Kestrel (Raketentriebwerk)

Das Raketentriebwerk Kestrel (englisch für den Buntfalken, Turmfalken und verschiedene andere kleine Falkenarten) ist ein druckgefördertes LOX-/RP-1-Flüssigkeitsraketentriebwerk, welches von der US-amerikanischen Firma SpaceX für die Anwendung in der Oberstufe der Rakete Falcon 1 entwickelt wurde.

Zeichnung des Kestrel-Triebwerks
Testlauf eines Kestrel-Triebwerks

Beschreibung des Triebwerks

Das Triebwerk Kestrel benutzt dieselbe Einspritzgeometrie wie das SpaceX Merlin, es hat im Gegensatz zu diesem Hauptstufentriebwerk jedoch keine Turbopumpe. Der Treibstoff wird alleine durch den Tankdruck gefördert.

Die Brennkammer sowie der engste Querschnitt der Düse sind ablativ gekühlt, während die eigentliche Düse aus einer hochfesten Niob-Legierung besteht und radiativ gekühlt wird. Im Vergleich zu kohlenstofffaserverstärktem Kohlenstoff weist das Metall eine höhere Resistenz gegenüber Rissbildung auf. Laut SpaceX verformen kleine Einschläge (Weltraummüll, Stufentrennung) das Material nur, dieses hat jedoch keinen großen Einfluss auf das Triebwerksverhalten.[1]

Die Effizienz des eingesetzten Druckgases Helium wird durch die Benutzung eines Wärmetauschers aus Titan erheblich erhöht. Dieser befindet sich an der Grenze zwischen ablativem Material und der Niob-Legierung der Düse.[2]

Schubvektorsteuerung (nicken und gieren) wird durch elektro-mechanische Aktuatoren am oberen Teil des Triebwerks realisiert. Rollen (sowie Lageregelung während ballistischer Phasen) wird durch Helium-Kaltgastriebwerke bereitgestellt.

Um die Wiederzündbarkeit des Triebwerks zu garantieren wird ein TEA-TEB-System zur Zündung verwendet. Durch die Wiederzündbarkeit lässt sich eine höhere Flexibilität bei der Missionsplanung sowie bei der Höhe und Inklination des Zielorbits erreichen.

Kestrel 2

Das Kestrel 2 ist eine verbesserte Version des ursprünglichen Kestrel-Triebwerks. Die Änderungen betreffen u. a. eine Verringerung der Fertigungstoleranzen, einen höheren spezifischen Impuls (ISP), sowie eine reduzierte Eigenmasse.[3]

Daten und Leistungskennzahlen
Parameter Kestrel 2
Hersteller, Land SpaceX, USA
Typ Oberstufenantrieb, druckgefördertes Flüssigkeitsraketentriebwerk
Treibstoffe LOX / RP-1
Vakuumschub 31 kN
Spezifischer Impuls (Vakuum) 317 s
Brennkammerdruck 9300 hPa (9,3 bar)
Verhältnis Schub zu Gewicht 65
Gewicht 52 kg

Quellen: [4][5][6]

Einzelnachweise
  1. Greg Zsidisin: SpaceX Confirms Stage Bump On Demoflight 2, Space Daily, 23. März 2007. Abgerufen am 30. September 2008
  2. Falcon 1 Flight Three Press Kit. (PDF; 1,3 MB) SpaceX, archiviert vom Original am 1. Oktober 2008; abgerufen am 30. September 2008.
  3. Chris Bergin, Braddock Gaskill: Elon Musk Q and A - Updates SpaceX status on Falcon and Dragon. NASAspaceflight.com, 24. September 2007, archiviert vom Original am 29. Mai 2008; abgerufen am 16. Juni 2008.
  4. Falcon 1 Users Guide (Memento des Originals vom 1. Oktober 2008 im Internet Archive) (PDF), SpaceX, 28. September 2008 (englisch).
  5. spacelaunchreport.com - falcon (englisch)
  6. Kestrel in der Encyclopedia Astronautica (englisch)
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