Aktuelles

Nach einer Änderung der Brennstoffgeometrie des Hybridtriebwerks HYDRA-4X fand am 28.09.2018 der dritte Triebwerkstest auf dem Testgelände des DLR Trauen statt. Entgegen der letzten Tests konnte der Schub beachtlich gesteigert werden und so weist das Triebwerk nun nahezu Nennschub auf. Derzeit bereitet sich das Team auf das CDR im November vor.

Das STERN (STudentische ExperimentalRaketeN) Programm des DLR (Deutsches Zentrums für Luft- und Raumfahrt) ist ein Raumfahrtprojekt, an dem Studentengruppen deutscher Universitäten teilnehmen können. Anforderung ist dabei, dass jede Gruppe innerhalb von 3 Jahren eine Rakete entwickelt, welche mindestens 3 km Flughöhe und Schallgeschwindigkeit erreicht. Der Start der Raketen erfolgt auf dem Startgelände Esrange bei Kiruna (Schweden). Das STERN Programm finanziert die Vorhaben der Studenten mit Mitteln des BMWi (Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie). Es ist den Teams dabei selbst überlassen, wie sie die Anforderungen erfüllen. So wurde im STERN 1 Programm neben zahlreichen Hybrid- auch Flüssig- und Feststoffraketen entwickelt und erfolgreich gestartet. Das Ziel des STERN Programms liegt in der Ausbildung von Studenten an realen Raumfahrtprojekten. Daher wird jedes Team bei Entwicklung ihrer Rakete von Experten aus der Industrie und vom DLR kontrolliert und durchläuft das raumfahrttypische Review Verfahren, welches ein PDR (Preliminary Design Review), CDR (Critical Design Review), IPR (Integration Progress Review), RAR (Rocket Acceptance Review), und PFAR (Post Flight Review), enthält.

Teilnahme an STERN

Die ERIG hat am ersten STERN Programm mit dem Leonis Projekt teilgenommen, in dem die Faust Rakete mit dem Hybridraketentriebwerk Hydra 3 entwickelt wurde. Die Faust wurde im Oktober 2015 erfolgreich auf Esrange gestartet (s. Abbildung). Damit ist sie die erste Rakete, welche aus dem STERN Programm gestartet wurde und die erste Hybridrakete auf Esrange. Sie erreichte eine Höhe von 5.400m und Schallgeschwindigkeit.
Seit August 2017 nimmt die ERIG erneut an dem STERN Programm teil. In Leonis 2 geht es erneut um die Entwicklung einer Hybridrakete. Die Faust 2 Rakete wird zahlreiche Weiterentwicklungen gegenüber ihrer Vorgängerin enthalten. So wird der Totalimpuls verdoppelt ohne, dass das Gewicht, oder der Durchmesser wesentlich ansteigt. Die Rakete soll Anfang 2020 in Esrange gestartet werden.

 

 

Start der Faust Rakete.

 

Teilnahme an STERN II

Seit August 2017 nimmt die ERIG erneut am STERN Programm teil. In Leonis II (FKZ: 50 RL 1752) geht es erneut um die Entwicklung einer Hybridrakete. Die Faust II Rakete wird zahlreiche Weiterentwicklungen gegenüber ihrer Vorgängerin enthalten. So wird der Totalimpuls verdoppelt ohne, dass das Gewicht, oder der Durchmesser wesentlich ansteigt. Die Rakete soll Anfang 2020 in Esrange gestartet werden.

Sowohl die Faust als auch die Faust II sind ähnlich aufgebaut. Sie bestehen aus modularen Komponenten, die eine leichte Integration ermöglichen sollen. Der größte Teil der Rakete stellt das hybride Antriebssystem dar, bestehend aus Brennkammer, Ventilsegmenten, Oxidator- und Hochdrucktank. Letzterer ist nötig, um den Oxidatortank zu bedrücken und damit den Oxidator, flüssiges Stickstoffmonoxid (Lachgas, N2O), bei 50 bar zu fördern. Als Druckgas wird Helium bei 300 bar verwendet. In der Brennkammer befindet sich der feste Brennstoff HTPB (Hydroxyl-terminiertes Polybutadien), sowie der Injektor, der den Oxidator in die Brennkammer leitet und ihn zerstäubt. Oberhalb des Hochdrucktanks ist das Elektroniksegment integriert. Die Elektronik der Rakete sorgt unter anderem dafür, dass Flugdaten der Rakete aufgenommen und an die Bodenstation gesendet werden, außerdem gehört die Auslösung des Bergungssystems zu ihren Aufgaben. Dieses befindet sich wiederum in der Spitze der Rakete und besteht aus einem zweistufigen Fallschirmsystem.

Die wesentlichen Unterschiede zwischen Faust und Faust II betreffen Veränderungen in der Struktur und dem Antriebssystem. Im Gegensatz zur Faust werden bei der Faust II beide Tanks in Eigenfertigung aus einem Aluminiumliner und Kohlefaserwicklung hergestellt. Die Faust ist noch mit einem selbst gebauten Oxidatortank mit Polyurethan und Kohlefaserwicklung und einem gekauften Hochdrucktank geflogen, was Nachteile in der Dichtigkeit und Gewicht bewirkte. Um für ausreichende Festigkeit der Brennkammer zu sorgen, wurde das Triebwerk Hydra 3X der Faust mit einer Stahlummantelung versehen. Um diesen Gewichtsnachteil auszugleichen wird bei der Faust ein Triebwerk (Hydra 4X) mit Kohlefaserummantelung eingesetzt. Außerdem wurden Auslegungsschub und –Totalimpuls von 1,25 kN auf 2 kN und von 12,5 kNs auf 25 kNs verdoppelt, um so eine Apogäumshöhe von etwa 10 km zu erreichen.

Vergleich der technischen Daten von Faust und Faust II
  Faust Faust II
D [mm] 125 143
L [mm] 3201 4180
Masse (lift-off) [kg] 24,11 38,7
Flughöhe [km] 5,4 10 (geplant)