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Erfolgreicher Test in der Lüneburger Heide
Redaktion
/ Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
astronews.com
3. Juni 2019
Beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt arbeitet man
an einer neuen Software, die den Entwurf von Hybrid- und Feststofftriebwerken in
Großausführung innerhalb von 100 Tagen erlauben. Nun wurde zunächst ein kleines
Hybridtriebwerk, das mit dieser Software entwickelt wurden, erfolgreich getestet
- auf einem Prüfstand in der Lüneburger Heide.
Beim Testlauf in Trauen mit dem
AHRES-B-Hybridraketentriebwerk gelangte das
katalytisch zersetzte Wasserstoffperoxid mit etwa
650 °C in den Brennstoffblock. Die frei werdende
Wärme wurde in Bewegungsenergie – in einen Schub
von etwa 2700 Newton – umgewandelt.
Bild: DLR (CC-BY 3.0) [Großansicht] |
Im Frühjahr 2019 wurde auf dem Prüfstand "Viererblock" beim Deutschen Zentrum
für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Trauen in der Lüneburger Heide erfolgreich das
neuartige Hybridraketentriebwerk "AHRES-B" getestet. Für die Forscher ein
besonderer Grund zur Freude, denn Hybridraketentriebwerke sind nicht nur
grundsätzlich günstiger und sicherer als herkömmliche Raketenantriebe, AHRES-B
ist zudem deutlich effektiver als alle seine Vorgänger.
Der aktuelle Test hat gezeigt: Die technologische Entwicklung von
Hybridraketentriebwerken ist jetzt weit genug fortgeschritten, um eingesetzt zu
werden, beispielsweise auf Höhenforschungsraketen. Der Vorteil:
Hybridraketentriebwerke sind Kombinationen aus Feststoff- und Flüssigtriebwerken
und vereinen die besten Eigenschaften beider Triebwerkstypen. Der flüssige
Sauerstoff-Träger - in diesem Fall hochkonzentriertes Wasserstoffperoxid - und
der feste Brennstoff HTPB (Hydroxyl-terminiertes Polybutadien) sind in AHRES-B
zunächst getrennt und treffen erst in der Brennkammer aufeinander. Dadurch
besteht während der Lagerung und des Betriebs keine Explosionsgefahr. Darüber
hinaus sind die verwendeten Stoffe ungiftig und nicht umweltgefährdend.
Beim Testlauf in Trauen gelangte das katalytisch zersetzte Wasserstoffperoxid
mit etwa 650 °C in den Brennstoffblock. Die frei werdende Wärme wurde in
Bewegungsenergie - in einen Schub von etwa 2700 Newton - umgewandelt. Dabei
nutzte AHRES-B den Brennstoff über eine Zeit von 21 Sekunden vollständig aus und
erzielte im Vergleich zu Vorversuchen eine Verdopplung der Abbrandrate. Die hohe
Abbrandrate ist wichtig für den Entwurf eines effizienten und kompakten
Triebwerks.
Möglich machte dies eine innovative, verwundene "Finnengeometrie". Die
Versuchsergebnisse des Validierungstests zeigen ganz klar: Das in den
DLR-Projekten AHRES und ATEK entstandene und nun im DLR-Querschnittsprojekt
Simulation Based Certification (SimBaCon) getestete Triebwerk AHRES-B ist weit
effizienter als die bisherigen Hybridraketentriebwerke. Die Entwicklung und die
Betreuung der Fertigung des AHRES-B-Triebwerks wurden am DLR-Institut für
Aerodynamik und Strömungstechnik in Braunschweig durchgeführt. Die
Versuchsvorbereitungen und die Inbetriebnahme erfolgten durch ein Team der
Abteilung Raumfahrzeuge am institutseigenen Prüfstand für
Hybridraketentriebwerke im Standort Trauen. Dieser Prüfstand verfügt über
zahlreiche moderne Mess- und Steuerungseinrichtungen und ermöglicht den sicheren
Versuchsbetrieb von Hybridraketentriebwerken.
Die Versuche dienen der Validierung der Entwurfssoftware AHRES, die im
Querschnittsprojekt SimBaCon weiterentwickelt und überprüft wird. AHRES soll in
ihrer Endversion einen Entwurf von Hybrid- und Feststofftriebwerken in
Großausführung innerhalb von 100 Tagen erlauben. Durch den beschriebenen Versuch
wurde belegt, dass die Software ausgezeichnet funktioniert. Da die
zugrundeliegenden numerischen Ansätze für Großtriebwerke ausgerichtet sind, wird
nun in einer nächsten Versuchsphase das bereits im Bau befindliche Triebwerk
"VISERION" getestet, das über 30 Sekunden einen Schub von bis zu 15.000 Newton
erlaubt. Der Bau von VISERION erfolgt mit Unterstützung der Investitions- und
Förderbank des Landes Niedersachsen.
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