Treibstoff besteht aus flüssigem Wasserstoffperoxid und festem Brennstoff
Ingenieure testen auf dem DLR-Gelände in der Lüneburger Heide ein neu entwickeltes Raketentriebwerk, bei dem flüssiges Wasserstoffperoxid und fester Brennstoff miteinander reagieren. Erste Testreihen verlaufen vielversprechend: Demnach könnte bereits in den nächsten fünf bis zehn Jahren solch ein Hybridtriebwerk gebaut werden.
Brenntest am DLR-Standort Trauen: Erste Versuche mit einer Treibstoffkombination aus flüssigem Wasserstoffperoxid und einem festen Brennstoff laufen vielversprechend. Ziel ist die Entwicklung eines Hybridraketentriebwerks.
Foto: DLR
Die Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) wollen auf dem Versuchsgelände in Trauen verschiedene Feststoffe testen, dabei ihre Mischungen variieren und den Verlauf des Verbrennungsvorgangs untersuchen. Derzeit laufen in einer 3,30 Meter breiten Brennkammer aus Beton Experimente , bei denen es innerhalb von zehn Sekunden zu einem Schub von 240 Kilogramm kommt. Während dieser Zeit befinden sich die Ingenieure um Dr. Ognjan Božić vom Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik sicherheitshalber hinter 20 Zentimeter dicken Stahlbetonwänden.
„Eine einmalige Anlage in Europa“, betont Božić. Auf dem völlig abgelegenen Testgelände wollen die Ingenieure den Nachweis erbringen, dass ihr neu entwickeltes Hybridraketentriebwerk die gleiche Effizienz erbringen kann wie bisher eingesetzte Feststofftriebwerke. Die Sicherheit dieses Geländes ermöglicht auch weitere Testläufe um sogar noch größere Triebwerke zu testen, bei denen eine Schubkraft bis zu 15 Tonnen entstehen kann.
Kombination von Feststofftriebwerk und Flüssigtriebwerk
Božić und sein Team wollen die beiden Triebwerkstypen miteinander kombinieren und damit die verschiedenen Vorteile von Feststoff- und Flüssigtriebwerk nutzen. „Bauweise und Handhabung sind einfach und daher kostengünstiger als bei Flüssigtriebwerken, die Treibstoffe ungiftig“, zählt DLR-Ingenieur Daniel Lancelle auf. „Die Schubkraft kann geregelt und das Triebwerk bei Bedarf an- und abgeschaltet werden. Außerdem ist die Explosionsgefahr niedriger als bei anderen Triebwerken.“
Nachteile des Hybridtriebwerks sind die niedrige Abbrandgeschwindigkeit und der niedrige Schub. „Wir arbeiten jetzt daran, den Prozess in dieser neuen Triebwerksart zu verstehen und die Abbrandgeschwindigkeit und Triebwerkseffizienz zu verbessern“, erläutert DLR-Forscher Božić.
Neues Hybridraketentriebwerk für den Weltraumtourismus
Die Forscher wollen das Hybridraketentriebwerk für Forschungszwecke einsetzen. Kleine und mittlere Trägerraketen könnten Raketen und Flugzeuge in die Höhe transportieren. „Sie können für Forschungsraketen und Forschungsflugzeuge in einer Höhe von 40 bis 180 Kilometern verwendet werden – und damit die Lücke zwischen Flugzeug und Satellit schließen“, so Božić. Mond- und Marslander könnten mit dem neuen Hybridtriebwerk ausgestattet werden. Aber auch eine Verwendung im Weltraumtourismus halten die DLR-Forscher für möglich. Die verschiedenen Brennstoffe sind vor der Zündung getrennt. Dadurch ist eine hohe Sicherheit gegeben.
„Unser Ziel ist es, anhand der Ergebnisse eine Ingenieur-Software zu entwickeln, mit der in Industrie und Forschung innerhalb weniger Wochen ein solches Triebwerk entworfen oder eine bestehende Konstruktion verbessert werden könnte“, erklärt DLR-Ingenieur Dennis Porrmann. Bis Mitte des Jahres wollen die drei Forscher Dr. Ognjan Božić, Daniel Lancelle und Dennis Porrmann noch fünf weitere Probeläufe durchführen. Die Forscher können sich gut vorstellen, in den nächsten fünf bis zehn Jahren eine Rakete mit dem neuen Hybridtriebwerk ins All zu befördern.
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