Entwicklung und Untersuchungen von mit Wasserdampf betriebenen Plasmageneratoren für Industrie- und Raumfahrt-Anwendungen

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Entwicklung und Untersuchungen von mit Wasserdampf betriebenen Plasmageneratoren für Industrie- und Raumfahrt-Anwendungen

Nentwig, G.

In der vorliegenden Arbeit wird der Einsatz speziell entwickelter Plasmageneratoren mit Schutzgasspülung in Raumfahrt und Industrie untersucht. Dazu werden Aufbau und Funktion dieser Plasmaerzeuger sowie Leistungsdaten am Beispiel des Betriebs mit Sauerstoff, Kohlendioxid, Methan und insbesondere Wasserdampf diskutiert. Die Freistrahltemperatur, atomare Wasserstoffteilchendichte, Elektronendichte sowie die Strahlgeschwindigkeit und Enthalpie wurden für mehrere Betriebspunkte im Betrieb mit Wasserdampf ermittelt. Eine Raumfahrtanwendung wird am Beispiel des Entwurfs eines synergetischen thermischen Lichtbogentriebwerks für die internationale Raumstation ISS vorgestellt. Systemmasse, Schub und Verbrauch des Triebwerks werden abgeschätzt. Die Ergebnisse von Labor- und Feldversuchen zur FCKW-Zersetzung und zum Plasmaspritzen von Oxidkeramiken und Metallen zeigen, dass der Einsatz von Wasserdampfplasmen in diesen Bereichen technisch und wirtschaftlich vorteilhaft ist.