Höhenforschungsrakete, CFK, thermoplastisches AFP, in-situ Konsolidierung, Projekt ATEK
Im Rahmen des ATEK Projektes wurde am Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie ein 17 Zoll Nutzlastcontainer in neuer Hybridbauweise entwickelt. Der Nutzlastcontainer wurde im Automated Fiber Placement (AFP) Verfahren mit Kohlenstofffaserverstärkten thermoplastischen Tapes (CF-PEEK) als Teil der Primärstruktur hergestellt. Die strukturelle Integrität wurde ohne zusätzlichen Nachkonsolidierungsprozess erreicht. Die Realisierung dieses einstufigen in-situ Verfahrens markiert einen großen Entwicklungsschritt, da teure und zeitaufwändige Vakuumsackverfahren eingespart werden können.
Im Gegensatz zum Wickelverfahren werden außerdem Faserondulationen an den Kreuzungspunkten vermieden, was sowohl die Bauteilsteifigkeit als auch -festigkeit verbessert. Der Nutzlastcontainer zeichnet sich durch die Einhaltung enger geometrischer Toleranzen und eine hohe Konsolidierungsqualität aus. Durch die zielgerichtete Auswahl eines geeigneten Lagenaufbaus wurden ebenfalls hervorragende thermomechanische Eigenschaften erzielt.
Die Eignungstests unter Druck-, Biegung und Schubbelastungen konnten im Jahr 2018 die Einhaltung der hohen Anforderungen bestätigen. Die Lasten werden über HI-LOK Schraubniete in die Struktur eingeleitet.
Das ATEK / MAPHEUS-8 Flugmission wurde am 13. Juli 2019 vom Startplatz Esrange in Kiruna erfolgreich gestartet und lieferte wertvolle Flugdaten. Die Nutzlast erreichte ein Apogäum von ca. 240 km und landete ca. 500 Sekunden nach dem Start in einer Entfernung von ca. 67 km vom Startplatz entfernt. Die Nutzlast wurde in der späten Unterschallflugphase mit einem Fallschirm abgebremst, um einen harten Aufprall auf den Boden zu vermeiden. Das Health Monitoring System ermöglichte die Messung von aerothermischen und mechanischen Belastungen der Hybrid-Nutzlaststruktur während des gesamten Flugs. Damit gehört diese Bauteil zur ersten Generation in-situ AFP hergestellter Primärstrukturen, welches im tatsächlichen Flugbetrieb im Rahmen des DLR ATEK Projektes mit einer Höhenforschungsrakete eingesetzt wurde.
Die Mission ATEK (Antriebstechnologien und Komponenten für Trägersysteme) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beförderte HealthMonitoring-Systeme für kritische Trägerkomponenten, eine Hybridgehäusestruktur und eine MAPHEUS-8 Nutzlast aus verschiedenen biologischen und materialwissenschaftlichen Experimenten in eine Höhe von rund 240 Kilometern.
Video: Mission ATEK: Vom hohen Norden ins All
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Die Mission ATEK (Antriebstechnologien und Komponenten für Trägersysteme) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beförderte HealthMonitoring-Systeme für kritische Trägerkomponenten, eine Hybridgehäusestruktur und eine MAPHEUS-8 Nutzlast aus verschiedenen biologischen und materialwissenschaftlichen Experimenten in eine Höhe von rund 240 Kilometern.
