Der Einsatz einer Transpirationskühlung zur effizienten Kühlung von thermisch hochbelasteten Raketentriebwerkskomponenten verspricht eine verbesserte Leistungsfähigkeit und Lebensdauer des Triebwerks.
Im Rahmen des DFG-Sonderforschungsbereichs TRR 40: „Grundlagentechnologien für die Entwicklung zukünftiger Raumtransportsystemkomponenten unter hohen thermischen und mechanischen Belastungen" werden in Zusammenarbeit mit dem Institut für Luft- und Raumfahrtthermodynamik (ITLR) der Universität Stuttgart grundlegende Untersuchungen der Transpirationskühlung durchgeführt.
Ein mit Kühlluft durchströmter permeabler Keramikverbundwerkstoff wird einer Heißgasströmung ausgesetzt und die Kühlwirkung gemessen. Hierbei tauscht das Kühlmedium einerseits Wärme mit dem porösen Festkörper aus, andererseits bildet sich ein schützender Kühlfilm zwischen der Probenoberfläche und der Heißgasströmung. In vorhergehenden Untersuchungen wurden einzelne transpirationsgekühlte Proben untersucht, um analytische und numerische Modelle zur Beschreibung der Transpirationskühlung zu entwickeln. Die aktuellen Untersuchungen konzentrieren sich auf den Einfluss einer lokalen Variation des Kühlmittelmassenstroms. Numerische Berechungen ermöglichen die Übertragung der Erkenntnisse der Transpirationskühlung auf eine Raketenbrennkammer im Maßstab 1:1.
Ziel der Untersuchungen ist es, die Transpirationskühlung möglichst effizient in das Kühlsystem eines Raketentriebwerks zu integrieren um die Vorteile verschiedener Kühlmethoden zu kombinieren.
