Der Teufels-Treibstoff

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andreaswagner
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Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 761Ungelesener Beitrag andreaswagner
Mo 5. Okt 2020, 23:46

Hallo

Raketen brauchen einen Antrieb, die physikalische Grundlage dazu ist Aktion gleich Reaktion. Wenn zwischen zwei Stahlkugeln eine vorgespannte Feder liegt und diese Feder dann entspannt, werden die beiden Kugeln in entgegengesetzte Richtung beschleunigt. Wenn beide Kugeln die selbe Masse haben, bewegen sich die Kugeln jeweils mit gleicher Geschwindigkeit von der Feder fort.
Was passiert, wenn die Kugeln (bei gleichem Material) unterschiedlich gross sind?
Jede Kraft ist definiert als Masse x Beschleunigung. Die vorgespannte Feder hat Kraft, ist also in der Lage Masse zu beschleunigen. Die Feder wirkt mit gleicher Kraft in beide Richtungen. Ist die Masse der einen Kugel 3 mal so gross wie die der anderen, so wird sie entsprechend nur mit 1/3 der Geschwindigkeit der kleineren Kugel weg rollen. (1 x 1 = 3 x 1/3)
Die Feder entspricht dem Druck in der Brennkammer einer Rakete. Die ausgestossenen Antriebsgase nennen die Raketentechniker „Stützmasse“. Die Rakete mit dem Brenn- und Treibstoffresten ist die Nutzmasse.
Je schneller sich die Stützmasse von der Rakete entfernt, um so schwerer darf die Nutzmasse (Rakete) sein oder um so schneller wird die Rakete selber. Die Geschwindigkeit der Stützmasse hängt von dem Druck in der Brennkammer, der Form der Düse und (vereinfacht) der Energie welche aus dem Reaktionsprodukt gewonnen werden kann ab.
Der Kennwert, der die Effizienz eines Brenn- Treibstoffgemischs beschreibt ist der „spezifische Impuls“.
Der Treibstoff muss übrigens nicht immer ein Oxidator sein, auch Fluor wurde in Experimenten erprobt, aber das nur am Rande erwähnt.

Die erste erfolgreiche Brenn- Treibstoff Kombination war Alkohol (Äthanol) und flüssiger Sauerstoff und wurde in dem von Wernher von Braun (Chefkonstrukteur) entwickelten Aggregat 4 (A4 später V2) angewendet. Weil die Kühlung der Brennkammer noch nicht perfekt war, wurde dem Alkohol noch 25 Prozent Wasser beigemischt.
Für militärische Belange war der flüssige Sauerstoff nicht gut zu gebrauchen, er führte zu Versprödungen von Leitungen und Ventilen und verdampfte zu schnell. Mit diesem Treibstoff kann eine Rakete auch nicht lange bereit gehalten werden.
Raketen sollen reaktionsschnell sein und das geht nur mit gut lagerbaren Brenn- und Treibstoffen.
Salpetersäure HNO3 und Distickstofftetroxid N2O4 waren aussichtsreiche Kandidaten. Auch bei den Brennstoffen wurde mit verschiedenen Alkoholen (Kerosin) und anderen brennbaren Flüssigkeiten experimentiert. Es ergaben sich eine Menge an möglichen Kombinationen. Anwendung fanden dann die hochenergetischen Zusammenstellungen mit einem entsprechend hohem „spezifischen Impuls“.
Nur in der Raumfahrttechnik blieb man der Kombination aus Kerosin und flüssigem Sauerstoff (LOX) treu. Da spielte der Faktor Zeit keine Rolle.

Im Westen wendete man sich sehr schnell den Festtreibstoffen zu, welche den Brenn- und Treibstoff in der Mischung tragen. Diese wurden so weiterentwickelt, dass sie unter normalen Druck- und Temperaturverhältnissen nicht brennfähig sind. Erst nach Druckaufbau und Initialzündung brennen diese ab. Diese Raketen sind sehr sicher. Eine I-Hawk Flugabwehr-Rakete fiel einmal vom Lader und nichts passierte!

Warum die Sowjets in ihren Militärraketen eine Kombination aus den 3 gefährlichsten Stoffen HNO3 und N2O4 sowie Hydrazin (N2H4) verwendeten und lange Zeit keinen Ersatz suchten, bleibt mir unverständlich. Diese Mischung ist enorm krebserregend und HNO3 eine der gefährlichsten Säuren. Vielleicht waren sie aber einfach lange Zeit nicht in der Lage Polybutadien / Ammoniumperchlorat gießbar zu verarbeiten und die nötigen hochfesten Stahlrohre zu walzen.
So muteten sie ihren Soldaten viel zu lange ein hohes Risiko zu und niemand weiss, wer alles im Umfeld von diesem Teufelszeug dauerhaft geschädigt wurde.

Gruss Andreas

andreaswagner
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Liste der Antriebsstoffe

Beitrag: # 762Ungelesener Beitrag andreaswagner
Mo 5. Okt 2020, 23:49

Hier meine Auflistung der wichtigsten Raketen Antriebsstoffe
Eigenschaften von Brenn- und Treibstoffen

Brennstoffe:
Äthanol (Ethanol, Äthylalkohol, Spiritus)
Das ist der trinkbare Alkohol in reiner Form. Im Aggregat 4 (als V2 bekannt) wurde das Äthanol mit 25% Wasser verdünnt. Äthanol ist gut lagerbar.
Kerosin (Flugpetroleum)
Das energiereichere Flugpetroleum verdrängte schnell das Äthanol. Es wird auch heute noch in verschiedenen Raketen eingesetzt. Kerosin ist fast unbegrenzt lagerbar. Raketen mit Kerosin und flüssigem Sauerstoff haben eine mittlere Tankdichte von 1,02kg pro Liter Tankvolumen.
Hydrazin (N2H4)
Gut lagerfähiger Brennstoff auf Stickstoffbasis. Alle Hydrazin enthaltenden Brennstoffe sind giftig.
UDMH (unsymmetrisches Dimethylhydrazin)
Hydrazin mit zwei unsymetrisch angeordneten Methylgruppen. UDMH hat eine Dichte von 0,78kg/l.
Aerozin 50
Aerozin 50 ist eine 50%ige Mischung aus Hydrazin und UDMH. Es wurde in 25bar Drucktanks in der Mondlandefähre eingesetzt. Es entzündet sich bei Kontakt mit Stickstofftetroxid sofort. Dadurch erhält man ein sehr funktionssicheres Triebwerk.
Flüssiger Wasserstoff (LH2 (nur Parawasserstoff))
Durch eine im Wasserstoffkern innewohnende Eigenschaft (Spin) gibt es zwei Unterarten des flüssigen Wasserstoffs, den Ortho- und den Parawasserstoff. Da der Orthowasserstoff zu spontanen Explosionen neigt, läßt sich in der Rakete nur Parawasserstoff verwenden. Deshalb muß der Orthowasserstoff bei der Verflüssigung durch Katalysatoren in den Parawasserstoff übergeführt werden. Der Siedepunkt beträgt –253 Grad. Die Dichte ist von der Temperatur abhängig und liegt bei 0,070kg/l bis 0,072kg/l.

Treibstoffe
Flüssiger Sauerstoff (LOX)
An sich ist der flüssige Sauerstoff ungefährlich. Doch da er brandbeschleunigend, brandtreibend (daher Treibstoff) wirkt, müssen alle brennbaren Stoffe von ihm ferngehalten werden. Sogar Schmierstoffe entzünden sich in einer reinen Sauerstoffatmosphäre. Der Siedepunkt beträgt –183 Grad. Die Dichte des flüssigen Sauerstoffs ist temperaturabhängig und liegt zwischen 1,125kg/l und 1,310kg/l (bei –219 Grad).
Salpetersäure (HNO3)
In reiner, unverdünnter Form gut lagerbar. Er greift jedoch alle Dichtungsmaterialien an. Die Salpetersäure wurde deshalb schnell vom sauerstoffreicheren Distickstofftetroxid verdrängt.
Distickstofftetroxid (N2O4)
Distickstofftetroxid ist giftig. Es entzündet alle Brennstoffe auf Hydrazinbasis bei Kontakt. Die spezifische Masse beträgt 1,49kg/l. Bei einer Rakete mit UDMH und N2O4 ergibt sich eine mittlere Tankdichte von 1,22kg/l.
Festtreibstoff
Festtreibstoff ist eine brennbare Masse (Brennstoff), die den notwendigen Treibstoff in gebundener Form enthält.
Schwarzpulver
Schwarzpulver ist eine gepreßte Mischung aus Kohlenstoff, Schwefel (Brennstoffe) und Salpeter als Oxydator (Treibstoff). Verwendung heute nur noch in Modellraketen.
Raketenfeststoff
Polyester mit Aluminiumpulver und Ammoniumperchlorat (NH4Cl4) als Oxydator. Die Abgase sind giftig. Mit diesem radiergummiartigen Festantriebsstoff gelang der Durchbruch bei den militärischen Raketen. Abwandlungen dieses Raketenfeststoffs z.B. Carboxylterminiertes Polybutadien und Ammoniumperchlorat mit Aluminiumpulver (die genaue Zusammensetzung sind Betriebsgeheimnisse) werden auch bei der Titan 3 und 4 sowie beim Space Shuttle und bei der Ariane 5 verwendet. Die spezifische Masse beträgt 1,77kg/dm³

andreaswagner
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Re: Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 768Ungelesener Beitrag andreaswagner
Di 6. Okt 2020, 12:31

In meinem Bericht: "Adenauers Raketenschirm" schrieb ich von einem mir bekannten Lager für flüssigen Raketentreibstoff in der Bundesrepublik.

Wer es auf Google Earth oder Bing Mapps anschauen möchte, hier die Lagebeschreibung.
Westlich von Butzbach, ostsüdöstlich von Waldsolms, nordöstlich von Weiperferlden liegt im Wald das versteckte Lager.
Von der Landstrasse L3053 zweigt die Zufahrt nach Norden ab. Die Bauten, die Lager-Überdachungen, die Tanks und Leitungen wurden abgerissen und entsorgt.
Die betonierten Bodenwannen sind noch erhalten. Im größeren südlichen Teil wurde eine Solarfarm errichtet.
Nur im Nordteil sind noch Bodenwannen und Trennwände zu erkennen.

Für kurze Zeit gab es das Teufelszeug eben auch im Westen!

Gruß Andreas

uksrtd
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Re: Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 775Ungelesener Beitrag uksrtd
Do 8. Okt 2020, 17:06

Hallo Werner, habe es mal bei Maps Google gesucht und gefunden.
Du hast keine ausreichende Berechtigung, um die Dateianhänge dieses Beitrags anzusehen.

andreaswagner
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Re: Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 777Ungelesener Beitrag andreaswagner
Do 8. Okt 2020, 19:02

Ja leider wird es immer weniger, was wir noch auf aktuellen Sat-Bildern finden können. Die große Kaserne des Raketen-Rgt. 4 westlich von Bremervörde mit dem Elektronik-Bereich und dem riesigen Fahrzeugpark, welchen ich öfter Nachts bewachen durfte, ist vollkommen geschliffen. Da steht jetzt eine schmucke JVA. :roll:

andreaswagner
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Re: Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 953Ungelesener Beitrag andreaswagner
Mo 30. Nov 2020, 00:27

Hallo Peter.

an anderer Stelle hier im Forum (Beitrag 591) schreibst du: „1965 gab es allein 5 Oxydator-Havarien beim Betanken mit Todesfolge!“ (gemeint ist, bei den strategischen Raketentruppen der SU)
Ich nehme an es handelte sich dabei um die von mir „Teufelstreibstoff“ genannte Treibstoffmischung „Melange“ welche ja auch bei den Großraketen zum Einsatz kam, oder?

Gruß Andreas

uksrtd
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Re: Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 974Ungelesener Beitrag uksrtd
Mi 2. Dez 2020, 19:24

In unserer Truppe starb ein Grundwehrdienender, wahrscheinlich an Giften des Startbrennstoffs TG-02. Sie hatten ein oder 2 Tage vorher im Tanklager zur Durchführung der Treibstoffanalysen gearbeitet und wahrscheinlich die Sicherheitsbestimmungen nicht vollinhaltlich eingehalten. Es ist bis heute nicht geklärt, selbst das MfS (StaSi) hat es nicht ermitteln können.

boofinger
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Re: Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 1047Ungelesener Beitrag boofinger
So 13. Dez 2020, 16:08

andreaswagner hat geschrieben: Mo 30. Nov 2020, 00:27 ...„Teufelstreibstoff“ genannte Treibstoffmischung „Melange“ welche ja auch bei den Großraketen zum Einsatz kam...
Auf das Stichwort Melange möchte ich auf eine kleine Broschüre (Nummer 19 einer ganzen Reihe) hinweisen, die ich vor einiger Zeit in einem Laden in Laboe gefunden und gekauft hatte.
Rainer Radloff, „Melange“ – Geheime Verschlusssache (Nr. 19)
https://maritimer-onlineshop.de/produkt ... che-nr-19/

Alternativer Link, falls obiger nicht funktioniert oder zu langsam erscheint:
https://www.isbn.de/buch/9783939155331_melange.htm

andreaswagner
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Re: Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 1060Ungelesener Beitrag andreaswagner
So 13. Dez 2020, 21:59

In der Broschüre:
Rainer Radloff, „Melange“ – Geheime Verschlusssache (Nr. 19)
ist ein Foto, welches den Austritt von "Melange" (roter Rauch) bei einem "normalen" Tankvorgang zeigt!
Eigentlich müsste hier der Vorgang aus Sicherheitsgründen abgebrochen werden.
Aber der Austritt von "Melange" scheint üblich gewesen zu sein? :o
Dieser Treibstoff kann auch Dichtungen an Schutzanzügen beschädigen, wenn das öfter vorkommt. :shock:

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Re: Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 1066Ungelesener Beitrag uksrtd
Di 15. Dez 2020, 20:18

andreaswagner hat geschrieben: So 13. Dez 2020, 21:59 In der Broschüre:
Rainer Radloff, „Melange“ – Geheime Verschlusssache (Nr. 19)
ist ein Foto, welches den Austritt von "Melange" (roter Rauch) bei einem "normalen" Tankvorgang zeigt!
Eigentlich müsste hier der Vorgang aus Sicherheitsgründen abgebrochen werden.
Aber der Austritt von "Melange" scheint üblich gewesen zu sein? :o
Dieser Treibstoff kann auch Dichtungen an Schutzanzügen beschädigen, wenn das öfter vorkommt. :shock:
Wurde als Havariefehler gewertet und bedeutete nicht zugelassen. Technologisch nicht zulässig.Habe selbst solche Tätigkeiten ausgebildet und geprüft.

andreaswagner
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Re: Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 1072Ungelesener Beitrag andreaswagner
Mi 16. Dez 2020, 11:54

nicht zulässig, nicht zugelassen - für was? :?
Wenn es passiert, ist das unzulässige eingetreten, und das bedeutet möglicherweise Gefahr für Leib und Leben! :roll:

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Re: Der Teufels-Treibstoff

Beitrag: # 1073Ungelesener Beitrag uksrtd
Mi 16. Dez 2020, 15:48

andreaswagner hat geschrieben: Mi 16. Dez 2020, 11:54 nicht zulässig, nicht zugelassen - für was? :?
Wenn es passiert, ist das unzulässige eingetreten, und das bedeutet möglicherweise Gefahr für Leib und Leben! :roll:
Die Betankungsbedienungen (in der Starbatterie zwei) trainierten einmal monatlich mit Melange und Kerosin (kein TG-02 - Startbrennstoff) die Betankung. Traten Treibstoffkomponenten vorschriftswidrig aus, (z.B. Melange) war die Aufgabe nicht erfüllt. Diese Bedienung wurde nicht zugelassen, d.h. sie durfte die Betankung nicht durchführen und musste sich erneut einer Prüfung stellen. Die Ergebnisse liefen in die Einschätzung über die Gefechtsbereitschaft der Startbatterie ein.

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