Erstes europäische Raketentriebwerk aus dem 3D-Drucker getestet

BERTA Triebwerk

Die Europäische Weltraumorganisation ESA hat einen wichtigen Schritt auf dem Weg zu neuen wirtschaftlicheren Raketen gemacht. Am Prüfstand P8 in Lampoldshausen absolvierte vor wenigen Tagen das BERTA-Triebwerk erfolgreich seinen ersten Testlauf. Die Besonderheit von BERTA (Biergoler Raumtransportantrieb): Die Ingenieure haben das Triebwerk Ende 2018 bei der ArianeGroup in Ottobrunn vollständig im 3D-Druckverfahren gefertigt.

Für einen Referenzschub von 2,45 Kilonewton ausgelegt, konnten die Techniker BERTA für 560 Sekunden am Prüfstand P8 in Lampoldshausen testen. BERTA ist für den Betrieb mit lagerfähigen Treibstoffen ausgelegt – die Treibstoffe können bei Raumtemperatur gelagert werden.

Triebwerke dieser Art können sehr zuverlässig und mehrfach gezündet werden. Sie eignen sich daher für längere Missionen. Damit können die Forscher dieses Triebwerk nicht nur für den erdnahen Bereich auf kleinen bis mittleren Raketen einsetzen, sondern auch für Missionen über den Erdorbit hinaus. Übliche lagerfähige Treibstoffe sind jedoch hochgiftig. Für die Testläufe im Prüfstand verwendet die Ingenieure daher kryogene Treibstoffe.

Schneller, komplexer, ökonomischer

„Der Prüfstand P8 bietet umfangreiche Möglichkeiten, Demonstratoren von Komponenten über Baugruppen bis hin zu kleinen Triebwerken zu testen“, sagt Gerd Brümmer, DLR-Ingenieur und Leiter des Prüfstands P8. „Ziele der aktuellen Tests sind, das Strömungsverhalten und den Wärmeübergang bei gedruckten Oberflächen zu untersuchen. Diese neue Technologie kann derzeit europaweit nur am Prüfstand 8 in Lampoldshausen getestet werden“,

Der 3D-Druck liefert für den Triebwerksbau verschiedene Vorteile. So lassen sich die Produktionszeiten signifikant verringern. Übliche Lieferzeiten betragen bis zu eineinhalb Jahre. Mittels additiver Fertigung dagegen können die Techniker vollständige Triebwerke innerhalb weniger Wochen liefern.

Ein weiterer Vorteil: Im 3D-Druck-Verfahren sind komplexere Strukturen möglich, die sich in konventionellen Verfahren nicht herstellen lassen. So enthält BERTA ein Design für die Kühlkanäle, das ein verbessertes Kühlverhalten der Brennkammer sicherstellen soll. Durch die verbesserte Kühlung können Brennkammern zukünftig kompakter gebaut werden – was Material einspart.

Die Testkampagne wird noch vier Wochen andauern und die Ergebnisse werden auch in weitere Entwicklungsvorhaben der ESA einfließen. So wollen die Ingenieure das 3D-Druckverfahren für Weiterentwicklungen der Ariane-6-Triebwerke Vinci und Vulcain einsetzen.

Bild: ArianeGroup