Strukturen für die Raumfahrt und Hyperschallanwendungen
Forschungsbereich
Strukturen für die Raumfahrt und Hyperschallanwendungen
ATHEAt-Flugexperiment aufgehängt in der Startrampe
Der Vorkörper der Forschungsrakete besteht aus einer besonderen faserverstärkten Keramik, die am DLR entwickelt und hergestellt wurde. Sie ist extrem hitzebeständig, stabil und leicht.
Der Prüfstand INDUTHERM ist für den thermischen und mechanischen Test von Strukturkomponenten, wie z. B. Krafteinleitungen, bestimmt. Die Heizung der Prüflinge erfolgt induktiv über ein Suszeptorrohr, das in seinem Inneren ein homogenes Temperaturfeld mit bis zu 2000 °C erzeugt.
Der Forschungsbereich Strukturen für die Raumfahrt und Hyperschallanwendungen hat einen klaren Fokus: das Gesamtsystem zu betrachten, um für jedes Detail neue Lösungen zu finden. Die Anforderungen an Struktursysteme in der Raumfahrt sind vielfältig – sie müssen leicht, zuverlässig und bei Thermallasten von –250 °C bis +2000 °C vor allem temperaturbeständig und dehnungskompatibel sein.
Der Forschungsbereich deckt die gesamte Prozesskette ab – vom Werkstoffdesign über die Fertigung bis hin zum flugtauglichen Prototypen. Ziel ist die Entwicklung innovativer Leichtbau- und Strukturtechnologien, die den extremen Bedingungen der Raumfahrt standhalten.
Forschungsschwerpunkte
Im Zentrum der Arbeiten steht die Kombination von faserverstärkten Kunststoffen, Metallen und Hochleistungskeramiken, deren Eigenschaften gezielt mit modernen Fertigungsmethoden und Simulationsverfahren verbunden werden.
Durch die Integration digitaler Werkzeuge entstehen neuartige Systemlösungen mit hoher Funktionsdichte und geringem Gewicht.
Materialentwicklung und Strukturdesign: Entwicklung und Optimierung von faserverstärkten und keramischen Leichtbauwerkstoffen für Raumfahrtanwendungen bis hin zu UHTCMC und modernen Ablatoren (ZURAM)
Interdisziplinäres Strukturdesign: Bauteilentwicklung immer im Kontext mit dem Gesamt-Struktur Konzept, insbesondere bei Dehnungskompatibilität.
Digitale Prozessintegration: Einsatz moderner Simulationstools zur präzisen Abbildung thermischer und mechanischer Belastungen.
Additive und konventionelle Fertigung: Kombination unterschiedlicher Produktionsverfahren für komplexe, multifunktionale Raumfahrtstrukturen.
Experimentelle Validierung: Nutzung flexibel konfigurierbarer mechanischer und thermischer Testanlagen zur Überprüfung der Strukturperformance.
Flugversuch: Verifikation der Strukturkonzepte durch Flugexperiment
Kooperationen und Technologietransfer
Für die Verifikation und Erprobung werden Forschungsergebnisse durch einsatznahe Flugversuche validiert. Die Arbeiten erfolgen in enger Zusammenarbeit mit industriellen und universitären Partnern, um neuartige Leichtbaustrukturen effizient in die Praxis zu überführen.
Ein besonderer Fokus liegt auf:
der kosteneffizienten Entwicklung hochintegrierter Satellitensysteme,
der Übertragung innovativer Strukturkonzepte in die Raumfahrtindustrie,
und der Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit deutscher Unternehmen im Bereich Raumfahrttechnologien.
