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Erfolgreiche Tests eines Aerospike-Antriebs
Redaktion
/ Pressemitteilung des DLR
astronews.com
22. November 2021
Auf einem Prüfstand in Lampoldshausen des Deutschen Zentrums
für Luft- und Raumfahrt wurde erstmals ein MethaLox-Aerospike-Triebwerk
getestet. Die Aerospike-Technologie verspricht einen wesentlich höheren
Wirkungsgrad gegenüber konventionellen Antrieben. Der Prüfstand bietet für
solche Tests eine in Europa einmalige Infrastruktur.
Im Auftrag des spanischen Start-ups Pangea
Aerospace führte ein Team des DLR am Europäischen
Forschungs- und Technologieprüfstand P8 einen
erfolgreichen Heißlauftest des weltweit ersten
additiv gefertigten MethaLox-Aerospike-Antriebs
durch.
Foto: Pangea Aerospace [Großansicht] |
Einmalige Prüfstände, umfassendes Know-how und jahrzehntelange Erfahrung –
der Standort Lampoldshausen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR)
ist spezialisiert auf das Entwickeln und Testen von Antrieben für die Raumfahrt:
Ob für die großen Trägerraketen der Ariane-Familie oder den wachsenden
Markt an Start-ups für kleinere Raketen, sogenannte Micro-Launcher: Das
DLR-Institut für Raumfahrtantriebe testet und qualifiziert
Technologie-Demonstratoren ebenso wie ganze Triebwerksstufen für den Start ins
All.
Im November 2021 hat ein Team des DLR im Auftrag des spanischen Start-ups
Pangea Aerospace ein ganz besonderes Triebwerk untersucht: Am Europäischen
Forschungs- und Technologieprüfstand P8 führten sie erfolgreich Heißlauftests
des weltweit ersten additiv gefertigten MethaLox-Aerospike-Antriebs durch.
Heißlauftests sind umfassende Funktionstests – sie sind ein wichtiger Schritt
bei der Vorbereitung auf einen Erstflug.
Die Aerospike-Technologie ermöglicht ein zukunftsweisendes Design von
Triebwerken. Die Düse hat die Form eines Stachels – Englisch "spike". Sie kann
sich dadurch wesentlich flexibler an unterschiedliche Flughöhen anpassen. Die
Technologie verspricht einen um 15 Prozent höheren Wirkungsgrad im Vergleich zu
konventionellen Ansätzen. Das bedeutet auch: 15 Prozent weniger Treibstoff ist
notwendig, um die gleiche Masse in die Umlaufbahn zu befördern.
Seit Jahrzehnten gilt die Aerospike-Technologie als sehr vielversprechende
Lösung. Allerdings ist es erst heute möglich, sie umzusetzen – dank neuer
Materialien, die höhere Temperaturen aushalten, und größerer Freiheiten bei der
Konstruktion durch additive Fertigungsverfahren. So konnte Pangea Aerospace
beispielsweise ein neues regeneratives Kühlsystem entwickeln, das flüssigen
Sauerstoff und flüssiges Methan verwendet. Beide Gase liegen kryogen, das heißt
in tiefkaltem Zustand, vor. Sie durchlaufen die Kühlkanäle, bevor sie in der
Brennkammer des Triebwerks gezündet werden. So kühlt das Triebwerk ab und
schmilzt nicht.
Die insgesamt vier Testläufe gaben einen ersten Einblick, wie die
Aerospike-Technologie in der Praxis funktioniert. Dabei brannte das Triebwerk
jeweils für rund 60 Sekunden. Mit seinen europaweit einmaligen Testmöglichkeiten
unterstützt das DLR maßgeblich die erfolgreiche Entwicklung zukunftsfähiger und
effizienter Raumfahrtantriebe. Ziel ist es, einen möglichst wettbewerbsfähigen
Raumtransport zu gewährleisten und so weiterhin den Zugang ins All für
europäische Unternehmen und Forschungseinrichtungen sicherzustellen.
"Der Prüfstand P8 ist eine in Europa einmalige Infrastruktur, um solche
Technologien für wettbewerbsfähige Trägerraketen vorzubereiten. Mit ihm leistet
das DLR einen signifikanten Beitrag, um innovative Triebwerkskonzepte in Europa
zu entwickeln", betont Prof. Stefan Schlechtriem, Direktor des DLR-Instituts für
Raumfahrtantriebe. Bei Tests am Prüfstand P8 können Daten von mehr als 200
Parametern erfasst werden. Alle im realen Einsatz denkbaren Betriebszustände und
Fluglasten lassen sich unter nahezu realistischen Bedingungen nachstellen.
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