Grundlagenforschung zur Transpirationskühlung

Die Transpirationskühlung gilt als vielversprechend Methode, um thermisch hochbelastete Komponenten von Raketentriebwerken zuverlässig zu schützen. Dadurch lassen sich sowohl die Leistungsfähigkeit als auch die Lebensdauer der Antriebe steigern. Im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereichs TRR40 „Technologische Grundlagen für den Entwurf thermisch und mechanisch hochbelasteter Komponenten zukünftiger Raumtransportsysteme“ erforscht das DLR-Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie gemeinsam mit dem Institut für Thermodynamik der Luft- und Raumfahrt (ITLR) der Universität Stuttgart intensiv diese Technologie.

Zum Einsatz kommt ein an unserem Institut entwickelter poröser Keramikverbundwerkstoff, der von Kühlluft durchströmt und gleichzeitig einer Heißgasströmung ausgesetzt wird. Das Kühlmedium senkt die Temperatur der Wand und bildet zusätzlich einen schützenden Film an der Oberfläche. Aufbauend auf früheren Modellstudien untersucht das Team nun den Einfluss unterschiedlicher Kühlmittelmassenströme. Numerische Simulationen übertragen diese Erkenntnisse auf eine Raketenbrennkammer im Maßstab 1:1. Langfristiges Ziel ist die effiziente Integration der Transpirationskühlung in das Gesamtsystem Triebwerk, um die Vorteile verschiedener Kühlverfahren bestmöglich zu kombinieren.