Forschungs- und TestinfrastrukturHöhensimulationsprüfstand P4
Höhensimulation – unsere Kernkompetenz
Der Höhensimulationsprüfstand P4 ist europaweit die einzige Anlage, an der kryogene und lagerfähige Oberstufentriebwerke getestet werden können. Das Know-how die Höhensimulationsprüfstände betreiben und beherrschen zu können, ist eine Kernkompetenz des DLR-Instituts.
Nach dem Ausbrennen der Unterstufe einer Rakete, die am Boden auf der Startrampe gezündet wird, kommen Triebwerke von Raketenoberstufen in Höhen ab circa 50 km über der Erdoberfläche zum Einsatz. Dort ist der Luftdruck bereits auf circa 0,2 Prozent seines Wertes auf Meereshöhe (1013 Millibar) abgefallen. Die Aufgabe eines Höhensimulationsprüfstandes besteht nun darin, diesen Umgebungsdruck von circa 2 Millibar für die Zündung des Triebwerks bereitzustellen und auch bei laufendem Triebwerk aufrechtzuerhalten. Ingenieurinnen und Ingenieure sprechen bei solchen Druckwerten von einem Vakuum. Um feststellen zu können, ob bei diesen Bedingungen ein Oberstufentriebwerk zuverlässig zündet und im Vakuum problemlos funktioniert, muss es vor einer Mission entsprechend getestet werden. Dabei wird insbesondere das Zündverhalten des Triebwerks untersucht, die thermische Belastung der Strukturen analysiert und der Vakuumschub gemessen.
Höhensimulation
- Langzeit-Vakuumversuche
- dampfbetriebene Vakuumanlage
- Versuche unter Bodenbedingungen
Testpositionen
Raketendampferzeuger
Der für den Betrieb der Vakuumanlage notwendige Dampf wird von insgesamt fünf am DLR-Standort Lampoldshausen entwickelten Raketendampferzeugern bereitgestellt, die mit Alkohol und Flüssigsauerstoff betrieben werden. Der Dampf verlässt die Dampferzeuger mit einem Druck von 22 bar und einer Temperatur von 210 Grad Celsius. Anschließend wird der Dampf in den Ejektoren der Vakuumanlage auf Überschallgeschwindigkeit beschleunigt und saugt dadurch die Verbrennungsgase des Triebwerks aus der Vakuumkammer. Alle fünf Dampferzeuger zusammen entwickeln eine thermische Leistung von 650 Megawatt. Die Tankkapazitäten sind für eine Betriebsdauer von 1.000 Sekunden ausgelegt.
