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Potential und Entwicklungsstand von Hybridraketentriebwerken als Oberstufenantrieb eines reaktionsschnellen Satellitenverbringungssystems

May, Stefan and Dabanovic, Andrija and Martin, Joel and Poppe, Georg and Bierwagen, Nora Magdalena and Eggers, Thino (2022) Potential und Entwicklungsstand von Hybridraketentriebwerken als Oberstufenantrieb eines reaktionsschnellen Satellitenverbringungssystems. In: DWT. Angewandte Forschung für Verteidigung und Sicherheit in Deutschland, 2022-03-08 - 2022-03-10, Bonn, Deutschland.

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Abstract

Im Kontext der sich verändernden internationalen Sicherheitslage wird die Möglichkeit der Kompensation unplanmäßig ausgefallener sicherheitskritischer raumgestützter Infrastruktur durch agile, flexible und weitestgehend unabhängige Kompetenzen zur kurzfristigen Widerherstellung benötigter Fähigkeiten zunehmend relevant. Insbesondere die Etablierung eines unabhängigen, kurzfristig einsatzfähigen Verbringungssystems für militärische Nutzlasten in den erdnahen Orbit rückt dadurch weiter in den Fokus nationaler Sicherheitsbemühungen. Während für die erste und zweite Raketenstufe grundsätzlich auf konventionelle Feststoffraketentriebwerke, gegebenenfalls kombiniert mit einem Air-Launch-Konzept, zurückgegriffen werden kann, wird für eine möglichst flexible Nutzlastverbringung ein agiles, regelbares Oberstufensystem benötigt. Flüssigraketentriebwerke bieten zwar grundsätzlich diese Fäigkeiten, sind jedoch bauartbedingt deutlich gefährlicher und unzuverlässiger im Betrieb, benötigen vergleichsweise lange Startvorbereitungsphasen und sind äußerst kostenintensiv in der Entwicklung. Einen guten Kompromiss zwischen der Betriebssicherheit, Zuverlässigkeit und Kosteneffizienz von Feststoffraketentriebwerken einerseits, und der Regelbarkeit und damit verbundenen Flexibilität von Flüssigraketentriebwerken andererseits, bieten Hybridraketentriebwerke. Durch die Verwendung von nicht-kryogenen, ungiftigen Treibstoffen bieten diese Triebwerke schnelle Startbereitschaft kombiniert mit hoher Zuverlässigkeit, Betriebssicherheit und Regelbarkeit bei überschaubarem Entwicklungsaufwand. Durch die Verwendung von Wasserstoffperoxid als Oxidator sind die Triebwerke zudem inherent widerzündfähig und ermöglichen eine unkomplizierte Realisierung von effizienten Monotreibstoff-Lageregelungstriebwerken. In den letzten 10 Jahren wurden beim Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik des DLR mit Entwicklung der AHRES-Software signifikante Fortschritte im Bereich der analytisch-numerischen Vorauslegung erzielt. Durch zahlreiche Validierungsexperimente am institutseigenen Prüfstand auf dem DLR-Testgelände in Trauen, wurde die Triebwerksentwicklung soweit voran getrieben, dass im, vom Kompetenzzentrum für reaktionsschnelle Satellitenverbringung unterstützten, Raumtransportprojekt ATHEAt eine flugfähige Variante des Oberstufenhybridtriebwerks VISERION entwickelt und bis 2025 als Technologiedemonstrator in einem einstufigen Flugexperiment verifiziert werden soll.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/189647/
Document Type:Conference or Workshop Item (Speech)
Title:Potential und Entwicklungsstand von Hybridraketentriebwerken als Oberstufenantrieb eines reaktionsschnellen Satellitenverbringungssystems
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthor's ORCID iDORCID Put Code
May, StefanUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Dabanovic, AndrijaUNSPECIFIEDhttps://orcid.org/0000-0003-4639-9304UNSPECIFIED
Martin, JoelUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Poppe, GeorgUNSPECIFIEDhttps://orcid.org/0000-0001-9003-3057144333685
Bierwagen, Nora MagdalenaUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Eggers, ThinoUNSPECIFIEDUNSPECIFIEDUNSPECIFIED
Date:9 March 2022
Journal or Publication Title:DWT
Refereed publication:No
Open Access:No
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:Responsive Space, Oberstufe, Hybridrarektentriebwerk, Wasserstoffperoxid
Event Title:Angewandte Forschung für Verteidigung und Sicherheit in Deutschland
Event Location:Bonn, Deutschland
Event Type:national Conference
Event Start Date:8 March 2022
Event End Date:10 March 2022
Organizer:DWT
HGF - Research field:Aeronautics, Space and Transport
HGF - Program:Space
HGF - Program Themes:Space Transportation
DLR - Research area:Raumfahrt
DLR - Program:R RP - Space Transportation
DLR - Research theme (Project):R - Reusable Space Systems and Propulsion Technology, R - Responsive Space
Location: Trauen
Institutes and Institutions:Responsive Space Cluster Competence Center > Launch Segment
Institute for Aerodynamics and Flow Technology > Spacecraft, BS
Deposited By: May, Stefan
Deposited On:24 Nov 2022 13:26
Last Modified:24 Apr 2024 20:50

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