ISBN 978-3-8439-5732-8

978-3-8439-5732-8, Reihe Raumfahrt

Adam Boxberger
Experimentelle Untersuchung der Betriebszustände eines magnetoplasmadynamischen Fremdfeldtriebwerks der 100 kW-Klasse IRS AF-MPDT SX3

229 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2025), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

In dieser Arbeit wurde ein magnetoplasmadynamisches Fremdfeldtriebwerk der 100 kW-Klasse (IRS AF-MPDT SX3) experimentell mit Argon und Krypton untersucht. Dabei wurden die Betriebsparameter über weite Bereiche variiert, unter anderem bei einem Fremdfeld von bis zu 400 mT. Im Gegensatz zu anderen elektrischen Raumfahrtantrieben bieten AF-MPD-Triebwerke eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Leistungsskalierbarkeit und unterschiedlicher Treibstoffarten.

Der Fokus der Untersuchungen lag auf der Variation der Treibstoffzufuhr zwischen dem Anoden- und Kathodenbereich sowie den daraus resultierenden Auswirkungen auf die Anodenverluste und die Schuberzeugung. Zusätzlich wurde für das SX3-Triebwerk eine Hohlkathode mit einem Lanthanhexaborid-Emitter entwickelt und erfolgreich mit Argon als Treibstoff in Betrieb genommen.

Durch die Variation der separaten Treibstoffzufuhr und relevanter Betriebsparameter lassen sich die Betriebszustände eines magnetoplasmadynamischen Fremdfeldtriebwerks optimieren und dadurch die Effizienz steigern.