TMF-Prüfstand am M51

Der TMF-Prüfstand des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Lampoldshausen weist die folgenden drei Alleinstellungsmerkmale auf (die weder bei Full-Scale-Raketen-Brennkammer/Schubkammer-Tests noch bei Subscale-Raketen-Brennkammer/Schubkammer-Tests möglich sind):

1. direkte Messung der Oberflächentemperatur der thermisch belasteten Wand-Struktur mit Hilfe einer Infrarot-Kamera ohne Heißgas-Strahlungs-bedingte Verfälschung der optischen Temperaturmessung
2. lokale Bestimmung des Wärmestroms in die thermisch belastete Struktur durch Messung der Leistungsdichteverteilung des TMF-Lasers, Messung der optischen Ausgangsleistung des TMF-Lasers, Vorab-Bestimmung des Hochtemperatur-Absorptionsgrads der Oberfläche der zu testenden Struktur im Spektralbereich des TMF-Lasers
3. Messung der out-of-plane-Deformation sowie aller drei Oberflächen-Dehnungs-Komponenten der thermisch belasteten Struktur sowohl während reiner Kühl-Phasen als auch bei zusätzlicher thermischer Belastung der getesteten Struktur mit Hilfe eines optischen Deformations-Mess-Systems, das auf einer Kombination aus einem Stereo-Kamera-System sowie einer Bildkorrelations-Software basiert. Dies wurde bis zu einer Oberflächen-Temperatur von 1450 Kelvin demonstriert

Die Testergebnisse ermöglichen die Validierung von (Finite-Element-) Strukturanalyse- und Lebensdauer-Analyse-Methoden für thermisch und mechanisch höchstbelastete Strukturen sowie die Verifikation von Methoden zum beschleunigten Test von Schubkammern. Der Prüfstand erlaubt ferner den kostengünstigen Test neuer Brennkammerwand- Düsenwand- beziehungsweise Düsenerweiterungswand-Materialien wie zum Beispiel Kupfer-Basis-Legierungen und Nickelbasis-Legierungen (die mit Hilfe neuer Technologien wie zum Beispiel Selective Laser Melting hergestellt wurden) sowie die experimentelle Bestimmung des Einflusses der folgenden Einfluss-Faktoren auf die Lebensdauer (Anzahl der Zyklen bis zum Bruch) der getesteten Strukturen: