Kernspaltungs-Raketenantrieb
Abschlussarbeit: "Berechnung und Konstruktion eines Kernspaltungsraketentriebwerkes"
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Aufheizung des Wasserstoffs im Reaktor
2.1. Allgemeine Ableitung des Wärmeüberganges
2.2. Abmessungen und Stoffwerte
2.3. Berechnung
2.4. Zusätzliche Wärmeübertragungsmechanismen
3. Berechnung des Reaktors
3.1. Allgemeines
3.2. Konstruktions- und Stoffdaten
3.3. Rechnungsgang
3.4. Nukleare Strahlung
4. Ausströmgeschwindigkeit und Schub
4.1. Grundlagen
4.2. Die Ausströmgeschwindigkeit
4.3. Der Schub
5. Der Druckbehälter
6. Druckbehälterverschraubung
6.1. Berechnung der Einheitskräfte
6.2. Das Verspannungsschaubild
7. Materialprobleme
7.1. Allgemeines
7.2. Reaktordruckbehälter
7.3. Brennelemente
7.4. Moderator und Reflektor
7.5. Zusammenfassung
9. Literatur
1. Einleitung
Es soll mit dieser Arbeit der Versuch unternommen werden, einen Reaktor für den nuklearen Antrieb von Raketen konstruktiv und mathematisch zu erfassen.
Raketen, welche für die Raumfahrt geeignet sein sollen, müssen Endgeschwindigkeiten von etwa 11 km/s erreichen können. Ferner soll die Nutzlast, bezogen auf das Startgewicht, möglichst groß sein. Wenn das Fahrzeug von der Erdoberfläche starten soll, muss der Schub, den das Triebwerk liefert, größer als das Startgewicht des gesamten Aggregates sein. . . . . . mehr (pdf)!
1964: Projektingenieur für nukleare Antriebe und Energieversorgungssysteme bei der Firma ERNO-Raumfahrttechnik GmbH in Bremen.
Prinzipskizze für ein Atomtriebwerk (oben) | Konstruktionszeichnung (unten)
Isotopentriebwerk
1964, Entwicklungsring Nord (ERNO), Nationales Raumfahrtprogramm 1965, Forschungdprojekt 624 b: "Nichtchemische Antriebe und Energieversorgung"
Die zu untersuchende Antriebsart beruht auf ähnlichen technischen Prinzipien wie das Kernspaltungstriebwerk, denn die Energie zum Aufheizen des Treibstoffes wird ebenfalls durch einen nuklearen Prozess bereitgestellt. Ein Unterschied besteht allerdings in der Art der Energieerzeugung. Während beim Reaktor ein Spaltprozess künstlich erzeugt und aufrechterhalten werden muss, erfolgt die Energieerzeugung beim Isotopentriebwerk spontan und unbeeinflussbar.
Da die Isotope sehr teuer und ihre Leistungsdichten nicht sehr groß sind, beschränkt sich ihre Anwendung auf Kleinstschubtriebwerke. Der ERNO hat deshalb zunächst ein Triebwerk mit 100 p Schub untersucht. . . . . . mehr (pdf)!
Konstruktionsunterlagen aus meinen Arbeitsergenissen 1964 beim ERNO
Mehr Details enthält der folgende Forschungsbericht
Nationales Raumfahrtprogramm 1965 | Forschungsprojekt 624 (ERNO)
"Nichtchemische Antriebe und Energieversorgung"
1.2.1 Untersuchungen über den Einsatz nuklearer Antriebe
I. Vorstudie einer nuklearen Zweitstufe mit Blue Streak-Booster
II. Probleme der Abschirmung
IV. Betrachtungen über ein Radioisotopentriebwerk