Die AHRES Software kann zur Vorauslegung gesamter Hybrid- und Feststoffraketentriebwerke oder zur Optimierung und Weiterentwicklung einzelner Subsysteme bereits bestehender Triebwerke verwendet werden. Der modulare Aufbau der Software ermöglicht einen flexiblen Einsatz bis hin zur gekoppelten Auslegung des Gesamtsystems. Hierdurch kann der zeitliche und finanzielle Gesamtaufwand der iterativen Entwicklung gesenkt werden und innovative Erkenntnisse in den Wechselwirkungen berücksichtigt werden.
AHRES
Hybridraketentriebwerke stellen eine vielversprechende Alternative zu den im Raumtransport primär eingesetzten Feststoff- und Flüssigraketentriebwerken dar. Durch den Einsatz von festen Brennstoffen und flüssigen Oxidatoren vereinen sie die Vorteile beider Systeme, wodurch Raumfahrzeuge kostengünstiger, sicherer und umweltverträglicher werden können. Etliche Nachteile, die in der Vergangenheit einen kommerziellen Einsatz verhindert haben, lassen sich heute durch innovative Brennstoffzusammensetzungen und moderne Fertigungstechniken beheben. Dennoch stellen die starken Wechselwirkungen innerhalb der Brennkammern technologische Herausforderungen für die Skalierbarkeit von Laborversuchen auf Triebwerke größerer Schubklassen dar.
AHRES-B
Testlauf des neuartigen Hybridraketentriebwerks AHRES-B auf dem Prüfstand des DLR in Trauen.
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Um dieser Problematik zu begegnen, entwickelt und validiert die Abteilung Raumfahrzeuge die Software AHRES (Advanced Hybrid Rocket Engine Simulation), die den optimierten Entwurf eines kompletten Hybrid- oder Feststoffraketentriebwerks ermöglicht. Die Validierung der AHRES-Software erfolgt zum einen durch numerische Simulationen, welche alle relevanten physikalischen und chemischen Prozesse innerhalb der Triebwerke abbilden können. Darüber hinaus steht auf dem DLR-Versuchsgelände am Standort Trauen ein institutseigener Prüfstand zur Verfügung, welcher den Einsatz von hochkonzentriertem Wasserstoffperoxid in Triebwerken mit bis zu 15.000 N Schub ermöglicht. Der Einsatz modernster Messtechniken sowie verschiedener Versuchstriebwerke erlaubt die Analyse aller relevanten Prozessparameter, die für ein tiefgreifendes Verständnis der Abbrandprozesse und somit zur Validierung der AHRES-Software erforderlich sind.
Wesentliche Merkmale
- optimierte Auslegung von Hybrid- und Feststoffraketentriebwerken
- modulares Design für einzelne Subsysteme der Triebwerke
- instationäre Betrachtung des Abbrandprozesses
- Katalyseprozesse von Wasserstoffperoxid
- Düsenauslegung unter Berücksichtigung thermischer und mechanischer Lasten
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