.1.4. Imine.- 12.8.2. Gesättigte aliphatische Amine mit mehr als einem Stickstoffatom im Molekül.- 12.8.2.1. Äthylendiamin.- 12.8.2.2. Diäthylentriamin.- 12.8.2.3. Hydyne.- 12.8.2.4. Andere aliphatische Amine mit mehr als einem Stickstoffatom im Molekül.- 12.8.3. Ungesättigte aliphatische Amine.- 12.8.4. Aromatische Amine.- 12.8.4.1. Anilin.- 12.8.4.2. Kernmethylierte Anilinderivate.- 12.8.4.3. N-Alkylierte Anilinderivate.- 12.9. Alkylhydrazine.- 12.9.1. Monomethylhydrazin.- 12.9.1.1. Physikalische Eigenschaften von MMH.- 12.9.1.2. Chemische Eigenschaften von MMH.- 12.9.1.3. Analyse von MMH.- 12.9.1.4. Baumaterialien für MMH.- 12.9.1.5. Umgang mit MMH.- 12.9.1.6. Toxische Eigenschaften von MMH.- 12.9.2. Asymmetrisches Dimethylhydrazin.- 12.9.2.1. Herstellung von UDMH.- 12.9.2.2. Physikalische Eigenschaften von UDMH.- 12.9.2.3. Chemische Eigenschaften von UDMH.- 12.9.2.4. Analyse und Reinheitskontrolle von UDMH.- 12.9.2.5. Baumaterialien für UDMH.- 12.9.2.6. Umgang mit UDMH.- 12.9.2.7. Toxische Eigenschaften von UDMH.- 12.9.3. UDMH in Treibstoffmischungen.- 12.9.3.1. Aerozin-50.- 12.9.3.2. Andere Brennstoffmischungen mit UDMH.- 12.9.4. Symmetrisches Dimethylhydrazin.- 12.9.5. Tetraalkyltetrazene.- 12.10. Alkylborane und AlkylaluminiumVerbindungen.- 12.10.1. Bortrialkyle.- 12.10.2. Alkyldiborane.- 12.10.3. Alkylpentaborane.- 12.10.4. Alkyldekaborane.- 12.10.5. Borazole, Borazane und Aminoborane.- 12.10.6. Triäthylaluminium.- 13. Monergole Treibstoffe.- 13.1. Wasserstoffperoxyd als monergoler Treibstoff.- 13.1.1. Die exotherme rasche Zersetzung von flüssigem H2O2.- 13.1.2. Anwendung von Wasserstoffperoxyd.- 13.1.2.1. Antrieb von Hilfsaggregaten.- 13.1.2.2. Anwendung von H2O2 zum Antrieb von Starthilfen.- 13.1.3. Monergole Treibstoffmischungen mit Wasserstoffperoxyd.- 13.2. Ammoniak, Amine, Nitrate und Salpetersäure als Bestandteil von monergolen Treibstoffmischungen.- 13.3. Hydrazin als monergoler Treibstoff.- 13.3.1. Die Hydrazin-Zersetzungsflamme.- 13.3.2. Katalysatoren für die Hydrazinzersetzung.- 13.3.3. Praktische Anwendungen von Hydrazintriebwerken.- 13.3.4. Hydrazin mit Zusatz von Oxydationsmitteln als monergoler Treibstoff.- 13.4. Acetylenderivate als monergole Treibstoffe.- 13.5. Äthylenoxyd als monergoler Treibstoff.- 13.6. Nitroverbindungen und Alkylnitrate als monergole Treibstoffe.- 13.6.1. Nitromethan als monergoler Treibstoff.- 13.6.1.1. Langsamer Abbrand von flüssigem Nitromethan.- 13.6.1.2. Explosion von Nitromethan.- 13.6.1.3. Anwendung von Nitromethan.- 13.6.2. Tetranitromethan als monergoler Treibstoff.- 13.6.2.1. Explosion von TNM und TNM-Brennstoff-Mischungen.- 13.6.2.2. Anwendung von monergolen TNM-Treibstoffen.- 13.6.3. Höhere Nitroalkane als monergole Treibstoffe.- 13.6.4. Alkylnitrite als monergole Treibstoffe.- 13.6.5. Alkylnitrate als monergole Treibstoffe.- 13.7. Fluorhaltige monergole Treibstoffe.- 14. Flüssige Treibstoffkombinationen.- 14.1. Kombinationen mit Fluor.- 14.1.1. Untersuchung der Verbrennung mit Fluor bei Normaldruck.- 14.1.2. Fluor/Wasserstoff.- 14.1.3. Fluor mit Alkalimetallen.- 14.1.4. Fluor/Diboran.- 14.1.5. Fluor/Pentaboran.- 14.1.6. Fluor/Kohlenwasserstoffe.- 14.1.7. Flüssiges Fluor mit Zusätzen als Oxydator für Kohlenwasserstoffe.- 14.1.7.1. Leistungsberechnungen mit Fluor/Sauerstoff-Gemischen als Oxydator.- 14.1.7.2. Fluor/Sauerstoff-Gemische mit Methan.- 14.1.7.3. Fluor/Sauerstoff-Gemische mit Kerosin JP-4.- 14.1.7.4. Fluor/Sauerstoff mit anderen Brennstoffen.- 14.1.7.5. Fluor/Ozon mit Kerosin JP-4.- 14.1.8. Fluor/Ammoniak.- 14.1.9. Fluor/Hydrazin + Ammoniak-Mischungen.- 14.1.10. Fluor/Hydrazin.- 14.1.11. Fluor mit Alkylhydrazinen.- 14.2. Kombinationen mit Nichtmetallfluoriden.- 14.2.1. Kombinationen mit Chlortrifluorid.- 14.2.1.1. Untersuchung der Verbrennung mit Chlortrifluorid bei Normaldruck.- 14.2.1.2. Chlortrifluorid/Wasserstoff.- 14.2.1.3. Chlortrifluorid/Borwasserstoffe.- 14.2.1.4. Chlortrifluorid/Kohlenwasserstoffe.- 14.2.1.5. Chlortrifluorid/Ammoniak.- 14.2.1.6. Chlortrifluorid/Hydrazin.- 14.2.2. Kombinationen mit Chlorpentafluorid und Brompentafluorid.- 14.2.3. Kombinationen mit Perchlorylfluorid (Chlortrioxyfluorid).- 14.2.4. Kombinationen mit Stickstofftrifluorid.- 14.2.4.1. Stickstofftrifluorid/Wasserstoff.- 14.2.5. Kombinationen mit Tetrafluorhydrazin.- 14.2.5.1. Tetrafluorhydrazin/Hydrazin.- 14.2.6. Kombinationen mit Sauerstoffdifluorid.- 14.2.6.1. Sauerstoffdifluorid/Wasserstoff.- 14.2.6.2. Sauerstoffdifluorid/Diboran.- 14.2.6.3. Sauerstoffdifluorid/Ammoniak.- 14.2.6.4. Sauerstoffdifluorid/Ammoniak + Hydrazin.- 14.2.6.5. Sauerstoffdifluorid/Hydrazin.- 14.2.6.6. Sauerstoffdifluorid/Monomethylhydrazin.- 14.3. Kombinationen mit Sauerstoff.- 14.3.1. Sauerstoff/Wasserstoff.- 14.3.1.1. Sauerstoff/Wasserstoff-Verbrennung bei Normaldruck.- 14.3.1.2. Leistungsberechnungen der Kombination Sauerstoff/Wasserstoff.- 14.3.1.3. Anwendung von Sauerstoff/Wasserstoff in Raketentriebwerken.- 14.3.1.4. Zündung von Sauerstoff/Wasserstoff-Trieb werken.- 14.3.2. Sauerstoff/Diboran.- 14.3.3. Sauerstoff/Pentaboran.- 14.3.4. Sauerstoff/Metallalkyle.- 14.3.5. Sauerstoff/Kohlenwasserstoffe.- 14.3.5.1. Verbrennung von Sauerstoff/Kohlenwasserstoff bei Normaldruck.- 14.3.5.2. Anwendung von Sauerstoff/Kerosin in Raketentriebwerken.- 14.3.5.3. Sauerstoff/Kerosin mit Metallbeimischung.- 14.3.5.4. Sauerstoff/Acetylen.- 14.3.6. Sauerstoff/Äthylalkohol.- 14.3.7. Sauerstoff/Cyanderivate.- 14.3.8. Sauerstoff/Ammoniak.- 14.3.9. Sauerstoff/Hydrazin.- 14.3.10. Sauerstoff/Amine und Sauerstoff/Alkylhydrazine.- 14.3.11. Hypergolisierung von Kombinationen mit Sauerstoff.- 14.3.11.1. Hypergolisierung von Sauerstoff durch Zusatz von Fluor.- 14.3.11.2. Hypergolisierung von Sauerstoff durch Zusatz von Ozonfluorid.- 14.4. Kombinationen mit Ozon.- 14.4.1. Ozon/Wasserstoff.- 14.4.2. Ozon/Kerosin.- 14.5. Kombinationen mit Wasserstoffperoxyd.- 14.5.1. Wasserstoffperoxyd/Wasserstoff.- 14.5.2. Wasserstoffperoxyd/Lithium.- 14.5.3. Wasserstoffperoxyd/Diboran.- 14.5.4. Wasserstoffperoxyd/Pentaboran.- 14.5.5. Wasserstoffperoxyd/Trimethylbor und Wasserstoffperoxyd/Äthyldecaboran.- 14.5.6. Wasserstoffperoxyd/Kohlenwasserstoffe.- 14.5.7. Wasserstoffperoxyd/Ammoniak.- 14.5.8. Wasserstoffperoxyd/Amine.- 14.5.9. Wasserstoffperoxyd/Hydrazin.- 14.5.10. Wasserstoffperoxyd/Hydrazin-Brennstoffmischungen.- 14.5.11. Wasserstoffperoxyd/UDMH.- 14.6. Kombinationen mit Stickstoffoxyden.- Kombinationen mit Distickstofftetroxyd.- 14.6.1. Distickstofftetroxyd/Wasserstoff.- 14.6.2. Distickstofftetroxyd/Borwasserstoffe.- 14.6.3. Distickstofftetroxyd/Kohlenwasserstoffe.- 14.6.4. Distickstofftetroxyd/Ammoniak.- 14.6.5. Distickstofftetroxyd/Hydrazin.- 14.6.6. Distickstofftetroxyd/Aerozin-50.- 14.6.7. Distickstofftetroxyd/Monomethylhydrazin (MMH).- 14.6.8. Distickstofftetroxyd/asymm. Dimethylhydrazin.- 14.7. Kombinationen mit Salpetersäure.- 14.7.1. Kombinationen mit rotrauchender Salpetersäure.- 14.7.1.1. Rotrauchende Salpetersäure/Kohlenwasserstoffe.- 14.7.1.2. Rotrauchende Salpetersäure/Kerosin &3x002B; UDMH.- 14.7.1.3. Rotrauchende Salpetersäure/Ammoniak.- 14.7.1.4. Rotrauchende Salpetersäure/Amine.- 14.7.1.5. Rotrauchende Salpetersäure/Hydrazin.- 14.7.1.6. Rotrauchende Salpetersäure/UDMH.- 14.7.2. Treibstoffkombinationen mit weißrauchender Salpetersäure als Oxydator.- 14.7.2.1. Weißrauchende Salpetersäure/Gesättigte Kohlenwasserstoffe.- 14.7.2.2. Weißrauchende Salpetersäure/Kerosin + UDMH.- 14.7.2.3. Hypergolisierung von weißrauchender Salpetersäure/Kerosin durch Zusatz von Leichtmetallhydriden.- 14.7.2.4. Weißrauchende Salpetersäure/Ungesättigte Kohlenwasserstoffe.- 14.7.2.5. Weißrauchende Salpetersäure/Äthylalkohol.- 14.7.2.6. Weiß- bzw. rotrauchende Salpetersäure/Furfurylalkohol.- 14.7.2.7. Salpetersäure/Vinyläther.- 14.7.2.8. Weißrauchende Salpetersäure/Ammoniak.- 14.7.3. Treibstoffkombinationen von Salpetersäure mit Aminen.- 14.7.3.1. Salpetersäure/Methylamine.- 14.7.3.2. Salpetersäure/Äthylamine.- 14.7.3.3. Salpetersäure/Cyclische Amine.- 14.7.3.4. Salpetersäure/Amine mit mehreren N-Atomen im Molekül.- 14.7.3.5. Salpetersäure/Ungesättigte Amine.- 14.7.3.6. Salpetersäure/Aromatische Amine.- 14.7.4. Chemismus der hypergolen Zündung von Aminen.- 14.7.5. Andere Kombinationen mit Salpetersäure.- 14.7.5.1. Weißrauchende Salpetersäure/Hydrazin.- 14.7.5.2. Salpetersäure/Asymm. Dimethylhydrazin.- 14.7.5.3. Weißrauchende Salpetersäure/Mercaptane, Thioester und Phosphine.- 14.8. Kombinationen mit Nitroalkanen.- 14.9. Kombinationen mit Boranen und Hydrazin.- 15. Lithergole Kombinationen.- 15.1. Lithergole Kombinationen mit Fluor.- 15.1.1. Fluor/Lithium.- 15.1.2. Fluor/Lithiumhydrid.- 15.1.3. Fluor/Bor.- 15.2. Lithergole Kombinationen mit Nichtmetallfluoriden.- 15.2.1. Chlortrifluorid/Bor.- 15.2.2. Chlortrifluorid/Organische Polymere.- 15.3. Lithergole Kombinationen mit Sauerstoff.- 15.4. Lithergole Kombinationen mit Wasserstoffperoxyd.- 15.4.1. Wasserstoffperoxyd/Polyäthylen.- 15.5. Lithergole Kombinationen mit Stickstoffoxyden und Salpetersäure.- 15.5.1. Lithergole Kombinationen mit Distickstofftetroxyd.- 15.5.2. Lithergole Kombinationen mit Salpetersäure.- 15.5.2.1. Salpetersäure/Organische Polymere.- 15.5.2.2. Salpetersäure/Polyäthylen.- 15.5.2.3. Salpetersäure/Polystyrol.- 15.5.2.4. Salpetersäure/Amine.- 15.6. Andere Lithergol-Kombinationen.- 15.6.1. Lithergole Kombinationen mit Nitroverbindungen.- 15.6.2. Inverse Lithergol-Kombinationen.- 15.6.3. Zusatzeinspritzung von Oxydatoren zu Festtreibstoffen.- Literaturverzeichnis zum speziellen Teil.- Namenverzeichnis.

O autorze

Eckart W. Schmidt, PhD, is a consultant in hazardous materials handling and disposal. Dr. Schmidt is the principal author of Raketentreibstoffe (Rocket Propellants) as well as numerous scientific papers and technical reports. He is an Associate Fellow of the American Institute of Aeronautics and Astronautics.