Prüfstand M3.3 Übersicht
Prüfstand M3.3 Übersicht
Bild 1/5, Bild: 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, Bild: 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, Bild: 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, Bild: 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, Bild: 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
    Kontaktieren
  • Herr Tobias Traudt

    Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt Abteilung Raketenantriebe

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