Christian Hunscher ASP8 DLR - Raumfahrt-Industrietage in Ottobrunn 27. Oktober 2010

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1 Antennen/Testzentrum Christian Hunscher ASP8 DLR - Raumfahrt-Industrietage in Ottobrunn 27. Oktober 2010

2 Das Antennen / Testzentrum in Ottobrunn: Vermessung von Antennen aller Art mit Schwerpunkt Space Vermessung von Payload-Systemen und Satelliten Weltweit einziger Hersteller von Kreuzpolar-kompensierten Antennenmessanlagen (CCR = Compensated Compact Range) In Kooperation mit CoC Antennen Herstellung von Antennen und deren Speisesystemen für Raumfahrt- und Bodenanwendungen (Beispiel Satcom BW Antennenfarm) Express AM4 Satcom BW 27. Oktober 2010 Seite - 2

3 Aktuelle Aktivitäten im Antennen & Test Center Vermessung von Eurostar 3000 Antennen-System (z.b. Express AM4 in 2010) Lieferung einer Compact Antenna Test Range (CCR 75/60) für das CAST-Institut Antennen in Xi An (China) Lieferung einer Compact Antenna Test Range (CCR 75/60) im Rahmen des Göktürk AIT Centers in Ankara Rahmenvertrag für die Wartung und Aktualisierung des ESTRACK Bodenstations-Netzwerks der ESOC Lieferung von über 20 Speisesystemen für diverse Eurostar 3000 Antennen-Systeme (Astra, Eutelsat) Entwicklung einer neuen Multispotbeam-Feed Technologie im Rahmen eines DLR Fördervorhabens (MEDUSA) mit hohem Potential des Mitflugs auf H2-Sat 27. Oktober 2010 Seite - 3

4 Messanlagen im Antennen-Testcenter, Ottobrunn Low Gain Antennas Medium / High Gain Antennas Feed Test Range 0.8 x 0.8 x 0.8 m GHz Radiation pattern Multi - frequency Swept - frequency Phase center Gain calibration Cylindrical Near-Field Range (CNTF) 6 x 6 x 6 m 500 MHz - 40GHz Multi beam / multi frequency at dual polarizations Gain, EIRP, PIM Fullpolarimetricprobe correction Movement in only one direction RF tests under thermal behaviour Compensated Compact Test Range (CCR) 5 x 5 x 6 m 1.5 GHz- 200 (500)GHz Multi beam / multi frequency at dual polarizations Swept - frequency Gain, EIRP PolarimetricRCS Payload test capability Multi purpose positioner system Test Zone Area (H x W x D) Frequency Range Measurement Parameter Features 27. Oktober 2010 Seite - 4

5 Messanlagen All over the World ASTRIUM CCR 75/60 EMS CCR 75/60 SSL CCR 75/60 CNES SCR 60 EADS CCR 20/17 Turn - Key Turn- Key CNTF ASTRIUM CNTF 8 Since 1985 Supplier of Antenna Test Facilities with 14 Facility in Operation Worldwide 2010 Global Market Leader in Compensated Compact Ranges Maintenance and System Upgrades Extremely High Measurement Accuracies at High Reliability Preferred Supplier for Leading Satellite Manufactures ALCATEL CCR 75/60 Unprecedented High Level of Customer Satisfaction LMS Dismantled CCR 75/60 CAST Xi An Your Facility? CCR 75/60 Uni -Muc CCR 20/17 Turn- Key Turn- Key CAST CCR 120/100 Intespace CCR 75/60 Turn- Key Turn- Key BAE-Systems Turn- Key ISRO-BA ISRO-BA CCR 75/60 ISRO-AH CCR 75/60 KHI SCR 50+ MELCO CCR 75/ Oktober 2010 Seite - 5

6 Kooperationsmöglichkeiten (1/2) Astrium ist Kooperationspartner für verschiedene KMU s und Universitäten / Institute Enge wechselseitige Zusammenarbeit mit der IABG im Bereich Antennen-, Payload- und Satellitentests Mit der Technischen Universität München sowie der Universität Stuttgart arbeitet Astrium erfolgreich bei der Weiter-Entwicklung der Nahfeldmesstechnik Herstellung hochgenauer Stahlreflektoren als Schlüsselkomponente der Compact Range Technologie bei der Firma Waldrich/Coburg Kooperation mit der IMST GmbH in Kamp-Lintfort im Rahmen mehrerer DLR-Fördervorhaben (COMED) Einbindung lokaler Fertigungsbetriebe (Fa. Markl, Köpf, Toman etc.) bei der Herstellung von Raumfahrt-qualifizierten Antennen- Speisesystemen 27. Oktober 2010 Seite - 6

7 Kooperationsmöglichkeiten (2/2) Folgende Aktivitäten können typischerweise an externe Zulieferer / KMUs vergeben werden: CAD Design von Komponenten für Antennen und Antennen- Messanlagen Unterstützung im Hinblick auf Strukturmechanik und Thermalanforderungen Herstellung von Komponenten für Raumfahrtspeisesysteme Herstellung, Lieferung, Reparatur von Mikrowellen- Komponenten für die Antennen-Messtechnik Entwicklung und Bau von Integrations- und Testvorrichtungen sowie Test-Infrastruktur (MGSE/EGSE) Analyse von Bodenproben für On-Site Installationen 27. Oktober 2010 Seite - 7

8 Zukünftige Aktivitäten Weiterentwicklung der Antennen-Messtechnik mit Schwerpunkt in der Nahfeld-Messtechnik Entwicklung eines portablen Mess-Systems basierend auf intelligenten Algorithmen (ESA ARTES 34) Weiterentwicklung der Ka-Band Feedtechnologie mit dem Ziel der Weltraum-Qualifikation 27. Oktober 2010 Seite - 8

9 Ansprechpartner Leiter ASP8 RF Test Facilities & Maintenance Christian Hunscher Tel Leiter ATP44 Feedsysteme Helmut Wolf Tel Oktober 2010 Seite - 9

10 Telekommunikation Geoinformation - Navigation Daniel Salzer ASV-EG4 DLR - Raumfahrt-Industrietage in Ottobrunn 27. Oktober 2010

11 Astrium Services Astrium Services TELECOM SERVICES SECURE SATCOM SYSTEMS EARTH OBSERVATION SERVICES NAVIGATION SERVICES Komplettanbieter für kommerzielle und militärische Satellitendienste Sichere Kommunikationssysteme & Bodeninfrastruktur Geoinformation: Produkte & Dienstleistungen weltweit Satellitengestützte Navigations- und Positionierungsdienste 27. Oktober 2010

12 Kernkompetenzen in Deutschland Telekommunikation Sichere Satellitenkommunikation für die Bundeswehr Notfallkommunikation für die zivile Sicherheit Unterstützung von Militär, Kriseneinsatzkräften und Katastrophenschützern im Einsatz Geoinformation Vermarktung TerraSAR-X & TanDEM-X deutsche Radarsatellitenmissionen Geoinformationsdienste (Höhenmodelle, Kartierungen, Überwachung) Navigation & Positionierung ascos Referenzdienste für hochgenaue Positionierung Galileo- Services Arbeitspaket-Beteiligung 27. Oktober 2010

13 Telekommunikation (1/2) Satellitenkommunikation für die Bundeswehr: sicher, flexibel, unabhängig Zwei eigene Bundeswehr-Satelliten COMSATBw-1 & -2 und Nutzung ziviler Satelliten Transportable Bodenstationen bringen das ITSysBw in die Einsatzgebiete Generalunternehmer für Bereitstellung & Betrieb: MilSat Services GmbH Weiterentwicklung von Bandbreite & Mobilität: Astrium GmbH 27. Oktober 2010

14 Telekommunikation (2/2) Betreuungskommunikation Private Kommunikationsdienstleistungen für Soldaten/innen, zivile Helfer, etc im Einsatz: Telefonverbindungen, Internet & Videotelephonie Umfangreiche Erfahrung und Ressourcen mit Passerel (F) und WelComE (UK) Astrium in der Endauswahl der Bw-Auschreibung, geplanter Vertragschluss Ende 2010 Notfallkommunikation für Behörden & Organisationen mit Sicherheitsaufgaben autarke satellitenbasierte Kommunikationsdienste als BackUp und in Ergänzung zum Digitalfunk (z.b. TETRA) Referenznetze in Frankreich (Feuerwehren) & Großbritannien (Regierung) 27. Oktober 2010

15 Geoinformation Exklusive kommerzielle Nutzung TerraSAR-X & TanDEM-X durch Infoterra GmbH (Friedrichshafen/ Potsdam) Satellitendaten TerraSAR-X Radarsatellitendaten und -dienste Optische Satellitendaten (Spot etc., zukünftig Pléiades) Kartierungen & Modellierungen Digitale Höhenmodelle Topographische Karten Umweltkartierungen, Monitoring Sicherheitsrelevante Überwachungen Veränderungskartierungen, 27. Oktober 2010

16 Navigation & Positionierung Hochgenaue Positionierung als Grundlage für effiziente Planung & Überwachung von Bauprojekten, Rohstoff -exploration, Landwirtschaft, militärische Missionen GNSS Augmentation Präzise Positionierung regional verfügbare bodengestützte Positionierung mit Genauigkeiten bis +/- 2cm in Echtzeit globale satellitenbasierte Positionierung, mit Genauigkeit +/- 10cm Track & Trace Lösungen Ortung und Aufzeichnung der genauen Position (Web-Interface oder Feldgerät) Visualisierung und Nachverfolgung der Positionsdaten Beteiligung am Galileo-Services-Arbeitspaket als Core Team Member des Space-Opal-Teams 27. Oktober 2010

17 Kooperationen/ Möglichkeiten für KMU (1/2) Breitbandige Satellitenkommunikation für Deutsche Marine derzeit Kooperation mit Entwicklungs- und Produktionsgesellschaft für Automobil- und Kommunikationselektronik mbh (EPAK) Satellitenkommunikation im Ku/Ka Band für nomadische Einsätze (DLR Projekt) Zusammenarbeit mit IMST GmbH Punktuelle Zusammenarbeit in VSAT Projekten mit GESAT Gesellschft für Software, Automatisierung und Technik mbh 27. Oktober 2010

18 Kooperationen/ Möglichkeiten für KMU (2/2) TerraSAR-X / Radar Software- & Anwendungsentwicklung wird von KMUs weltweit vorangetrieben, Bspl: VTT Visual Information Solution (ehem. Creaso), Definiens, GeoSystems, Gamma Remote Sensing, Joanneum Research, PCI Geomatics, Entwicklung Geoinformationsprodukte dienste in enger Zusammenarbeit mit Experten für Nischenthemen, Bspl: geomer (Risikomanagement), Delphi IMM (Geodateninfrastrukturen, Produktion von Kartierungen), TerraSAR-X Services Vertriebspartner: 60+ weltweit, viele davon KMUs 27. Oktober 2010

19 Ein Blick in die Zukunft TanDEM-X: Radarsatellitenformation sammelt Daten für ein globales Digitales Höhenmodell mit nie dagewesener Abdeckung & Genauigkeit ab 2011 Pléiades: Konstellation aus zwei optischen Satelliten mit bis zu 50 cm Bodenauflösung ab 2011 SATCOMBw Evolution: Weiterentwicklung unter Berücksichtigung neuer Nutzeranforderungen z.b. mobile Breitbandkommunikation ab 2012 Europäischer Daten Relais Service EDRS: Datenrelais für Erdbeobachtungssatelliten Heinrich Hertz Mission: Astrium Services bemüht um Hosted Payload auf dem Experimentalsatelliten; Erprobung von Ka-Band Technologien ab 2015 Kommerziell-basierte Satellitenkommunikationslösungen für militärische Nutzer TerraSAR-X-2 Folgemission / Service Continuity für die TerraSAR-X Mission ab Oktober 2010

20 HEINRICH HERTZ Mission- Hosted Payload - Konzept Erste Nationale Satcom Initiative seit 25 Jahren Deutscher Experimentalsatellit zur Erprobung ziviler Nutzungsmöglichkeiten von Ka-Band Technologien; Betrieb ab 2016 geplant Astrium bewirbt sich um Hosted Payload zur Implementierung einer Nutzlast für Hoheitliche Dienste, speziell Fähigkeiten im militärischen Ka-Band Oktober 2010

21 Europäischer Daten Relais Service EDRS Übermittlung unprozessierter Daten an Prozessier- & Archivierungs-Zentren (PAC) weltweit Optische Relay Services Voraus-Programmierung Übermittlung von Daten von polaren Bodenstationen an PACs Verteilung prozessierter Bilddaten vom PAC an Endnutzer Zielsetzung EDRS-Netzwerk als one-stop-shop für Satellitenprogrammierung & Bilddatenübermittlung Offene Europäische Standards 27. Oktober 2010

22 TerraSAR-X / TanDEM-X (PPP) Zusammenarbeit Astrium/ DLR operativer Missionsbetrieb TerraSAR-X & TanDEM-X (DLR) Zusammenarbeit bei Erstellung TanDEM-X Global DEM Kontinuierliche Verbesserung des Bodensegments Entwicklung und Vermarktung von Produkten und Diensten aus TerraSAR-X/ TanDEM-X Daten Konzeption/ Implementierung Nachfolgemission(en) 27. Oktober 2010

23 Ansprechpartner Astrium Services Deutschland Daniel Salzer Tel Telekommunikation Thomas Jakob Tel Geoinformation Vark Helfritz Tel Navigation und Positionierung Rudolf Henneberger Tel Oktober 2010

24 Electrical Equipment Michael Boss ASE2 DLR - Raumfahrt-Industrietage in Ottobrunn 27. Oktober 2010

25 Kompetenzzentrum für Elektronik & Solargeneratoren Astrium Satellites Electrical Equipment & Solar Arrays Germany 1 Elektronikzentrum an 2 Standorten Power Electronics Mass Memories Radar Payload Electronics High Voltage Power Supply & Control Germany Solar Array Digital Payload Processing Onboard Computer Navigation Payload Equpiment Navigation Receiver Friedrichshafen Ottobrunn 27. Oktober 2010 Seite - 2

26 Kompetenzzentrum für Elektronik Erfahrung im Bereich Elektronik für weltweite Raumfahrtanwendungen seit über 40Jahren in über 500 Missionen Die Erfahrungen von 2 Standorten gebündelt in einem Elektronikzentrum Alle Schlüsseltechnologien und Kompetenzen & Facilities sind Astrium In-Haus für hochspezialisierte Anwendungen und Serienfertigung von Spezifikation über Engineering/Design bis zum fertig getesteten Flugmodell Hochspezialisierte Facilities für Navigation Equipment & High Voltage Produkte Astrium deckt das gesamte Spektrum an elektrischen Equipments für Satelliten ab im Bereich: Digitalelektronik für Busanwendungen bis Hochleistungs-Payload-Rechner Power-Chain (Solargenerator, SADE, Primary Power, Power Supplies) Ziel ist ITAR-free & In-Orbit-Verified Equipment Modularität als Equipment Strategie für Flexibilität & Kooperationen 27. Oktober 2010 Seite - 3

27 Produktübersicht On-Board Computer / Control Prozessoren Prozessor Module mit 16-Bit/1750, 32Bit/ERC32 & LEON Prozessor (MDPA) Produkt Familie für On-Board Rechner (Plattform & med.-speed Payload) Neue Prozessor Generation MDPA (LEON-based) Elektronik für Navigation Equipments GNSS/GPS Receiver for LEO/MEO/GEO Rubidium Atomic Clock (RAFS) Clock Monitoring and Control (CMCU) Navigation Signal Generator (NSGU) Radar, Optical & Telecom Payload Processing & Control Equipments Instrument Control & Data Processing High Performance Payload Processing ( HPDP ) In-Orbit re-konfigurierbarer, high speed Datenprozessor Basiert auf skalierbarem, Rad-hard Array Prozessor (>4GOPS per Chip,) Für Anwendungen in Telecom & EOS ( Bild -Verarbeitung, Robotik) 27. Oktober 2010 Seite - 4 Schwerpunkt in Ottobrunn

28 Produktübersicht Power Conditioning Electronics High Voltage Power Supplies (HVPS) (2kV..20kV..150kV/up to 5kW..3,4MW) für Electrical Propulsion, TWTAs, Manned-Missions/ ISS, Laser Power Supplies DC/DC Converter Primary Power Control & Distribution Units (PCDU) Un-/regulierte Busspannungen +/-28V..50V/100V, 150W..5kW Power System Engineering inkl. Power Storage (Batteries) Drive Elektronik Für Stepper, Brushless DC & Linear Motoren für alle möglichen Mechanismen (SADM, APM, Scanner) Standard Produkte für Motion Control Manned Mission Elektronik Infrastructure & Experiment Elektronik High Voltage Experimente wie Tempus / TEXUS, GEOFlow 27. Oktober 2010 Seite - 5 Schwerpunkt in Ottobrunn

29 Produktübersicht Massenspeicher (Solid State Mass Memories) Speicherkapazität bis zu 3 Tbit Daten Rate 1.6Gbs per Input Kanal/0.6Gbs Daten Downlink (X-band) Funktionalität beinhaltet Formatting, Encryption, Compression, File Management Manufacturing, Assembly, Integration, Test & Harness Environmental Test Services; PCB Assembly, Coating, Gluing, Painting Harness, speziell für Cryogenic-Anwendungen (Temperaturen < 10K) High Voltage Prozesse Opto-Elektronik Engineering Support für Systeme & Detektoren Readout electronics, Proximity Electronic, Digitization Instrument Control Units 27. Oktober 2010 Seite - 6 Schwerpunkt in Ottobrunn

30 Kooperationen & Kooperationsmöglichkeiten (1/2) Astrium-Kooperationspartner KMUs, Universitäten & Institute DLR Adlershof Universität Stuttgart (Institut für Navigation; Institut für Flugmechanik, Institut für Raumfahrtsysteme) Universität Würzburg und Fachhochschule Rosenheim (AOCS Simulation) Universität Karlsruhe (FPGA-Entwicklung) Institut für Datenverarbeitung (IDA) in Braunschweig ASP (Salem) 27. Oktober 2010 Seite - 7

31 Kooperationen & Kooperationsmöglichkeiten (1/2) Im Bereich High Performance Data Processing : Fraunhofer, Institut für Integrierte Schaltungen (RF-Interfacing/ Front- End) DLR IKN - Institut für Kommunikation und Navigation (End-to-end Kanal Demonstrationen) Universität der Bundeswehr, München PACT, München im Bereich Hochleistungs-Rechner IP für Nutzlastprozessierung Im Bereich Navigations-Equipments (nächste Generation von GNSS Receivern und Navigation P/L Elektronik): DLR Oberpfaffenhofen, Zusammenarbeit bei der LION Navigator Entwicklung Spectratime (Schweiz) gemeinsame Entwicklung von RAFS(Rubidium basierte Atomuhr ) RUAG Space (Österreich) im Rahmen der ESA-Entwicklung des Navigation ASIC: AGGA Oktober 2010 Seite - 8

32 Kooperationsmöglichkeiten (2/2) Folgende Aktivitäten werden typischerweise an externe Partner vergeben: Layouterstellung Platinenherstellung und Entwicklung Platinenbestückung und Test Fertigung von Wickelgütern Fertigung von mechanischen Komponenten und kompletten Elektronikboxen Testanlagen und -komponenten Unteraufträge für Entwicklung, Fertigung und Test von Modulen (z.b. DC/DC-Konverter, I/O-Module, etc.) Durchführung von Strahlungstests Unterstützung im Engineering- und Testbereich durch Werksbzw. Dienstleistungsverträge 27. Oktober 2010 Seite - 9

33 Zukünftige Aktivitäten Ausbau der GPS/GNSS Produkte Navigation Equipments für Galileo FOC und Export, Weiterentwicklung für neue Märkte Neuartige Payload Processing Equipments ( HPDP, MDPA ) Standard Recurring Produkte (u.a. On-Board Computer) 27. Oktober 2010 Seite - 10

34 Ansprechpartner Leiter ASE2 Electrical Equipment & Solar Arrays Germany Ludwig Grandl Tel Elektronikzentrum R&D und Business Development Michael Boss Tel Oktober 2010 Seite - 11

35 Launcher Propulsion Production Technology & Equipment Dr. Steffen Beyer TP32 DLR Raumfahrt-Industrietage in Ottobrunn 27. Oktober 2010

36 Antriebssysteme & Equipment Trägerantriebe Astrium entwickelt und produziert Antriebs-komponenten und - systeme von 0,5 N bis 1350 kn Schub Bei der industriellen Produktion von Schubkammern für Trägerund Orbitalantriebe sind spezifische Randbedingungen zu berücksichtigen: Geringe Stückzahlen (6-8 Stück pro Jahr) Höchste Qualitätsanforderungen Robuste und reproduzierbare Prozesse und Verfahren haben höchste Priorität Neuentwicklung und Qualifikation von Werkstoffen und Prozessen in der Raumfahrt erfordern ein umfangreiches Charakterisierungsprogramm mit entsprechenden Kaltund Heißtestkampagnen Für Werkstoffe und Prozesse ist ein Manufacturing Readiness Level (MRL) von mindestens 5-6 Grundvoraussetzung für den Einsatz in Triebwerksentwicklungsprogrammen Equipment Tanks Satellitenantriebe Satellitenkomponenten 27. Oktober 2010 Seite - 2

37 Technologiefelder Faserverbundkeramiken Oberflächentechnik (Galvanik) Thermisches Spritzen Fügetechnik (WIG, EB) Oberflächentechnik (TBC s, EBC s, Dickschichtgalvanik, ) Fügetechnik (EB-, WIG-, Laser-Schweißen, Löten) Faserverbundkeramiken (C/C-SiC, C/SiC, Oxid-Keramik, ) Fertigungstechnik (Zerspanen, Online- Prozesskontrolle, ) Zerstörungsfreie Prüfung (US, Thermographie, CT, ) Generative Verfahren (Additive Layer Manufacturing, Kaltgassspritzen, Vakuumplasmaspritzen) Hochgeschwindigkeits- Zerspanung Additive Layer Manufacturing (Pulver- oder Drahtmethode) 27. Oktober 2010 Seite - 3

38 Technologie, Entwicklungs- und Anwendungsprogramme Laufende Technologieprogramme TEKAN 2010 (Vorbereitung nächste Generation Trägerantrieb) Schutzschichtsysteme für Faserkeramiken Ultra High Temperature Protection Coatings (EBC s) Enabling Enhanced Propulsion Performance of Rocket Engines (Extreme Conditions) Laufende Entwicklungs-/Anwendungsprogramme BepiColombo: Entwicklung und Produktion der Reflektorstreben aus Faserkeramik (C/SiC) und Fertigung des Reflektors aus Titan im Unterauftrag zu Thales Alenia Italien (2010 bis 2011) Entwicklung und Herstellung von treibstoffgekühlten Faserkeramiken (C/C-SiC) für Brennkammern von Dual-Mode Ramjets im Unterauftrag zu MBDA Frankreich (Zusammenarbeit seit 2002, nächste Phase ) Geplante Entwicklungs-/Anwendungsprogramme AMTAC (Additive Manufacturing Technologies for Advanced Satellite Thrust Chambers) im Auftrag der ESA bzw. durch die Unterstützung des DLR ( ) 27. Oktober 2010 Seite - 4

39 Kooperationsstruktur am Beispiel AMTAC AMTAC (Additive Manufacturing Technologies for Advanced Satellite Thrust Chambers) Auftraggeber Programmunterstützung und Förderpartner Rohmateriallieferant (PtRh) Fülldrahthersteller Auftragnehmer und AMTAC Projektleitung Beteiligte Astrium Standorte: OTN und LAM Pulverherstellung (PtRh) Prozesstechnik (Drahtroute) und Werkstoffprüfung Prozesstechnik (Pulverroute) 27. Oktober 2010 Seite - 5

40 Kooperationsmöglichkeiten Astrium ist Kooperationspartner für verschiedene KMU s und Universitäten/Institute, das wird auch zukünftig so sein. Intensive und langjährige Kooperationen auf den Gebieten Werkstoff- und Prozesstechnik, zerstörungsfreien Prüfverfahren und Analysen (chemisch etc.) bestehen mit der EADS Forschung (Innovation Works) und der Fraunhofer Gruppe. Im Bereich der Zerspanungstechnologie und bei Technologiebewertungen (Machbarkeitsstudien) arbeitet Astrium TP langjährig und intensiv mit dem Werkzeug- und Maschinenlabor (WZL) sowie dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie (IPT) in Aachen zusammen. Kooperationen auf dem Gebiet der Faserverbundkeramiken konzentrieren sich überwiegend in den Bereichen Schutzschichtsysteme (EBC s), Analysen, NDI, Bearbeitung und Hochtemperaturprozesse (Pyrolysen). 27. Oktober 2010 Seite - 6

41 Forschung/Entwicklungs- und KMU-Netzwerk im Bereich Werkstoffe & Prozesse Universität Hannover (IFW) Zerspanungstechnologie Universität Bremen Werkstoffprüfung und -modellierung Fa. Fuchs Brennkammerschmieden DLR Köln Keramiktechnologie und Schutzschichtsysteme RWTH Aachen Fügetechnik, Zerspanungstechnologie, Umformtechnik IPT Aachen Zerspanungstechnologie Technologiebewertungen Universität Hamburg-Harburg Zerspanungstechnologie Fa. PVA Vakuumlöten Universität Erlangen Keramiktechnologie Universität Halle Werkstoffmodellierung SLV Berlin-Brandenburg Fügetechnik Fraunhofer Instutut Dresden Oberflächentechnik, Keramiktechnologie, Pulvermetallurgie, Lasertechnologie TU-Clausthal Keramiktechnologie Fa. Schunk Keramiktechnologie, EBC s Universität Bayreuth Keramiktechnologie Universität Darmstadt Zerspanungstechnologie Universität Erlangen Keramiktechnologie DLR-Stuttgart Keramiktechnologie Universität Stuttgart (IRS) Materialtests und Diagnostik FH-Ulm Zerspanungstechnologie Fraunhofer Institut Freiburg Werkstoffcharakterisierung Fa. Mack Mechanische Bearbeitung, Schleifen Fa. SGL Keramiktechnologie SLV-München Fügetechnologie EADS Innovation Works Keramiktechnologie, Metallische Werkstoffe, Oberflächentechnik, Fügetechnik Fa. Stossbeger Erodieren Fa. ECM Keramiktechnologie, Hochtemperaturprozesse TU-München (Garching) Keramiktechnologie, Umformtechnik (IWB), Messtechnik (IWB) 27. Oktober 2010 Seite - 7

42 Zukünftige Aktivitäten und Bedarf Optimierung und Verbesserung der Robustheit bei der Brennkammerfertigung (Kernprozess) in den Bereichen Giessen, Schmieden, Online- Prozesskontrolle, NDI und Prozesssimulation (z.b. Giessprozess) Weiterentwicklung der Satellitentanktechnologie Technologiebedarf u.a. im Bereich der Metalle und Kunststoffe Industrielle Partner im Bereich der generativen Verfahren (ALM, SLM) Technologiebedarf im Bereich Anlagentechnik (Skalierbarkeit hin zu großen Strukturbauteilen wie z.b. einer Brennkammer) sowie beim Oberflächen-Finishing (chemisch etc.) und der Standardisierung und Normung Zerstörungsfreie Prüf- und Analysemethoden 27. Oktober 2010 Seite - 8

43 Ansprechpartner Leiter TP32 Production Technology Dr. Steffen Beyer Tel Oktober 2010 Seite - 9

44 Launcher Propulsion Technologie & Entwicklung Dieter Preclik TP21 DLR Raumfahrt-Industrietage in Ottobrunn 27. Oktober 2010

45 Astrium-ST/TP Antriebssysteme für die Ariane 5 Aestus Engine Upper Stage EPS Cryogenic Valves - Main Stage HM7B Thrust Chamber Upper Stage ESC-A Vulcain Thrust Chambers Main Stage 27. Oktober 2010 Seite - 2

46 Perimeter der Aktivitäten im Bereich Entwicklung Antriebe OTN Vorbereitung neuer Programme im Bereich Antriebe im Auftrag der ESA und in Zusammenarbeit mit der nationalen und europäischen Raumfahrtindustrie Durchführung von Untersuchungen zur Bewertung und Optimierung künftiger Trägerkonzepte (NGL/A6, Vega, Small Launcher) Entwicklung und Validierung von Schlüsseltechnologien für Antriebssysteme der nächsten Generation Durchführung von Technologietests in Kooperation mit dem DLR / Lampoldshausen Verbesserung und Verifikation fortschrittlicher analytischer Modelle und Simulationsverfahren (System- und Komponenten-Level) Ausbau und Erweiterung der technologischen Grundlagen in Kooperation mit Universitäten und Forschungseinrichtungen Ziel: Sicherung der globalen Wettbewerbsfähigkeit 27. Oktober 2010 Seite - 3

47 Vorbereitung neuer Programme (Main Stage Propulsion) Identifikation des Technologiebedarfs im Bereich Trägerantriebe für künftige Raumtransportsysteme Untersuchung verschiedener Unterstrufen Triebwerkskonzepte (Treibstoffsysteme, TW-Zyklus und Architektur, TW-Leistungs- und Betriebsbereich) Definition von geeigneten Demonstratoren auf Komponenten- u. Systemebene (Size, Performance, Technology, Reliability, Cost) Nachweis kritischer Technologien im Versuch (TRL ) Unterstützung der Schnittstelle Stufe / Antrieb (Fokus: Gesamtsystemoptimierung) Engine System Trade-off MC3400GG MC2700SC MC2400SC Courtesy: Snecma Vulcain 2 MC3000SC-HC Subsystem Demo Testing & Verification Engine Demo Courtesy: Snecma Systems-I/F JPT 27. Oktober 2010 Seite )

48 Vorbereitung neuer Programme (Upper Stage Propulsion) Stärkung und Ausbau der Systemkompetenz im Bereich Oberstufentriebwerke mit lagerfähigen Treibstoffen (NTO/MMH) Nationale Kooperationen im Bereich Forschungsverbund Oberstufe Venus: Untersuchung alternativer Oberstufen / Oberstufenantriebe (Bsp. hier: 4. Stufe AVUM) für einen Upgrade des VEGA Launchers Europäisierung der Vehikel Subsysteme (AVUM: Yuzhnoye, Ukraine) FLPP: Identifizierung von Schlüsseltechnologien für künftige In-Space Missionen bei Einsatz lagerfähiger Treibstoffe (Schub: 3-8 kn) Engine Heritage 5 kn Demo 27. Oktober 2010 Seite - 5

49 Schlüsseltechnologien für künftige Schubkammersysteme Brennkammerbauweise für Hochleistungstriebwerke in der Schubklasse kn Einspritzkopftechnologie für Hauptbrennkammer bei gestufter Verbrennung ( heiße Einspritzung) Düse BK EK Technologie der Vorverbrennung (Pre-Burner) Düsenbauweisen mit regenerativer Hochdruckkühlung Neue Treibstoffe (LOX/LCH4) und funktionale Anforderungen (Leistung, Kühlung, Stabilität, etc.) Kryogene Ventile für Hochdruckanwendungen und elektrischer Aktuation (Betriebsbereich 400 bar) Neue Materialien und Fertigungsverfahren PB 27. Oktober 2010 Seite - 6

50 Fortschrittliche analytische Modelle und Simulationsverfahren Leistungsfähige Systemsimulation des transienten Triebwerksverhaltens (Start-Up, Shut-Down, Drosselung) Mehrdimensionale (3D), mehrphasige Strömungssimulation von Brennkammer (Verbrennung) und Düse (Entspannung) Gekoppelter Wärmeübergang zwischen Heißgas und Kühlmittel unter Berücksichtigung der Struktur (mehrdimensional) Thermohydraulische Wechselwirkungen zwischen heißen u. kalten Treibstoffen in Verteilerräumen (Strömungen mit hohen Dichtegradienten, 2-Phasen Strömungen) Modelle zur analytischen Behandlung der Verbrennungsstabilität (hochfrequente Kopplung akustischer Modi) Statistische Methoden zur Testplanung /-auswertung sowie zur Zustandsüberwachung von Komponenten 27. Oktober 2010 Seite - 7

51 Ausbau der Grundlagenforschung in nationaler Kooperation Charakterisierung der Treibstoffaufbereitung bei Einspritzsystemen von kryogenen (insb. LOX/Methan) und lagerfähigen (NTO/MMH) Treibstoffen 1 ) Untersuchung von Sonderproblemen der Triebwerkskühlung (Film- und Effusionskühlung, Kondensation von Gasen) Modellierung der Lebensdauer thermisch hochbelasteter Triebwerksstrukturen (Brennkammerwände) Untersuchung des akustischen Verhaltens von Einspritzkopf, Brennkammer und Düse (BK-Geometrie, Resonatoren, etc.) Beschreibung von Strömungs-Struktur Wechselwirkungen Modellierung von Mehrphasenströmungen in Triebwerk und Versorgungssystemen 1 ) 1 ) 1 ) Courtesies: SFB-TR Oktober 2010 Seite - 8

52 Netzwerke und Kooperationen im Bereich Trägerantriebe Auswahl an etablierten Partnern (Universitäten, Institute, KMUs) SFB-TR40 ESTEC Zusammenarbeit überwiegend im Rahmen von R&T Projekten und Themenstellungen. Partner mit dezidierten Kompetenzen im Bereich Technologie/Trägerantriebe gefragt. Die besondere Thematik der Trägerantriebe (kryogen, lagerfähig hypergol, etc.) erfordert jedoch ein über generische Kenntnisse (z. Bsp. Analytik) hinausgehendes Profil! EU 27. Oktober 2010 Seite - 9

53 Ansprechpartner Leiter TP21 Advanced Programs and Systems Technologies Dieter Preclik Tel Oktober 2010 Seite - 10

54 Launcher Propulsion Portfolio Rolf Nicolay TP22 DLR Raumfahrt-Industrietage in Ottobrunn 27. Oktober 2010

55 ASTRIUM Antriebssysteme für die Ariane 5 Aestus Motor Oberstufe EPS Kryogene Ventile Hauptstufe HM7B Thrust Chamber Oberstufe ESC-A Vulcain Thrust Chambers Hauptstufe 27. Oktober 2010 Seite - 2

56 Produktionsprogramme Raketenmotoren Engine Astrium Anteil Schub Treibstoffe Leistung HM7 Engine Ariane 5 ECA Upper Stage Entwicklung, Test und Produktion - thrust chamber - LOX/LH2-Ventile 70 kn (7 tons) LOX/LH2 447 sec Aestus Engine Ariane 5 GS / ES Upper Stage Entwicklung, Test und Produktion Gesamtes Triebwerk 28 kn (2.8 tons) NTO/MMH 324 sec Vulcain 1 Engine Ariane 5 GS Main Stage Entwicklung, Test und Produktion - thrust chamber - LOX/LH2-Ventile 1075 kn (107 tons) LOX/LH2 431 sec Vulcain 2 EngineAriane 5 ECA / ES Main Stage Entwicklung, Test und Produktion - thrust chamber - LOX/LH2-Ventile 1350 kn (135 tons) LOX/LH2 434 sec 27. Oktober 2010 Seite - 3

57 Produktionsprogramme Ventilsysteme Ventil zur Sauerstoff - tankbedrückung (PPO) LH2/LOX Isolation Valve Flüssig Helium Ventil Ventil zur Wasserstoff - tankbedrückung (PPH) LH2/LOX Hauptabsperrventil 27. Oktober 2010 Seite - 4

58 Kooperationsmöglichkeiten in der Produktion Während der Entwicklung eines Produktes werden Materialien, Herstellungsprozesse und Prozeduren qualifiziert, im Hause als auch bei Partnern. In der Regel (wo möglich) werden 2 Lieferanten für ein zu lieferndes Produkt qualifiziert. Mit Ende der Entwicklung wird das Gesamtprodukt qualifiziert unter Festschreibung aller Istzustände. Ein Änderung ist fortan nur mittels einer Requalifikation möglich. Im Rahmen einer solchen Requalifikation ist ASTRIUM nicht frei in seinen Entscheidungen. Die Änderung eines Zulieferers innerhalb eines laufenden Produktionsprogrammes ist sehr schwierig und vor allen Dingen sehr teuer. Kooperationen bieten sich daher eher im Bereiche Vorentwicklung oder Entwicklung an. 27. Oktober 2010 Seite - 5

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