Additive Fertigung
Ein 3D-Drucker schafft das erste Aerospike-Raketentriebwerk

© Fraunhofer IWS

Einem Forschungs­team aus Dresden ist es gelungen, ein energie­sparendes Aero­spike-Trieb­werk mit einem Metall­drucker herzustellen. Die her­kömm­liche Fertigung war bis­lang an der kom­plexen Bau­weise der Düsen gescheitert.

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© just 4 business

In einem gemeinsamen Projekt des Instituts für Luft- und Raum­fahrt­technik der TU Dresden und des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahl­technik IWS haben Wissenschaftler den Prototyp einer Aerospike-Düse für einen Micro­launcher konstruiert. Aerospike-Düsen können sich an den unterschied­lichen Luftdruck in unterschied­lichen Höhen anpassen und verbrauchen daher in der Theorie bis zu 30 % weniger Treib­stoff als herkömmliche Raketen­antriebe. Aerospike-Trieb­werke werden bereits seit den 1950er-Jahren erforscht. Aufgrund der komplexen Bauweise und der Probleme bei der Kühlung existiert jedoch bis heute kein einsatz­fähiges Triebwerk dieser Art. Micro­launcher wiederum nennt man kleine bis mittelgroße Träger­raketen für Nutzlasten bis etwa 350 kg.

Bei dem Aerospike-Triebwerk der Dresdner Forscher wurden Treibstoffinjektor, Brenn­kammer und Düse im additiven Fertigungs­verfahren per Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) aus Metall hergestellt. Auf diese Weise ließ sich ein komplexes Kühlsystem mit innen liegenden, verschlungenen Strukturen umsetzen, was mit herkömmlichen Fertigungs­verfahren wie Fräsen oder Gießen nicht möglich gewesen wäre.