Composite News
LOX-Prüfstand für Raketentreibstofftanks
Gemeinsam mit MT Aerospace hat Grasse Zur Composite Testing einen Prüfstand für LOX-Tests („liquid oxygen“) entwickelt. Das Hauptziel des Phoebus-Projekts ist es, die Nutzlastleistung der Trägerrakete um mehr als zwei Tonnen zu erhöhen, indem die Masse der Oberstufe durch ein neues Design und leichtere Materialien reduziert wird. Gleichzeitig sollen mit Phoebus auch die Produktionskosten gesenkt werden.
Kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK) ermöglichen neue Architekturen und Funktionskombinationen, die mit metallischen Werkstoffen nicht möglich sind. CFK ist leicht und sieht dunkel aus und wird für die kryogenen Treibstofftanks sowie die Primär- und Sekundärstrukturen von Phoebus verwendet, daher auch der Name „schwarze“ Oberstufe. Darüber hinaus ermöglicht ihr Herstellungsprozess ein integriertes Layout, das zu einer geringeren Anzahl von Teilen führt als eine vergleichbare metallische Konfiguration, wodurch die Produktions- und Montagekosten gesenkt werden.
Mit Hilfe des von Grasse Zur Composite Testing entwickelten Prüfstands werden die CFK-Tanks auf ca. -180 °C abgekühlt. Über eine vollständig fernbedienbare Steuerung erfolgt eine Beaufschlagung mit einem Innendruck. Vier voneinander unabhängig geschaltete Schlagpendel realisieren die Einbringung von Impacts auf die obere und untere Endkappe des Tanks (sog. „Boss“). Die Versuche, die auf einem Freiversuchsgelände in Niedersachsen durchgeführt wurden, zeigen, dass der leichte, kohlenstofffaserverstärkte Kunststoff stark genug ist, um Metall in den Strukturen der Raketenoberstufe zu ersetzen. Dies ist ein wichtiger Meilenstein in Europa für die Entwicklung eines Prototyps einer hochoptimierten „schwarzen“ Oberstufe, genannt Phoebus, einer gemeinsamen Initiative von MT Aerospace und ArianeGroup, die durch das Future Launchers Preparatory Programme der European Space Agency – ESA finanziert wird.