Am DLR-Institut für Raumfahrtantriebe in Lampoldshausen wird im DLR-Projekt LUMEN (Liquid Upper Stage Demonstrator Engine) ein Triebwerk mit 25 Kilonewton Schub von der Komponenten- bis hin zur Systemebene realisiert.
Die Hauptziele des Projekts sind die Steigerung der Systemkompetenz des DLR im Bereich Raketentriebwerke und die Bereitstellung einer modularen Testumgebung bis auf ein Technologiereifegradlevel 6 für zukünftige Triebwerkkomponententests.
Liquid Upper Stage Demonstrator Engine (LUMEN)
Anwendungsgebiet
Steigerung der Systemkompetenz im DLR-Institut
Bereitstellung einer modularen und flexiblen Testumgebung für zukünftige Triebwerkskomponenten in einer vollständig repräsentativen Systemumgebung
Einsatz Künstlicher Intelligenz für Triebwerkssteuerung oder Gesundheitsüberwachung und -management
Das LUMEN-Triebwerk ist ein pumpengefördertes LOX/Methan-Triebwerk, das am europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8 auf dem DLR-Gelände getestet wird. Im Fokus steht die Untersuchung des Verhaltens eines kompletten Flüssigkeitsraketenzyklus und seiner einzelnen Komponenten in einer repräsentativen Testumgebung.
Teil des Projekts ist die Auslegung, Fertigung und der Betrieb eines Demonstrators für ein kryogenes Oberstufentriebwerk. Dies ermöglicht die Untersuchung des gekoppelten Betriebs der Einzelkomponenten.
Das Zusammenspiel einzelner Komponenten betrachten
Die auf den Prüfstandsbetrieb optimierte Bauweise ohne Beschränkungen des Gewichts und Bauraums des Demonstrators gewährleistet eine exzellente messtechnische Zugänglichkeit aller Einzelkomponenten. Die so gewonnenen Daten bieten einen wesentlich detaillierten Einblick in das Betriebsverhalten eines Triebwerks, als dies an realen Flugtriebwerken möglich ist.
Diese Testdaten stellen die Basis für die Validierung von numerischen Verfahren zur Beschreibung von Flüssigantrieben dar. Das Projekt LUMEN ist somit ein wesentlicher Baustein auf dem Weg zum „Virtuellen Triebwerk“. Zusätzlich wird Forschung im Bereich der Künstlichen Intelligenz-basierten Triebwerkssteuerung und der Gesundheitsüberwachung und des sogenannten Gesundheitsmanagements betrieben, die für zukünftige wiederverwendbare Raketentriebwerke benötigt werden.
Systemkompetenz für die europäische Raumfahrtindustrie
Das DLR-Forscherteam unterstützt mit dieser Systemkompetenz insbesondere die deutsche und europäische Raumfahrtindustrie bei der Entwicklung innovativer und kosteneffizienter Raketenantriebe.
Die vorgesehene Schubklasse des LUMEN-Demonstratortriebwerks sowie die offene Kommunikationsphilosophie des DLR haben das Interesse zahlreicher Start-ups von Mikrolaunchern geweckt, das LUMEN-Design als potenzielles Oberstufentriebwerk für ihre Projekte zu nutzen.
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DLR-Forschende testen erfolgreich die Interaktion einzelner Komponenten des LUMEN-Demonstrators
Im Rahmen des Projekts LUMEN entwickeln DLR-Forschende ein pumpengefördertes Flüssigsauerstoff und Methantriebwerk. Im Mittelpunkt steht dabei die Untersuchung des Verhaltens eines gesamten flüssigkeitsbetriebenen Raketenzyklus und seiner Einzelkomponenten in einer repräsentativen Testumgebung. Die Tests finden auf dem Europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8.3 am DLR-Standort Lampoldshausen statt.
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Video: Technologiedemonstrator LUMEN
Im Rahmen des Projekts LUMEN (Liquid Upper Stage Demonstrator Engine) entwickeln DLR-Forscher ein pumpengespeistes Flüssigsauerstoff- (LOX) und Methantriebwerk. Im Mittelpunkt steht dabei die Untersuchung des Verhaltens eines gesamten flüssigkeitsbetriebenen Raketenzyklus und seiner Einzelkomponenten in einer repräsentativen Testumgebung. Die Tests finden auf dem Europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8 am DLR-Standort Lampoldshausen statt.
