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#50038 / #2

SoSe 2021 - WiSe 2023/24

English

Spacecraft Propulsion Systems

6

Brieß, Klaus

Benotet

Mündliche Prüfung

English

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Luft- und Raumfahrt

35341200 FG Raumfahrttechnik

Verkehrswesen

Kontakt


F 6

Becker, Johannes Marian

j.becker@tu-berlin.de

Lernergebnisse

The module gives a technical overview of rocket and spacecraft propulsion systems. Students will understand the basic principles and system solutions for a large variety of propulsion technologies. After successful completion of this module, students will be able to - name and classify propulsion systems that are used in space projects, - explain the principles physical principles of propulsion (e.g. Newton's laws, rocket equation, thrust, staging), - recognize the application of propulsion systems for different orbital maneuvers, - explain the working principles, technologies, challenges, and application areas of the most relevant types of propulsion systems (electric, solid, liquid, hybrid, airbreathing) - explain the working principles and application areas of less conventional non-chemical propulsion systems, - explain the classification, thermodynamic principles, characteristics, and application areas of space propellants, - calculate the delta-v for space maneuvers, - calculate the main parameters for the design of electrical propulsion systems (e.g. specific impulse, propellant mass, transfer duration), - calculate the main parameters for the design of chemical propulsion systems (e.g. specific impulse, mass flow, nozzle parameters, propellant mass/volume, pressure, tanks), - develop and draw the architecture of a chemical propulsion system.

Lehrinhalte

- Applications and classification of spacecraft propulsion systems - Theoretical basics of rocket propulsion systems (e.g. fundamental rocket equation, staging, ascent trajectories) - Characteristic parameters of space propulsion (e.g. thrust, impulse, velocity) - Basics of orbital mechanics for spacecraft maneuvers - Electric propulsion systems (e.g. electrothermal, resistojets, arcjets, electromagnetic, electrostatic) - Other non-chemical propulsion systems (e.g. nuclear, launch assist, propellantless, gas, antimatter, space elevator, interstellar) - Solid propulsion systems - Hybrid propulsion systems - Space propellants (e.g. liquid, solid, gel, green) - Fundamentals of thermodynamics, gas dynamics, and nozzles - Liquid propulsion systems - Tank design and propellant feed systems - Injection system - Airbreathing propulsion systems (ramjet and scramjet)

Modulbestandteile

Compulsory area

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Spacecraft Propulsion SystemsVLSoSeKeine Angabe4

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Spacecraft Propulsion Systems (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Attendance15.04.0h60.0h
Exam preparation1.045.0h45.0h
Homework assignments3.015.0h45.0h
Self-study of lecture materials15.02.0h30.0h
180.0h(~6 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

The module consists of theoretical lectures in which the students are introduced to the fundamentals of propulsion systems. Digital quizzes for each chapter support the students to evaluate their knowledge. Homework assignments are provided in which the students execute selected design steps for the most relevant propulsion system types.

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

- Completed the module Fundamentals of Space Technology - Completed the module Satellite Technology

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Oral exam

Sprache(n)

English

Dauer/Umfang

30 min

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

Registration at the MSE secretary according to the MSE study and examination regulations. Dates and deadlines will be announced by semester start.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Alain Davenas, Solid rocket propulsion technology, Pergamon press, Oxford, 1993
F. A. Williams, M. Barrere, N.C. Huang, Fundamental aspects of solid propellant rockets, AGARD No. 116, Oct. 1969
Fortescue, P., Stark, J., Swinerd, G., Spacecraft System Engineering, Chichester, 2003.
International Reference Guide to Space Launch Systems, Isakowitz, Steven J., American Institute of Aeronautics and Astronautics, Inc., Reston, VA, London, Eurospan 2003. - 550 S.
Ley, W., Wittmann, K., Hallmann, W., Handbook of Space Technology., Chichester: John Wiley & Sons, Ltd, 2009.
P.H. Schmucker: Hybrid-Raketenantriebe, Goldmann, München 1972.
Raumfahrtsysteme : eine Einführung mit Übungen und Lösungen, E. Messerschmidt ; S. Fasoulas. - Berlin u.a.: Springer, 2000. 533 S.
Rocket propulsion elements, G. P. Sutton; O. Biblarz, 7. ed.,New York [u.a.] Wiley, 2001, 751 S.

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Dieses Modul findet in keinem Studiengang Verwendung.
The course is limited to students from the Master of Space Engineering study programme.

Sonstiges

Keine Angabe