Aktivitäten im Bereich Raumfahrtantriebe

Die Triebwerke zukünftiger Raumtransportsysteme müssen extremen thermischen und mechanischen Belastungen standhalten – bei gleichzeitig reduzierten Kosten und Wiederverwendbarkeit. Am DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie werden dazu neue Strukturkonzepte und Kühlmethoden auf Basis moderner Verbundwerkstoffe entwickelt.

Ein vielversprechender Ansatz ist die Transpirationskühlung in Kombination mit keramischen Faserverbundwerkstoffen (Ceramic Matrix Composites, CMC), die besonders temperaturbeständig sind. Als neuartige Bauweise wurde hierfür eine innovative, schwimmend gelagerte Brennkammer aus transpirationsgekühlten CMC-Segmenten konstruiert. Im Testbetrieb mit flüssigem Wasserstoff und Sauerstoff am DLR-Prüfstand P8 (DLR-Einrichtung Raumfahrtantriebe) konnten bis zu 30 kN Schub bei 120 Sekunden Laufzeit demonstriert werden. Die Weiterentwicklung strebt den Einsatz von Methan als Treibstoff sowie eine Skalierung auf 60 kN an.

Weitere Forschungsarbeiten befassen sich mit CFK-Tragmänteln zur Gewichtsreduktion sowie mit Düsenerweiterungen aus C/C-SiC, die durch ihre exzellenten thermischen, mechanischen und abrasionsbeständigen Eigenschaften höhere Leistung und Wiederverwendbarkeit ermöglichen. Das DLR entwickelt diese Komponenten für Flüssig-, Feststoff- und Hybridraketenantriebe.