Prüfstand M3.3 Übersicht
Prüf­stand M3.3 Über­sicht
Bild 1/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Prüfstand M3.3 Übersicht

Am Prüf­stand M3.3 wird die Ein­sprit­zung von flüs­si­gem Stick­stoff und flüs­si­gem Sau­er­stoff un­ter Welt­raum­be­din­gun­gen un­ter­sucht. Wäh­rend dem Start von Ober­stuf­en­trieb­wer­ken füh­ren die Ein­spritz­be­din­gun­gen zu ei­ner schlag­ar­ti­gen Ver­damp­fung die­ser Flüs­sig­kei­ten (sog. Fla­shing).
Prüfstand M3.3 Detail
Prüf­stand M3.3 De­tail
Bild 2/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Prüfstand M3.3 Detail

Die Groß­an­la­ge dient da­zu die Treib­stof­fauf­be­rei­tung, die In­jek­ti­on, die Zün­dung und Ver­bren­nung von Ra­ke­ten­treib­stof­fen zu un­ter­su­chen.
Testfeld M3
Test­feld M3
Bild 3/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Testfeld M3

Au­ßen­an­sicht des Test­felds M3 mit der Va­ku­u­m­an­la­ge des Prüf­stands M3.1 (links). Die Va­ku­u­m­an­la­ge wird für Ra­ke­ten­trieb­werks­tests ver­wen­det und si­mu­liert die Zün­dung un­ter Welt­raum­be­din­gun­gen.
Prüfstand M3.3 Testkammer
Prüf­stand M3.3 Test­kam­mer
Bild 4/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Prüfstand M3.3 Testkammer

In der op­tisch zu­gäng­li­chen Va­ku­um­kam­mer wer­den die Welt­raum­be­din­gun­gen si­mu­liert und  der flüs­si­ge Stick­stoff/Sau­er­stoff ein­ge­spritzt.
Prüfstand M3.3 Übersicht
Prüf­stand M3.3 Über­sicht
Bild 5/5, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Prüfstand M3.3 Übersicht

Der M3.5 wird ver­wen­det um Durch­fluss­un­ter­su­chun­gen mit flüs­si­gem Stick­stoff und flüs­si­gem Sau­er­stoff durch­zu­füh­ren. Durch das mo­du­la­re De­sign kön­nen fast be­lie­bi­ge Ein­bau­ten un­ter­sucht wer­den, wie z.B. Ven­ti­le oder Ein­spritz­köp­fe von Ra­ke­ten­trieb­wer­ken.

Das M3 Testfeld des DLR-Instituts für Raumfahrtantriebe in Lampoldshausen ermöglicht eine hohe Anzahl an Versuchen in verkleinertem Maßstab mit vielen unterschiedlichen Konfigurationen. Aufgebaut ist das M3-Testfeld aus drei Prüfständen mit unterschiedlichen Aufgabenfeldern: M3.1; M 3.3. und M3.5. Die Großanlage dient dazu die Treibstoffaufbereitung, die Injektion, die Zündung und Verbrennung von Raketentreibstoffen zu untersuchen.

Forschung mit Miniaturbrennkammern

Am Prüfstand M3.1 werden Versuche mit Raketenbrennkammern durchgeführt. Der Fokus liegt hier auf der Untersuchung der transienten Vorgänge bei der Einspritzung kryogener Treibstoffe in die Brennkammer, der Zündung und der Verbrennung des Treibstoffgemischs.  Unter anderem ist es möglich am M3.1 Grundlagenuntersuchungen zur thermischen Belastbarkeit neuartiger Werkstoffe für den Bau von Brennkammern  durchzuführen, oder zum Beispiel neue Zündmethoden wie die Laserzündung zu untersuchen. Die hohe Modularität der Hardware ist ein wesentlicher Vorteil des M3.1 und des gesamten M3 Testfelds und erlaubt es schnell und flexibel mehrere Konfigurationen zu untersuchen.

Erforschung der optimalen Einspritzung von Raketentreibstoffen

Die beiden Prüfstände M3.3 und M3.5 beschäftigen sich mit der Untersuchung von transienten Zwei-Phasenströmungen. Diese sind von großer Bedeutung bei der Strömung der kryogenen Treibstoffe durch die Triebwerkskomponenten (Ventile, Einspritzköpfe, Turbopumpen,…) und bei der Injektion der Treibstoffe in die Brennkammer. Letztere kann im Vakuum stattfinden, wenn zum Beispiel die Brennkammer eines Oberstufentriebwerks im Weltraum gezündet werden soll. Auch hier zeichnet sich das M3 Testfeld wieder durch seine hohe Modularität und Flexibilität aus, sodass den zu untersuchenden Konfigurationen praktisch keine Grenzen gesetzt sind.

An den verschiedenen Kleinprüfständen des M3 werden die Treibstoffaufbereitung, die Injektion, die Zündung und Verbrennung von Raketentreibstoffen im Labormaßstab untersucht. Mit den Ergebnissen dieser Laborforschung können an anderen Prüfständen weitergehende Untersuchungen an Modellbrennkammern unter Bedingungen durchgeführt werden, die im Labormaßstab nur schwer realisierbar sind.

Kontakt
  • Volker Speelmann
    Lei­tung Zen­tra­les In­ves­ti­ti­ons­ma­na­ge­ment
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    Telefon: +49 2203 601-4103
    Fax: +49 2203 601 4115
    Linder Höhe
    51147 Köln
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  • Herr Tobias Traudt

    Deut­sches Zen­trum für Luft-und Raum­fahrt Ab­tei­lung Ra­ke­ten­an­trie­be

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