Studenten der TU-Wien nehmen mobilen Teststand für Raketen-Flüssigtreibstofftriebwerke in Betrieb

josef

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#1
"SPACE TEAM"
Wiener Studenten können nun leistungsfähige Raketentriebwerke testen
Mobiler Prüfstand für Flüssigtriebwerke mit einem Schub von bis zu 25 Kilonewton in Betrieb genommen
Die Feststoffrakete "The Hound" des "Space Teams". Die neue Testanlage ist für deutlich leistungsfähigere Flüssigtreibstofftriebwerke ausgelegt.
Foto: TU Wien Space Team

Ein junges "Space Team" der Technischen Universität (TU) Wien hat eine Anlage für den Test von Raketenmotoren in Betrieb genommen. Damit lassen sich leistungsfähige Flüssigtriebwerke testen – eine wichtige Voraussetzung für die nächste Generation von Raketen, die die Studenten nun konstruieren möchten. Der Prüfstand TS03-24kN "Franz" passt auf einen Fahrzeuganhänger, damit die Tests sicher an entlegenen Orten wie Steinbrüchen durchgeführt werden können.

Erfolgreiches "Space Team"
Das "Space Team" der TU Wien hat in den vergangenen Jahren bereits Mini-Satelliten entwickelt, die ins All transportiert wurden, Raketen in Höhen von mehreren Kilometern geschossen und ist bei internationalen Wettbewerben gegen andere Uni-Teams angetreten. Nun wollen sie sich verstärkt Flüssigraketen widmen, wie sie auch von der Nasa oder SpaceX verwendet werden.

"Für Studierendenteams ist das noch ungewöhnlich. Es gibt weltweit nur ganz wenige Teams, die sich an das Thema Flüssigrakete heranwagen", erklärte Taras Weinl vom "Space Team". Der Grund dafür ist, dass diese Technologie deutlich komplizierter ist. Im Gegensatz zu Feststofftriebwerken, wo eine chemische Verbindung (Oxidator), die den notwendigen Sauerstoff liefert, mit dem Brennstoff vermischt ist, gibt es bei Flüssigtriebwerken getrennte Tanks für Brennstoff und Oxidationsmittel.


Die mobile Testanlage TS03-24kN "Franz" wurde nun in Betrieb genommen.
Foto: TU Wien Space Team

Schub von bis zu 25 Kilonewton
Um eine kontinuierliche, effiziente Verbrennung zu ermöglichen, muss die passende Mischung der beiden Stoffe erzeugt werden. Dafür kann man den Schub regeln und das Triebwerk abschalten und erneut zünden. Kleinere solcher Triebwerke testet das "Space Team" bereits seit einigen Jahren, mit der neuen Prüfanlage sollen nun auch Testreihen für große Triebwerke durchgeführt werden. Verwendet wird dabei Sauerstoff und Ethanol.

Der Prüfstand ist auf Raketentriebwerke mit einem Schub von bis zu 24 Kilonewton ausgelegt. Zum Vergleich: Ein Formel-1-Auto, das in 2,5 Sekunden auf 100 Kilometer pro Stunde beschleunigt, hat einen Schub von etwa 8 Kilonewton.

Bei den Tests sind die Studenten rund 100 Meter vom Teststand entfernt und steuert den Ablauf am Computer. Sensoren überwachen den Ablauf aller wesentlichen Prozesse und messen den erzielten Schub. Ein erster Versuch im Juni lief den Angaben der Studenten zufolge erfolgreich.
(red, APA, 6.7.2022)

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TU Wien Space Team: TS03-24kN "Franz"

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#2
MISSION ACCOMPLISHED
Wiener Studenten starteten selbst entwickelte Rakete mit Flüssigtriebwerk
Erfolgreiches Liftoff bei der "European Rocketry Challenge" im Oktober in Portugal

Das Space Team von der TU Wien mit seiner Flüssigtreibstoffrakete.
Foto: Max Gruber, TU Wien Space Team

Am Mittwoch ist die Nasa-Rakete SLS mit dem Orion-Raumschiff in Richtung Mond aufgebrochen. Studenten des Space Teams der Technischen Universität (TU) Wien arbeiten an ähnlichen Projekten, allerdings naturgemäß in deutlich kleineren Dimensionen. Nun ist den Jungforscherinnen und -forschern als erste universitäre Crew Europas bei der "European Rocketry Challenge" (EuRoC) in Portugal der Start einer Kleinrakete mit Flüssigtreibstofftriebwerk gelungen.

Effizienter und besser regulierbar
Vom Prinzip her handelt es sich bei dieser Art des Antriebs um die gleiche, wie sie auch die Nasa, ihr europäisches Pendant, die Esa, oder die US-Weltraumfirma SpaceX einsetzen. Die von den Studenten-Teams verwendeten kleineren Raketen werden normalerweise von den einfacher zu handhabenden Festbrennstoffen angetrieben. Der Vorteil der Flüssigtriebwerke liege aber in ihrer höheren Effizienz, der besseren Regulierbarkeit und der Wiederverwendbarkeit der Triebwerke, heißt es seitens der TU Wien.

Seit Jahren verfolge das Team daher das Ziel, eine solche Rakete zu entwickeln. Dafür wurde ein eigener Prüfstand zur Triebwerksentwicklung eingerichtet. Wie auch bei großen Raketenprojekten verzeichnete man auf dem Weg zur Umsetzung diverse Schwierigkeiten, die in einer unsanften Landung der rund zwei Meter hohen Rakete beim einzigen größeren Test im Juni auf einem Modellflugplatz gipfelten.

Bis in 2.200 Metern Höhe
Wie auch bei Artemis 1 und ähnlichen Missionen habe das Wetter zu den quasi obligatorischen Startverschiebungen geführt. Durch "extrem harte Arbeit" konnte man am 16. Oktober in Portugal dann aber das Flüssigtriebwerk zünden – für sechs Sekunden, die für eine Flughöhe von 2.200 Metern ausreichten.

"Am Gipfelpunkt wurde die Spitze abgetrennt, ein Fallschirm wurde ausgeworfen und die Rakete kehrte zur Erde zurück. In 250 Metern Höhe wurde der größere Hauptfallschirm ausgeworfen, und so gelang plangemäß eine sanfte Landung", so die Uni über den "ersten Flüssigraketenflug mit erfolgreicher Bergung der Rakete, der je einem europäischen Studierendenteam gelungen ist".

Die Wiener Wissenschafter wollen ihre Erfahrungen nun weitergeben. Sie werden die kompletten Konstruktionspläne, die eigens programmierte Software und die Messdaten frei zugänglich veröffentlichen.
(red, APA, 17.11.2022)

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