Frieß, Martin and Scheiffele, Matthias and Zankl, Wolfgang and Hofmann, Frank and Ramsel, Jürgen (2013) Entwicklung, Herstellung und Test einer keramischen Schubkammer für ein Geltriebwerk. Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2013, 2013-12-10, Stuttgart.
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Abstract
Faserkeramische Verbundwerkstoffe (C/C-SiC) wurden ursprünglich für Hitzeschutzsysteme von Raumfahrzeugen entwickelt, bei denen hohe massenspezifische Steifigkeiten und Temperaturstand-festigkeiten erforderlich sind. Aufgrund ihrer Hitze- und Erosionsbeständigkeit in Kombination mit er-höhter Schadenstoleranz erweiterte sich das Einsatzspektrum schnell auf Friktionsanwendungen, wie z.B. Pkw-Bremsscheiben sowie Reibbelägen im Maschinenbau und bei Hochgeschwindigkeitsaufzü-gen. Zudem sind diese Werkstoffe für Kurzzeitanwendungen im Heißgasbereich (z.B.: Raketenmotor) von zunehmenden Interesse. Hergestellt werden diese Werkstoffe im Flüssigsilicierverfahren (LSI-Prozess), der sich durch einen zeit- und kostenattraktiven dreistufigen Prozess auszeichnet und vom DLR Stuttgart entwickelt wurde. Dabei werden relativ dichte Werkstoffe (offene Porosität < 2 %) ohne Nachverdichtungsschritte erreicht. Zunächst wird über gängige Methoden ein faserverstärktes Kunststoffbauteil erzeugt, das dann via Pyrolyse in einen porösen C/C-Vorkörper überführt wird. Schließlich erfolgt im dritten Schritt die Schmelzinfiltra¬tion des Vorkörpers mit flüssigem Silicium und Reaktion zum „dichten“ C/C-SiC-Bauteil, das die Vo¬raussetzung für die Heißgasführung schafft. In diesem Beitrag wird über die Entwicklung und Herstellung sowie den Test einer keramischen Schubkammer an einem Geltriebwerk bei MBDA-D berichtet. Die dazu erforderliche Werkstoffent-wicklung via Nasswickelverfahren und Untersuchungen zum Einfluss des Wickelwinkels auf die mechanischen Eigenschaften erfolgten zunächst an Plattenmaterial und zylind¬rischen Rohren. Darauf aufbauend wurde ein der Geometrie angepasster Lagenaufbau für die Schub¬kammer entwickelt. Nach dem Wickeln des Vorkörpers (Faserpreform) und der Härtung auf dem Wickelkern wurden die Bauteile auf speziellen Kernen pyrolysiert und anschließend via Silicierung in C/C-SiC-Bauteile konvertiert. Zur Werkstoff- und Bauteilcharakterisierung in den unterschiedlichen Werkstoffstadien kamen ver-schiedene Methoden, wie die Ermittlung der Porosität und Dichte nach Archimedes sowie der Berst-druck- und Zugfestigkeit als auch zerstörungsfreie Prüfmethoden Computertomographie (CT) zum Einsatz. Dabei konnten der Einfluss des Wickelwinkels auf die mechanischen Eigenschaften aufge-zeigt werden. Abschließend wird über die Ergebnisse der Raketenmotortests der keramischen Schub-kammer am Geltriebwerk der MBDA-D berichtet.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/87472/ | ||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Conference or Workshop Item (Speech) | ||||||||||||||||||||||||
Title: | Entwicklung, Herstellung und Test einer keramischen Schubkammer für ein Geltriebwerk | ||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 10 September 2013 | ||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | No | ||||||||||||||||||||||||
Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | No | ||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||
Keywords: | CMC, LSI-Prozess, C/C-SiC, Wickeln, Schubkammer, Geltriebwerk | ||||||||||||||||||||||||
Event Title: | Deutscher Luft- und Raumfahrtkongress 2013 | ||||||||||||||||||||||||
Event Location: | Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||
Event Type: | national Conference | ||||||||||||||||||||||||
Event Date: | 10 December 2013 | ||||||||||||||||||||||||
Organizer: | DGLR | ||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Aircraft Research (old) | ||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | L AR - Aircraft Research | ||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | L - Military Technologies (old) | ||||||||||||||||||||||||
Location: | Stuttgart | ||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Structures and Design > Ceramic Composite Structures | ||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Friess, Dr.rer.nat. Martin | ||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 14 Jan 2014 09:07 | ||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 24 Apr 2024 19:53 |
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