Realer Prüfstandtest mit einem Raketentriebwerk der Klasse J222

Veröffentlichungsdatum

Der Live-Motortest auf dem Prüfstand war hinsichtlich der Studentenbeteiligung ein voller Erfolg; mehr als 150 Personen kamen zusammen

Am 16. Mai fand auf den Basketballplätzen der ETSi der Universität Sevilla ein realer Prüfstandtest eines Raketentriebwerks mit 260 kg Schubkraft statt, der von Álvaro Sáez, einem ehemaligen Studenten des Studiengangs Luft- und Raumfahrttechnik an der Schule, zusammen mit seinem Vater Jesús Sáez durchgeführt wurde. 

Dieser Tag umfasste eine Einführung in Raketenkonstruktion und -fertigung, einen kurzen Überblick über die Düsentheorie, ein Experiment zur Charakterisierung von Festtreibstoff und schließlich einen abschließenden Prüfstand. Der Test ist Teil der Kampagne zur Verbesserung des Antriebssystems für das NAOS-Projekt, das Álvaro und Jesús seit 2015 entwickeln und das im Mai 2021 mit dem Start von NAOS seinen Höhepunkt finden soll

Der an der Höheren Technischen Schule für Ingenieurwesen durchgeführte Prüfstandtest ist ein entscheidender Bestandteil der Testreihe für das NAOS-. Es handelt sich um das bisher ambitionierteste Projekt von Coheteros. Die Rakete ist über zwei Meter hoch, wiegt sieben Kilogramm, erreicht eine Apogäumshöhe von drei Kilometern und ist wiederverwendbar. Dafür verfügt sie über ein Bergungssystem mit Fallschirm und einem elektronisch verzögerten Ausstoßsystem. Zusätzlich integriert sie ein Flugdatenerfassungssystem sowie ein Ortungs- und Telemetriesystem, das die Koordinaten der Rakete permanent per GPS empfängt und per LoRa-Modulation an Bodenstationen überträgt. Eine hochauflösende Bordkamera liefert zudem wertvolle Daten zu Flugbahn, Leistung und Flugphasen. 

Alle Systeme wurden von Coheteros von Grund auf entwickelt, konstruiert und gefertigt und in Funktionstests validiert. Die Startplattform ist so ausgelegt, dass sie den Startbelastungen der Rakete standhält und einen stabilen Flug vom Start weg gewährleistet.

Der realweltliche Prüfstand mit einem Motor wie dem am ETSI durchgeführten zielt darauf ab, die folgenden Konstruktionsaspekte zu validieren:

  • Ähnlichkeit zwischen der realen und der theoretischen Schub-Zeit-Kurve, die in den Simulationen ermittelt wurde. 
  • Zur Validierung der Praxistauglichkeit des neuen Treibstoffkorn-Inhibierungssystems für das Triebwerk. Dieses Inhibierungssystem wird mittels 3D-Druck aus ABS-Kunststoff hergestellt und vereinfacht den Herstellungsprozess der Treibstoffkörner erheblich, wodurch eine häufigere Serienproduktion ermöglicht wird.
  • Die Wiederholbarkeit der Prüfstandsversuche wurde analysiert und untersucht. Insgesamt wurden vier Prüfstandsversuche mit derselben Treibstoffladung wie der in der Schule verwendeten durchgeführt. Alle Versuche zeigten sehr ähnliche Schub-Zeit-Kurven, was die Zuverlässigkeit und das Vertrauen in den Herstellungsprozess belegt.
  • Charakterisierung der Auswirkungen der erosiven Verbrennung, eines bestimmenden Faktors für die bei früheren Tests aufgetretenen CATOs (Catastrophe At Take Off), mit dem Ziel, Korrekturmaßnahmen anzuwenden, um diesen Effekt zu beseitigen oder abzuschwächen.
  • Der Test war auch entscheidend für die Gewinnung realer Daten, die genauere Vorhersagen über die Maßnahmen ermöglichen, die NAOS bei seinem bevorstehenden Start ergreifen wird. 

Diese Demonstration erwies sich jedoch nicht nur für die Entwickler, sondern auch für die zahlreichen Studierenden und angehenden Ingenieure, die die Veranstaltung besuchten, als nützlich. Während der Ausstellung konnten sie sich davon überzeugen, dass die im Studium erworbenen theoretischen Kenntnisse und Erfahrungen für die Entwicklung des Raketentriebwerks unerlässlich waren. Zu diesem Zweck wurden viele der theoretischen Erklärungen durch praktische Beispiele veranschaulicht, die live vor Ort demonstriert wurden. Gleichzeitig wurde ihnen aber auch bewusst, wie oft die Theorie die Realität nicht präzise vorhersagt, was die Bedeutung von Funktionstests für die Validierung von Konstruktionen unterstreicht.

Der wohl auffälligste Aspekt des Treffens war jedoch die Motivation, Aufmerksamkeit und das Interesse der Schüler, die sie jederzeit zeigten und die die durchweg positive Atmosphäre unterstrichen.
 

IMG_20230516_190538.jpg
Probenteilnehmer
IMG_20230516_192922.jpg
Studierende, die der theoretischen Erklärung des Essays Aufmerksamkeit schenken
1684351753005.JPG
Álvaro Sáez erklärt den Teilnehmern die Probe