SMART Rockets. Flüssigkeitsraketentechnik an der TU Dresden. Dresden, Christian Bach, Jan Sieder

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1 Fakultät Maschinenwesen Institut für Luft- und Raumfahrttechnik Professur für Raumfahrtsysteme, Prof. Martin Tajmar Flüssigkeitsraketentechnik an der TU Dresden Christian Bach, Jan Sieder Dresden,

2 Luftfahrzeugtechnik (Prof. Dr. Klaus Wolf) Institut für Luft- und Raumfahrttechnik Struktur Zwei Lehrstühle AG Aerodynamik Groß-Laboranlagen Windkanal Raumfahrtsysteme (Prof. Dr. Martin Tajmar) Personal ca. 44 Mitarbeiter davon 25 an Prof. Raumfahrtsysteme AG Exp. Aerodynamik (Dr. Veit Hildebrandt) Campus Johannstadt Drittmittel ca. 1,5 M (Progn. 2014) Studenten ca. 230 Studienrichtung Luft- und Raumfahrt ( Semester) Folie 2

3 Arbeitsgruppen und Schwerpunkte Raumfahrt als Technologietreiber für High-Tech Produkte und Forschung 3 Arbeitsgruppen / Schwerpunkte Folie 3

4 2. STERN Studentische Experimentalraketen Initiiert und geleitet durch DLR ( ) Finanziert über das BMWI Motivation Ökonomische und strategische Bedeutung des europäischen Weltraumzugangs Stark sinkende Nachwuchszahlen im Bereich Trägersysteme Zielstellung Ausbildung von jungen Studierendenim Bereich Trägersysteme Gut ausgebildete und motivierte Fachkräfte für den Raketenbau Ausführung Studierenden ermöglichen, eine Höhenforschungsrakete zu entwickeln, bauen und zu fliegen Praktische Studierendenausbildung Folie 4

5 Teams Universität Motor Treibstoffe Schub (N) Apogäum (m) Augsburg Hybrid HTPB + N 2 O Bremen Hybrid PE + N 2 O Bremen(ZARM) Hybrid Paraffin + LOX Berlin Feststoff AL + APCP Braunschweig Hybrid HTPB + N 2 O Dresden Flüssig Ethanol+ LOX München Hybrid HTPB + LOX Stuttgart Hybrid Paraffin+ N 2 O Folie 5

6 Raketensubsysteme Abmessungen: Durchmesser: 120 mm Länge: 3,6 m Leermasse: GLOW: 17,6 kg 23,2 kg Folie 6

7 Einbindung verschiedener Institute Leichtbau und Kunststofftechnik Holz- und Faserwerkstofftechnik Energietechnik (Kryotechnik) Werkstoffwissenschaft Folie 7

8 Raketenmotor Folie 8

9 Aufbau des Teststands Vollständiges Funktionsmodell des geplanten Antriebssystems Arbeitsdruck bis zu 25 bar Massenströme bis zu 0,5 kg/s pro Medienstrecke messbar Schubgerüst Steuerung und Datenaufnahme via LabVIEW Folie 9

10 Triebwerkstests Vorversuche Q4/2012 Q4/2013 Gasdichtigkeit bei Raumtemperatur System als dicht eingestuft Erste Wasserdurchflusstests Druckstöße führten zur Änderung der Ventilanordnung Befüllen der Tanks mit Kryogen Befüllen von oben zeigte sich als kaum realisierbar Betankung unten und Entlüftung oben Undichtigkeiten durch stark Unterschiedliche Wärmedehnung von PTFE-Dichtung und Metall Umbau auf Kupferdichtungen Folie 10

11 Injektor-Sprüh- u. Vermischungstests Q1/ Einzelne Sprühtests mit Wasser Sprühtest mit Ethanol Sprühtest mit LN2 Vermischungstest mit Wasser und LN2 vereist; mit Ethanol nicht Folie 11

12 Zünderversuche bei offener Verbrennung Ziel: Passendes Zündsystem Versuchte Varianten: Zündkerze (Modellauto) Zünder für Modellraketen Modellraketenmotor Brenner Elektrischer Heizer Wunderkerze Automatische Zündung erhöht Zündzuverlässigkeit (Zündzeitpunkt, mehr Zündenergie) Folie 12

13 Dichtungen Untersuchung verschiedenster Dichtungskonzepte und materialien Immer mit Undichtigkeiten rechnen, auch nach vorhergehender Prüfung Folie 13

14 Letzter Brennkammertest Folie 14

15 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Weitere Infos: TU Dresden News: FKZ: 50 RL 1256 Folie 15