Leichtbau
Faserverstärkter Kunst­stoff er­setzt Alu­minium im Raketenbau

© A. Heddergott – TU München

An der TU München ist ein Nutz­last­modul ent­stan­den, das kom­plett aus carbon­faser­verstärk­tem, ther­mo­plasti­schem Kunst­stoff auf­ge­baut ist.

Im Rahmen des Rexus-/Bexus-Programms (Raketen- und Ballon-Experimente für Universitäts- Studenten) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt entstehen experimentelle Forschungsraketen, die mit bis zu 40 kg Nutzlast bis zur Thermosphäre in 90 km Höhe aufsteigen. Ein Team am Lehrstuhl für Carbon Composites der TU München hat dafür nun ein Modul aus carbonfaserverstärktem, thermoplastischem Kunststoff entwickelt. Im Vergleich mit herkömmlichen Modulen, die aus Aluminium bestehen, spart es nicht nur 40 % Gewicht ein, sondern bietet auch Vorteile bei der Herstellung. Denn im Unterschied zu faserverstärkten Duroplasten, die bereits bei Flugzeugen verwendet werden, muss es nach der Herstellung nicht erst bei hohen Temperaturen in einem Autoklav aushärten.

Das Nutzlastmodul besteht aus einem zylindrischen Rohr mit Lasteinleitungsringen an den beiden Enden, über die mehrere Module miteinander verschraubt werden können. Da die Ringe und der Zylinder aus dem gleichen Material aufgebaut sind, lassen sie sich ohne Nahtstellen direkt miteinander verschweißen. Die Fasern sind in Polyetheretherketon (PEEK) eingebettet, was es erlaubt, verschiedene Arten von Sensoren und ihre Anschlüsse direkt in das Material zu integrieren. Das Team von der TUM hat sich für faseroptische Temperatursensoren entschieden, mit denen sich die thermische Belastung des Moduls während des Fluges überwachen lässt.

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