Forschungsbereich

Leichtbaustrukturen für die Raumfahrtanwendung

In-Situ Untersuchungen an Ablatormaterialien
Um Raumfahrzeuge vor den beim Eintritt in die Atmosphäre auftretenden extrem hohen Temperaturen zu schützen, werden ablative Hitzeschilde eingesetzt. Die Wirkungsweise derartiger Thermalschutzsysteme basiert auf der kontrollierten Zersetzung des Hitzeschildwerkstoffes durch u.a. Pyrolyse und Schmelzprozesse. Um ein besseres Verständnis für diese unter hoher thermischer Last auftretenden Prozesse zu erlangen, wurden transportable Versuchseinrichtungen entwickelt, mit welchen diese Prozesse in-situ durch zeitlich hochauflösende Synchotron-Röntgentomographie untersucht werden können.
Wissenschaftler vor der Prüfanlage INDUTHERM
Der Prüfstand INDUTHERM ist für den thermischen und mechanischen Test von Strukturkomponenten, wie z. B. Krafteinleitungen, bestimmt. Die Heizung der Prüflinge erfolgt induktiv über ein Suszeptorrohr, das in seinem Inneren ein homogenes Temperaturfeld mit bis zu 2000 °C erzeugt.
Multifunktionale additiv gefertigte Struktur
Multifunktionale additiv gefertigte Struktur mit integrierter Automobilelektronik aus dem Projekt IRAS.
Bild: 3/3, Credit:

Leicht. Zuverlässig. Temperaturbeständig

Der Forschungsbereich Leichtbaustrukturen für die Raumfahrt hat einen klaren Fokus: das Gesamtsystem betrachten, um für jedes Detail neue Lösungen zu finden. Denn die Anforderungen, die die Raumfahrt an Struktursysteme stellt, sind vielfältig. Sie müssen leicht, zuverlässig und bei Thermallasten von -250 °C bis zu +2000 °C vor allem temperaturbeständig sein. In der täglichen Arbeit bietet der Forschungsbereich die komplette Prozesskette vom Werkstoff bis hin zum flugtauglichen Prototypen an.

Der Schwerpunkt liegt auf der Verwendung von faserverstärkten Kunststoffen und Keramiken unter konsequenter Einbeziehung von Fertigungsmethoden und Produktionstechnologien in Entwurf und Simulation. Die Möglichkeiten der Digitalisierung erschließen dabei immer wieder unkonventionelle und innovative Systemlösungen. Für die Verifikation stehen modernste, flexibel konfigurierbare mechanische und thermische Testanlagen zur Verfügung, die durch den Zugang zu einsatznahen Flugversuchen komplettiert werden. Ein besonderes Augenmerk des Forschungsbereichs liegt in der Erarbeitung innovativer Ansätze für die kostengünstige Entwicklung und den Bau von hochintegrierten kommerziellen Satellitensystemen. Hier werden in Zusammenarbeit mit industriellen und universitären Partnern immer wieder neue Maßstäbe gesetzt.

Kontakt

Hendrik Weihs

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung
Pfaffenwaldring 38-40, 70569 Stuttgart