Effiziente Entwicklung von Raumtransportsystemen durch innovative Auslegungswerkzeuge und Flugprogramme
Zuverlässige und wiederverwendbare Raumtransportsysteme lassen sich nur durch verifizierte Auslegungswerkzeuge und Technologien wirtschaftlich effizient entwickeln. Hierbei kommt es darauf an, mithilfe leistungsfähiger Simulationen den optimalen Mittelweg zwischen numerischen Berechnungen und praxisnahen Tests zu finden. Insbesondere reale Flugdaten aerothermodynamisch aufgeheizter Strukturen sind selten und daher von großer wissenschaftlicher Bedeutung. Da punktuelle Flugexperimente jedoch nicht alle offenen Fragestellungen beantworten können, erweist sich der Aufbau eines wissenschaftlich-technisch fundierten Flugprogramms mit aufeinander aufbauenden Hyperschall-Experimenten als zentral.
ATHEAt: ein anspruchsvolles Hyperschall-Flugexperiment
Im Rahmen des Projekts ATHEAt verfolgt das DLR das Ziel, gezielt Technologielücken für wiederverwendbare Raumtransportsysteme zu schließen und sich als unverzichtbarer Partner in der europäischen Raumfahrtentwicklung zu etablieren. Ein Forschungsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung und Erprobung zweier Flugexperimente: ein Hyperschall-Experiment mit einer Machzahl von über 8 für eine Zeitdauer von mehr als 120 Sekunden sowie ein Flugexperiment mit einer einstufigen, innovativen Hybridrakete.
Thermalschutzsystem des Raketenvorkörpers: Fortschritt durch C/C-SiC-Technologie
Unser Institut ist im ATHEAt-Projekt in den Abteilungen Raumfahrt Systemintegration und Keramische Verbundstrukturen für den Entwurf und die Herstellung des Thermalschutzsystems (TPS) des Raketenvorkörpers verantwortlich. Dieses TPS muss extremen aerothermalen Belastungen standhalten. Aufbauend auf Erfahrungen aus dem STORT-Projekt wird das TPS eine thermisch stabile, segmentierte Außenstruktur aus C/C-SiC umfassen, die speziell für die anspruchsvolle Hyperschallflugbahn von ATHEAt mit einer Machzahl von 9-10 und einer Dauer von fast drei Minuten entwickelt wurde.
Innovative Experimente zur aktiven Kühlung und Steuerung
In Zusammenarbeit mit der Abteilung "Über- und Hyperschalltechnologien" des DLR-Instituts für Aerodynamik und Strömungstechnik wurden zwei Experimente zur aktiven Kühlung in die TPS-Struktur integriert. Zudem ist am Ende des Vorkörpers ein Modul mit vier über einen zentralen Aktuator steuerbaren Klappen angebracht, die wertvolle Daten zum realen Verhalten von Steuerflächen im Hyperschallbereich liefern werden.
