In einer viermonatigen Versuchskampagne am Europäischen Forschungs- und Technologieprüfstand P8 des DLR Standortes Lampoldshausen demonstrierten im Frühjahr 2005 die DLR Institute „Raumfahrtantriebe“ sowie „Bauweisen- und Konstruktionsforschung“ gemeinsam die Funktionalität einer vollständig effusiv gekühlten Schubkammerinnenwand aus porösem, hochtemperaturfestem Carbon/Carbon (C/C)- Material.
In der vor Ostern 2005 abgeschlossenen Versuchskampagne an einer maßstabsverkleinerten H2/O2-Testbrennkammer (80 mm Innendurchmesser) wurde die neuartige Technologie der C/C- Struktur erstmals mit tiefkaltem Wasserstoff in mehr als zehn Tests mit einer Gesamtbrenndauer von über 500 Sekunden eingesetzt. Darin wurde das Versuchstriebwerk bei Heißgasdrücken zwischen 60 und 80 bar und unter Variation sowohl des Treibstoffmischungsverhältnisses als auch des Wandkühlmassenstromes erfolgreich auf die Probe gestellt. Um dem gesetzten Ziel der Entwicklung einer realen Raketenschubkammer einen entscheidenden Schritt näher zu kommen, musste das C/C-Strukturdesign den hohen Anforderungen der thermisch-mechanischen Lasten während der stationären und vor allem der transienten Betriebsphasen (Zündung / Abschaltung) genügen. Getestet wurden verschiedene Konfigurationen von Ringsegmenten und kompletter Schubkammer mit kurzen Düsenerweiterungen. Mit dem Erfolg der Kampagne wurde die prinzipielle Einsetzbarkeit von effusiv gekühltem C/C im Bereich von Hochleistungsbrennkammern nachgewiesen und gleichzeitig wichtige Erkenntnisse für eine zielgerichtete Optimierung gewonnen. Damit konnte in der laufenden Entwicklung ein entscheidender Meilenstein erreicht werden.
Bei dem neuen Technologieansatz wird nach dem Prinzip der Schwitzkühlung in einer doppelwandigen Brennkammer ein geringer Wasserstoffanteil über Längskanäle in den Doppelwandzwischenraum eingebracht und strömt durch die poröse Innenwand in den Brennraum. Die dafür erforderlichen Kühlmitteldrücke sind im Vergleich zu einer regenerativen Kühlung weitaus geringer und könnten auf Systemebene Gesamttriebwerk für eine Reduktion der Leistungsanforderung an die Turbomaschinen genutzt werden und folglich deren Zuverlässigkeit erhöhen.
Die Effusionskühlung in Verbindung mit moderner Composite - Werkstofftechnik ermöglicht einen hohen Systemwirkungsgrad bei einer gleichzeitig gewichtsreduzierten und schadenstoleranten Bauweise. Zusätzlich lässt der Einsatz dieser Linertechnologie das Potenzial zu einer Kostenreduktion erkennen.