Forschungsgruppe

Turbopumpentechnologie

Turbopumpentechnologie
Hier konzentrieren sich DLR-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf die Entwicklung neuer Technologien, um die Turbopumpen kostengünstiger und effizienter zu machen.

Ein zentrales Ziel des DLR-Instituts ist es, alle Kompetenzen im Bereich der Turbopumpen von Raketenantrieben zu bündeln, um zielgerichtete und effektive Forschung zu betreiben. Hierbei konzentrieren sich DLR-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler auf die Entwicklung neuer Technologien, um die Turbopumpen kostengünstiger und effizienter zu machen. Es werden unterschiedliche Herangehensweisen gewählt, die von der Verbesserung von konventionellen Methoden bis hin zur Erarbeitung neuer Konzepte, mit denen zum Beispiel genetische Algorithmen für den Auslegungsprozess trainiert werden können (maschinelles Lernen), reichen.  Die entwickelten konventionellen und neuartigen Ansätze können in Verbindung mit neuen Herstellungsverfahren, wie beispielsweise dem 3D-Druckverfahren, ihr volles Potenzial entwickeln und so zu Lösungen führen, die vorher als undenkbar galten. Die Kernkompetenz ist es, die so gewonnenen Erkenntnisse unter realen Bedingungen in Raketentriebwerken zu testen und somit eine Wissensbasis zu generieren, die die Raumfahrt weltweit vorantreibt.

Die Schwerpunkte der Gruppe sind:

  • Design und Herstellung von Turbopumpenprototypen,
  • Betrieb und Test von Turbopumpen,
  • Kavitationsforschung,
  • Forschung an und Erprobung von Methoden zur Zustandsüberwachung,
  • Forschung zur Verbesserung der Wiederverwendbarkeit von Turbopumpen und Komponenten,
  • Elektrisch angetriebene Turbopumpen,
  • Optimierung von Komponenten und Herstellungsmethoden,
  • Entwicklung neuartiger Messmethoden.

Zur Umsetzung dieser Schwerpunkte wird unter anderem das Demonstratortriebwerk LUMEN verwendet. Darüber hinaus verfügt die Gruppe Turbopumpentechnologie über zwei Prüfstände, die explizit für die Turbopumpenentwicklung gebaut wurde:

Modularer Turbopumpenprüfstand (MTP)

  • Test von Pumpen / Turbinen
  • 750 Kilowatt Antriebs- / Bremsleistung
  • Flüssigsauerstoff / Flüssiges Biomethan / Flüssigwasserstoff
  • 65.000 Umdrehungen pro Minute (Upm)

 Cryogenic Sealing and Bearing Test Bench (CSBT)

  • Kryoversuche mit Lagern und Dichtungen für Turbopumpen
  • Flüssigstickstoff / Flüssigsauerstoff / Flüssiges Biomethan für Lager, Gasförmiges Helium / Flüssigstickstoff Dichtgas
  • 65.000 Umdrehungen pro Minute (Upm)

Kontakt

Prof. Dr. Jan Deeken

Abteilungsleitung
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Raumfahrtantriebe
Raketenantriebssysteme
Im Langen Grund, 74239 Hardthausen