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2023-03-24T22:48:40Z

Eigenschaften

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Unter dem Namen '''High-Energy-Fuel''' (abk: '''HEF''') entwickelte die US Air Force in den 1950ern Treibstoffe für Strahl- und Raketentriebwerke aller Art, die einen höheren Energiegehalt haben als die auf Kohlenwasserstoffen basierenden Treibstoffe, wie z. B. [[Kerosin#JP-4 .28NATO-Code F-40.29|JP-4]]. Die US Navy betrieb seit 1952 ihr eigenes Projekt unter dem Namen ZIP.<ref> Dennis R. Jenkins, Tony R. Landis: ''Warbird Tech Series Volume 34, North American, XB-70 VALKYRIE'', Specialty Press, North Branch, Minnesota, USA, 2002. ISBN 1-58007-056-6, Seite 98</ref>

== Grundlagen ==
Flugzeug- und Raketentreibstoffe sollten bei normalen Temperaturen flüssig sein und möglichst wenig Volumen je Masseeinheit besitzen.

[[Kohlenstoff]] liefert einen Heizwert von 32,8 MJ/kg, wohingegen [[Wasserstoff]] eine Reaktionsenergie mit Sauerstoff von 120 MJ/kg hat. Kohlenwasserstoffe setzen darum wegen des geringen Heizwerts des enthaltenen Kohlenstoffs wesentlich weniger Reaktionsenergie pro Masseneinheit frei als Wasserstoff<ref>Wesley Griswold, [http://books.google.ca/books?id=Sy0DAAAAMBAJ&pg=PA86 "Super-Potent 'Zip' Fuels Pack More WHOOSH"], ''[[Popular Science]]'', October 1957, Seiten 86–89 und 250</ref>. Jedoch ist Wasserstoff erst im Temperaturbereich zwischen −253 °C und −259 °C flüssig und seine Dichte ist selbst dann noch gering. Unverzweigte Kohlenwasserstoffe (n-Alkane) sind jedoch bei Kettenlängen von 5 bis 16 Kohlenstoffatomen bei 20 °C flüssig und haben eine relativ hohe Dichte.

Deshalb hätte eine HEF-Wasserstoffverbindung, die anstelle von Kohlenstoff ein Element mit hoher Reaktionsenergie enthält, eine höhere Reaktionsenergie als Kohlenwasserstoffe. Die höchste Reaktionsenergie nach Wasserstoff haben [[Borane]] mit 60,4 MJ/kg. Jedoch sind Borwasserstoffverbindungen selbst nicht geeignet, da sie sich, mit gewisser Wahrscheinlichkeit, an der Luft selbst entzünden<ref>Wesley Griswold, [http://books.google.ca/books?id=Sy0DAAAAMBAJ&pg=PA86 "Super-Potent 'Zip' Fuels Pack More WHOOSH"], ''[[Popular Science]]'', October 1957, Seiten 86–89 und 250</ref>.

Die Lösung war daher die Verwendung von Alkylboranen aus Bor, Wasserstoff und Kohlenstoff. Der neue Treibstoff auf Borbasis sollte die Reichweite bei der Verwendung im [[Nachbrenner]] um 16 % und bei der Verwendung im ganzen Triebwerk um 30 % steigern<ref> Dennis R. Jenkins, Tony R. Landis: ''Warbird Tech Series Volume 34, North American, XB-70 VALKYRIE'', Specialty Press, North Branch, Minnesota, USA, 2002. ISBN 1-58007-056-6, Seite 98</ref>.

== Entwicklung ==
Wegen der zu JP-4 fast identischen Dichte und Volumen entwickelte man fünf verschiedene [[Alkylgruppe|Alkylborane]]. Diese wurden als HEF-X durchnummeriert. Jede Nummer stand für ein Alkylboran. HEF-1 für [[Ethyldiboran]], HEF-2 für [[Propylpentaboran]], HEF-3 für [[Ethyldecaboran]], HEF-4 für [[Methyldecaboran]] und HEF-5 für [[Ethylacetylenedecaboran]].<ref> Dennis R. Jenkins, Tony R. Landis: ''Warbird Tech Series Volume 34, North American, XB-70 VALKYRIE'', Specialty Press, North Branch, Minnesota, USA, 2002. ISBN 1-58007-056-6, Seite 99</ref>

== Eigenschaften ==
HEF-3 besaß eine Reaktionsenergie von 58,1 MJ/kg und HEF-4 sogar eine von 60,4 MJ/kg. Wohingegen der damalige Standardtreibstoff der U.S. Air Force, JP-4 nur einen Heizwert von 41,8 MJ/kg aufweist. Alle Alkylborane sind jedoch sehr giftig. Z. B. übertrifft HEF-3 die Giftigkeit von Zyanid um das Zehnfache. Einige der Verbrennungsprodukte sind im Triebwerk teilweise flüssig und fest. Das Verbrennungsprodukt [[Bortrioxid]] lagert sich wegen seines hohen Schmelzpunktes leicht an Triebwerksteilen ab. Daneben kann das wegen seines noch höheren Schmelzpunktes feste Verbrennungsprodukt [[Borcarbid]] das Triebwerk beschädigen. Die Verbrennung von HEF erzeugt in Nachbrennern außerdem unübersehbaren schwarzen Rauch.<ref> Dennis R. Jenkins, Tony R. Landis: ''Warbird Tech Series Volume 34, North American, XB-70 VALKYRIE'', Specialty Press, North Branch, Minnesota, USA, 2002. ISBN 1-58007-056-6, Seite 99–100.</ref> Das Verbrennungsprodukt Bortrioxid ist ebenfalls giftig.<ref>{{GESTIS|ZVG=1830|Name=Dibortrioxid|Abruf=2011-12-28}}</ref> ZIP Fuel verbrennt mit grüner Flamme.<ref>Wesley Griswold, [http://books.google.ca/books?id=Sy0DAAAAMBAJ&pg=PA86 "Super-Potent 'Zip' Fuels Pack More WHOOSH"], ''[[Popular Science]]'', October 1957, Seiten 86–89 und 250</ref>

== Ende ==
1959 wurde das HEF Programm eingestellt.<ref> Dennis R. Jenkins, Tony R. Landis: ''Warbird Tech Series Volume 34, North American, XB-70 VALKYRIE'', Specialty Press, North Branch, Minnesota, USA, 2002. ISBN 1-58007-056-6, Seite 100</ref> Die [[North American XB-70]], die HEF Treibstoff (HEF-3) im Nachbrenner und später HEF-4 im ganzen Triebwerk verwenden sollte, nutzte deshalb das inzwischen entwickelte neue Kerosin JP-6, das energiereicher als JP-4 war. Mit einem weiteren Tank konnte sie fast die geplante Reichweite erreichen. Die [[Staustrahltriebwerk]]e der [[Bomarc]] hätten auch auf HEF umgestellt werden sollen; daneben gab es noch weitere Flugzeuge, die High-Energy-Fuels nutzen sollten. Einige davon kamen nicht über das Projekt- oder Planungsstadium hinaus.<ref>[http://www.airfields-freeman.com/CA/Airfields_CA_Mojave.htm Abandoned & Little-Known Airfields]</ref>

== Einzelnachweise ==
<references/>

[[Kategorie:Luftfahrtkraftstoff]]

High-Energy-Fuels - Versionsgeschichte

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