Raketentreibstoffe

Inhaltsverzeichnis

• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.
• 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.